信號交叉口電動車交通組織方法研究

蔣懷遠

（廣東警官學院 治安系，廣東 廣州 510232）

一、信號交叉口電動車通行特性和通行現狀分析

隨著我國城市電動車數量的急劇增加，電動車已成為非機動車交通的最大組成部分。電動車具有速度較快、輕便靈活的特點，其交通特性與普通自行車相比有很大的不同，具有異質性。電動車騎車人往往不遵守交通規則，隨意變換運行軌跡，對其他車輛和行人造成了較大干擾，影響了正常的交通秩序。如圖1所示。

長期以來，我國城市道路的交叉口設計都是以機動車利益為出發點，忽略了非機動車的交通需求，很多有條件的道路都沒有設置專門的非機動車道。非機動車通行十分不便，要么走機動車道，要么走人行道，由此引發交叉口運行秩序混亂，甚至陷入“交通秩序混亂-安全性差和效率低下-延長信號周期-行人與非機動車違法增加-秩序更加混亂”的惡性循環，導致交叉口通行能力下降和很大的安全隱患。

我國現階段的信號交叉口通行規則，一般沒有專用的非機動車專有相位，非機動車通常與機動車一起通過交叉口或者與行人一起通過交叉口。廣州目前信號交叉口非機動車的通行方式主要是非機動車與行人一體化模式，這種通行方式導致非機動車與行人混合行駛，這種混合模式致使信號交叉口非機動車通行效率大大降低，不符合人性化通行理念，也會帶來很大的安全問題。

2016年7月-2017年3月，筆者分別對廣州市的康王北路-中山七路信號交叉口、越秀北路-中山四路信號交叉口、中山七路-荔灣路信號交叉口等的非機動車進行了實地調查，如圖2、圖3所示。

圖1 惠州市區信號交叉口電動車通行現狀示例

圖2 廣州康王北路-中山七路交叉口

圖3 廣州越秀北路-中山四路交叉口

通過現場調查可得出以下結論：

（一）電動車行駛中具有成群性

易于在信號交叉口停車線處由于紅燈而聚集大量的電動車，并在綠燈亮起時，成群地涌入交叉口內，再加上電動車具有多變性以及搖擺性，比較靈活，易于轉向、加速或減速，而且電動車駕駛人差異較大，因而電動車的速度和方向常常會突然改變。

（二）在調查中發現，廣州大部分非機動車是與行人一起通過信號交叉口

在這個過程中，非機動車與行人會在信號交叉口遇到紅燈后，陸陸續續停車排隊，在停止線前集結成群，并在綠燈亮起時，一起涌入交叉口內。此時由于行人和非機動車的密度較大，通行隨意性較大，在人行橫道上非機動車與行人之間會造成較多的沖突，如圖4所示。

圖4 廣州康王北路-中山七路交叉口非機動車與行人的沖突

（三）速度與方向多變，不穩定

通過提取視頻軟件，自行車與電動車的加速度波動都比較大，加速度變動幅度達到1.4m/s2，體現了電動車的多變性，且易于轉向，騎行人差異也較大，因而自行車和電動車的速度和方向常常突然變化。

（四）電動車與自行車左轉時的速度比直行時快

這與駕駛人想盡快離開交叉口有關。由于左轉彎時路程較長且需要進入交叉口內部，駕駛人的安全受到威脅，故駕駛人欲通過加速來盡快離開交叉口，保障自己的安全。

（五）當電動車與機動車并行時，速度變化較大，原因是兩者之間易于產生沖突，容易改變各自的運動軌跡與速度。

（六）當前電動車的數量和比例逐步增加

在多次實地調查后發現廣州市信號交叉口非機動車構成中通行的自行車數量是最多的，但是電動車的數量和比例逐步開始增加。

廣州禁摩限電使得電動車占比很小，但由于美團等外賣的興起，電動車有增多的趨勢，也有一小部分其它非機動車，比如人力車、殘疾人專用車等非機動車在交叉口也時常見到。廣州市目前是禁止電動車在城市中心區上路行駛，雖然該規定是從安全的角度出發而制定的，但犧牲了市民的出行效率和出行的便捷，忽略了非機動車的靈活性、便捷性、環保性等優點。廣州市應當加快提出對電動車通行規則的改變，以滿足非機動車中占比越來越多的電動車的需求。

