اهtransport.tabriz.ir/uploads/42/CMS/user/file/701/%D8%A8...74 اه هارگرزب یرو هرهب و ینمیا شیازفا رد حطس مه ریغ یاه عطاقت شقن یسررب

73سال دهم- شماره 22

تابستان 92

فصلنامه علمی- ترویجی

بررسی نقش تقاطع های غیر هم سطح در افزایش ایمنی و بهره وری بزرگ راه ها امین کاظمی،1 محمدرضا خلیل زاده2، حسن ذوقی 3

)از صفحه 73 تا 94(تاریخ