二、信號交叉口機動車與電動車沖突分析

（一）直行電動車與右轉機動車的沖突

當交叉口右轉車不受控，或右轉車與直行車同時放行時，右轉機動車會在行駛至電動車道前端時與直行電動車產生沖突，如圖5、圖6所示。

圖5 直行非機動車與右轉機動車沖突示意圖

圖6 廣州越秀北路-中山四路直行電動車與右轉機動車間沖突示意圖

（二）平面交叉口左轉電動車相關的沖突分析

電動車在交叉口內部運行時具有三個特點：一是搖擺性。電動車在交叉口內由于與機動車處于同一運行平面，無任何隔離防護，騎行速度慢，電動車易橫向搖擺，容易偏離原騎行軌跡；二是群體性與膨脹性。交叉口信號燈停車線處由于紅燈聚集了大量的電動車，在綠燈啟亮時刻電動車成群地涌進交叉口內， 交叉口短時間內進入的大量電動車對機動車運行產生很大的影響。三是多變性。由于電動車機動靈活，易于轉向、加速或減速，而且騎行人差異較大，因而個體電動車車的速度和方向常常突然變化，易于在交叉口內呈散點式通行，如圖7所示。

圖7 左轉非機動車與其他交通流的沖突示意圖

左轉電動車對直行機動車的影響有以下兩種情況，如圖8、圖9所示。

圖8 左轉電動車先到達沖突區

圖9 直行機動車先到達沖突區

兩相位的信號交叉口機非矛盾沖突較多，主要包括：1）左轉電動車啟動較快，阻擋同方向的直行機動車；2）左轉電動車與本進口直行機動車沖突；3）左轉電動車與對向直行機動車沖突；4）直行電動車與對向左轉機動車沖突。如圖10所示。

圖10 兩相位控制交叉口機非沖突點示意圖

信號交叉口電動車通行改善關鍵是要看電動車與機動車和行人是否有交通沖突，以及交通沖突是如何解決的。

三、交叉口交通沖突的影響因素及判別條件

交叉口幾何條件、交通控制條件、上下游交通組織與交通秩序情況、交通管制情況、交叉口交通安全狀況、附近人群特征（學校、醫院、盲人）等都是交叉口交通沖突能否在同一相位通行的影響因素，如下表1所示。

解析交通沖突是交叉口交通組織研究的關鍵一步，以上因素和判別條件的不同組合決定了交通組織的不同方式。

在解決行人、非機動車與機動車輛沖突方面，對大中城市中心區來說，重點是提高路口機動車與非機動車的通行能力，右轉機動車與電動車和行人保持適當的沖突是可行的。因此在安全允許的范圍內，能用兩相位的情況，盡量不用三、四相位。而如果是郊區交叉口，車流速度很快，應以交通安全為主，右轉車與非機動車、行人可以分相行駛。

表1 交叉口交通沖突在同一相位通行的綜合考慮因素及判別條件

一般而言，當非機動車和機動車因為交叉口幾何形狀導致可視性差、交叉口面積大、非機動車和左轉彎交通量較大、轉彎車輛速度較高以及有大量的兒童、老年人以及盲人過街時，應考慮分開設置機動車與非機動車相位來解決非機動車與左轉彎交通的沖突。

四、信號交叉口電動車交通組織方法

根據電動車的交通運行特性及交叉口處混合交通流的通行條件，對電動車的交通組織應遵循以下規則：

電動車的交叉口交通渠化設計應與信號控制相結合，充分利用交叉口時空資源，實現交通一體化設計；保障電動車在通行及等待時的安全，降低電動車對行人的干擾；

電動車通行應與機動車盡量在時間、空間上進行分離；至少應保證電動車與機動車在交叉口處分道行駛；

為簡化駕駛人員在交叉口的觀察、思考、判斷及采取措施的過程，電動車與機動車交通的沖突點應遠離機動車交通之間的沖突點；[1]57

電動車與機動車在交叉口行駛時，應保證相互良好的視認性，特別是電動車進入交叉口時，應確保電動車的行駛路線與方向；

保證電動車以較低的速度有序進入交叉口；

電動車待行區應保證足夠的空間，并提供相應的隔離設施以保證電動車的安全。

左轉電動車是影響交叉口通行秩序的關鍵因素之一。從非機動車在交叉口處整個信號周期內的運行特點上，左轉電動車在交叉口內部運行距離上，清空速度低，與其他流向交通流的沖突較多。因此，左轉電動車的交通組織是交叉口處非機動車交通處理的核心，是減少交叉口處機非沖突、保障電動車出行安全、提高交叉口有序程度的關鍵。電動車的交通組織方式選擇的是否合理，會嚴重影響交叉口的通行能力與安全，因此需要根據交叉口左轉機動車的交通組織和控制情況，合理組織左轉電動車通行。

左轉電動車交通組織的綜合影響因素包括：機動車與電動車的通行能力、延誤、交叉口幾何條件、交通沖突點的數量與分布、駕駛心理與習慣、左轉電動車繞行距離等。交叉口左轉電動車的交通組織有以下幾種方法：

（一）電動車跟隨機動車相位左轉（左轉電動車一次過街）

左轉電動車一次過街指的是在設有機動車雙向左轉專用相位的交叉口，左轉電動車跟隨同進口的左轉機動車通行。在機動車較少的小型交叉口，也可以采用左轉電動車“一次過街”方式。老城區部分小型交叉口可采用此模式。

電動車跟隨機動車相位左轉時，會存在以下問題：

1.與右轉機動車沖突嚴重。在交叉口進口道附近，直行電動車與右轉機動車相沖突，電動車與機動車被迫改變各自的行車軌跡；在出口道附近，電動車與右轉機動車相互交織。

2.在無左轉專用相位交叉口，左轉電動車一次過街，與直行機動車沖突嚴重。

3.電動車清空時間不足，與下一相位機動車相互沖突。由于電動車行駛速度低于機動車，因此進行交通信號相位切換時會出現下列問題：當以非機動車交通流作為綠燈間隔時間的計算標準時，非機動車的清空速度慢，下一相位機動車進入速度快，導致綠燈間隔時間增加，從而整個交叉口的周期時間顯著增加，車輛延誤增加；當以機動車交通流作為綠燈間隔時間的計算標準時，非機動車無法在綠間隔時間內完全清空，可能導致與下一相位機動車發生沖突。

4.電動車左轉待行區排隊溢出。當信號交叉口左轉電動車輛較多時，為了提高電動車的行駛效率，可設置電動車左轉待行區。調查中發現，當左轉電動車出現溢出排隊空間時，導致干擾右轉機動車的通行。

5.左轉電動車通行空間不足。

為了提高交叉口機動車的通行效率，很多大型交叉口都設置了機動車左彎待轉區，這使得綠燈初期電動車過早進入交叉口，導致與清空車輛存在沖突，就會導致交叉口通行安全問題。

（二）設置左轉電動車待行區（電動車停車線提前）

在左轉電動車交通流量較大的情況下，可以在非機動車道前端設置電動車待行區，如圖11所示。

由于電動車起動快，騎車人急于通過交叉口，可結合交叉口的實際情況，將非機動車停車線畫在前面，機動車停車線畫在后面。[2]74在惠州交叉口信號燈采取直左輪放的情況下，紅燈期間非機動車先駛入交叉口，待綠燈時再通過交叉口，這樣可避免電動車與機動車相互干擾。電動車停車線提前法需對騎車人加強管理與教育，使電動車做到合理停車。

該方法適合左轉電動車流量很大的交叉口，兩條停車線之間的距離依電動車與機動車流量大小及路口的幾何尺寸而定。兩條停車線間的距離L主要取決于：電動車交通量，交叉口信號周期與綠信比與交叉口幾何尺寸等。

圖11 電動車待行區示意圖

左轉電動車待行區的主要優點在于對于幾何尺寸較小的交叉口，該方法能夠使電動車停車線提前，減小了交叉口排隊車輛的擁擠。同時不增大信號周期，利用消除電動車對機動車飽和流量的影響，增大交叉口的通行能力，減小平均延誤。特別是交叉口無機、非分隔帶情況下，利用此方法效果更為明顯。

此方法的主要缺點為只適用幾何尺寸較小的交叉口，并且對駕駛員的遵章覺悟要求較高，在方法實施初期，最好有管理人員協助。另外，增大了機動車在交叉口的行駛距離，同時，由于機動車停車線的后移，給行人不遵章過街提供了方便。在電動車流量很大情況下，使用該方法需要配合兩次綠燈法或設置左轉電動車專用相位才能完全消除電動車對機動車的影響。

廣東省惠州城區江南片區路網結構復雜，大量路口無渠化島設計，部分道路無非機動車道。因此江南片區交叉口電動車交通組織措施主要為在路口車輛停止線前方設置電動車等候區。

1.惠州市區麥地路-麥地南路電動車交通組織改善方案研究

惠州市區麥地路-麥地南路為十字路口，各進口無渠化島，改造措施為在各進口增加電動車等候區，方案如圖12所示。

圖12 麥地路-麥地南路交通組織改善信號示意圖

改造后的效果如圖13所示。

圖13 麥地路-麥地南路效果圖

2.麥地路-麥地南路交通流量分析

對麥地路-麥地南路交通流量統計，可得流量對比如圖14-16所示。

圖14 早高峰流量對比圖

圖15 平峰流量對比圖

圖16 晚高峰流量對比圖

通過該交叉口交通流量分析可知，南進口左轉電動車流量全天均保持在較高數量，東、西進口直行電動車流量早、晚高峰均較大，左轉車輛較少。

南進口早高峰期間非機動車流量最大，平均每個周期通過非機動車數為52.5輛，按每輛非機動車占地面積1.5-2m2，因此非機動車等候區面積為78-105m2，即可滿足早高峰非機動車等候需求。以單條車道約3m寬計算，南進口車輛停止線需向后移動約6.5-8.7m。

西進口早高峰期間非機動車流量最大，平均每個周期通過非機動車數為50輛，按每輛非機動車占地面積1.5-2m2，因此非機動車等候區面積為75-100m2，即可滿足早高峰非機動車等候需求。以單條車道約3m寬計算，西進口車輛停止線需向后移動約6.2-8.3m。

東進口早高峰期間非機動車流量最大，平均每個周期通過非機動車數為40輛，按每輛非機動車占地面積1.5~2m2，因此非機動車等候區面積為60~80m2，即可滿足早高峰非機動車等候需求。以單條車道約3m寬計算，東進口車輛停止線需向后移動約5~6.7m。

方案實施后經評估有以下優點：1）路口保持凈空，視覺效果較好；2）施工難度較小，改造成本低；3）交通通行規則簡單，非機動車駕駛員易于接受。缺點是管理難度較大，路口與路段需分別管理；因路口無非機動車道，左轉電動車在接近路口時需提前變道，實施初期要加大管理交通參與者才能逐步適應。

（三）左轉電動車二次過街

左轉電動車二次過街，指的是在交叉口轉角附近設置左轉電動車待行區，直行相位綠燈啟亮后，左轉電動車先跟隨直行機動車運行至對面待行區內，待另一方向的綠燈啟亮時再前進，即變左轉為兩次直行。該方法可以有效地減少左轉電動車和機動車的沖突，從而保障非機動車出行者的安全。左轉非機動車行駛路徑如圖17所示。

在無機動車左轉專用信號相位的交叉口，或者禁止機動車左轉的信號控制交叉口，或者實施按進口道輪放的交叉口，當左轉電動車流量不大，左轉電動車待行區面積可滿足電動車停車需要時，可采用左轉電動車“二次過街”的交通組織方式，左轉電動車按照直行機動車信號通行，進入待行區內等待，并且必須采用適當的信號和標志進行輔助管理。

左轉電動車二次過街停等區可根據左轉電動車流量的大小進行設置，即當左轉電動車流量較小時，可在非機動車道前端施畫一片區域供左轉電動車?？?，但不能妨礙右轉車右轉，或禁止紅燈右轉；當左轉電動車流量較大時，可將電動車停等區面積擴大至直行車道前端，但應設置非機動車專用信號，并早啟非機動車綠燈，以減少綠燈初期非機動車對直行機動車的阻擋和橫向干擾。

對于有轉角安全島的交叉口，電動車二次過街需要上安全島，需確認安全島的面積能保證高峰時間電動車的停等需求。確定左轉電動車待行區面積時，應以電動車高峰時段內側向進口道駛入的待行左轉車輛停放需求為標準。為充分利用交叉口空間資源，平峰時段也可組織本進口道的直行和左轉電動車提前進入待行區內。

電動車左轉二次過街的核心在于保證左轉電動車安全舒適的通行空間和停等空間。目前常見在左轉電動車二次過街將左轉電動車停等區設置在交叉口轉角附近，直行相位綠燈啟亮后，左轉電動車先跟隨直行機動車運行至對面待行區內，待另一方向的綠燈啟亮時再前進，即變左轉為兩次直行，如圖18所示。

左轉電動車二次過街通行方式的優點是消除了左轉電動車與機動車之間的相互干擾，可以很大幅度提高電動車及機動車通過交叉口的運行速度與通行能力；同時減少了左轉電動車與直行機動車流的沖突點，有利于交通安全。但因左轉電動車二次過街，其行駛距離略有增加。該模式要求交叉口內部的電動車左轉彎候車空間滿足停車需求。

圖17 左轉非機動車二次過街示意圖

圖18 有轉角交通島時左轉電動車二次過街（機動車上島）

交叉口左轉電動車的流量較大且用地條件許可時，宜采用兩次過街的方式處理。左轉電動車待行區的設計，應在面積上滿足電動車停車的需要，位置上應安全，符合電動車行駛軌跡的要求，且不應影響其它各類交通流的通行。

對于交叉口進口只有一條直行車道的情況， 當機動車流量較低時， 實施二次過街將較大幅度地增加向左轉電動車延誤；當機動車流量較高時， 實施二次過街所致的延誤增幅相對較小。隨著進口直行車道數的增加， 二次過街實施前后的延誤總體上逐漸減少。在進口有三條直行車道、機動車飽和度較高的條件下， 實施二次過街能夠減少左轉電動車延誤。

以廣東惠州市區江北片區為例。該片區路網完善，道路條件較好，主干道均劃設有非機動車道，各主要路口均有渠化島，且該島經改造后便于電動車通行。因此江北片區改造措施主要為縮減人行斑馬線寬度，利用機動車停止線前方區域劃設非機動車通道，并在渠化島對應區域劃設為電動車等候區?；葜萑履下?文華一路非機動車交通組織改善方案如下。

三新南路-文華一路為規則十字路口，各進口均有渠化島，改造方案如圖19所示。

采取措施如下：1）各斑馬線寬度縮窄至3米，靠車輛停止線一側約2米更改為非機動車道（橘紅色虛線、自行車標線）；2）各渠化島與新設非機動車道對應區域施劃非機動車等候區；3）沉降東進口、西進口二次過街安全島，摘除非機動車道上四根防護樁。改造后的效果如圖20所示。

圖19 三新南路-文華一路CAD圖

圖20 三新南路-文華一路改造效果圖

方案實施后經評估有以下優點：1）電動車對機動車干擾少，機動車行車體驗得到提升；2）實現電動車在非機動車道上從路口到路段的行車延續；3）管理難度小，通過控制電動車在路口的通行方式即可控制其在路段上駕駛行為。

（四）同一相位兩次綠燈法

機動車與非機動車的停車線仍在同一位置上，但考慮到電動車啟動較快且成群通過交叉口，可使非機動車信號的綠燈先亮，然后再亮機動車信號的綠燈，左轉電動車利用該信號通行。

兩次綠燈法適用于幾何尺寸較大的交叉口，在改進現有交叉口組織方法時，因為該方法相當于增加了一個非機動車專用相位，增大了信號周期，所以最好應用于兩相位或三相位交叉口。此方法的優點在于從時間上分離了電動車和機動車，消除了電動車對機動車的干擾，無需配合其它的管理措施，并且適用的交叉口幾何尺寸范圍較大，適用于電動車流量很大的交叉口。該方法增大了非機動車的有效綠燈時間，增大了交叉口電動車的通行能力。此方法的缺點為應用于多相位或信號周期較大的交叉口時，會增大信號周期，增加信號相位，組織過程變得復雜，容易給駕駛員造成誤會。同時增加了信號周期，會增大機動車的平均延誤。

（五）非機動車專用相位

當電動車的交通量增加，電動車和機動車的沖突也增加，電動車的交通安全性降低，因此，電動車高峰時段時，設置專門的非機動車相位，以非機動車流為關鍵車流設置信號配時方案，將非機動車從交通流中分離出來，這不僅可以提高非機動車和機動車的通行能力，還能大大降低電動車發生交通事故的概率。該方法適用于電動車流量較大，機動車流量較小的交叉口并配合交通標志標線實施。

（六）電動車和行人一體化模式

若電動車采用與行人相同的通行規則，交叉口的交通沖突將大大降低。電動車采用與行人相同的通行方式后，其沖突點均分布在慢行交通過街橫道沿線，可有效地提高交叉口交通的秩序、交通安全和通行能力。

合理的交叉口行人與電動車混合交通布局方案是電動車與行人的通行空間在一個層面，相互之間用行道樹進行簡單隔離，行道樹之間互通；機動車在另一層面單獨處理，有綠化與非機動車通行空間進行分隔。

在交叉口進出口道拓寬受限，機動車進口道或出口道條數不足時，電動車流量不太大且人行道寬度較寬的交叉口，根據電動車與行人的通行空間需求，一條人行帶寬度不小于1.8m，一條非機動車通行帶寬度不小于2.5m，因此人行道寬度不小于4.3m時，可考慮采用電動車與行人一體化設計。該方法主要用于改建交叉口。

行人與電動車交通一體化處理后，不僅其沖突點數量顯著減少，沖突點的空間分布也僅集中在人行橫道處，可以通過簡單的信號控制進一步予以消除，混合交通流的相互影響可以降到最低程度。[3]88-89

五、結論和建議

隨著我國大中城市交通的不斷擁堵，環境污染不斷加劇，低碳出行越來越受到重視，慢行交通有會很大的發展空間。城市非機動車交通的發展需要合理定位、理性回歸，才能為信號交叉口的通行創造良好條件。針對信號交叉口的實地調研情況，提出以下幾點建議：

從城市長遠、科學、健康發展的角度考慮，應該給非機動車道留出足夠的通行空間，各地政府及公安交管部門應重視以電動車為主體的非機動車道的有效寬度，同時規范電動車的行駛路線，讓電動車“有路可走”，減少因其“無路可走”而與機動車爭道導致的交通秩序混亂和交通事故隱患。

一座城市有許多個信號交叉口，其道路幾何條件與交通流量流向差別很大，可以按照交叉口規模及空間布局、交叉口機非交通流量流向、交通沖突強度等分成幾大類，對每一類可分別制定出相應的以電動車為主的非機動車左轉交通組織方法，不可一刀切。電動車通過交叉口模式劃分如圖21所示。

圖21 電動車通過交叉口模式劃分示意圖

若交叉口進口道沒有非機動車道，并且機動車與非機動車流量都較小的道路，非機動車與機動車的沖突可適當允許，左轉非機動車可提前進入機動車道借道行駛，但要重視與機動車交織換道的路段的容錯空間和車速控制：利用交通靜化手段和引導標志，實施速度干預和路徑選擇的約束。

重視信號燈路口電動車等候區的存儲空間尺度和啟動優勢。

交叉口有三角島的要合理使用三角島，縮小交叉口的范圍。

用專用標識傳遞電動車管理規則，增設交叉口導流線，明確各向交通流的行駛軌跡，提高交叉口運行的安全性。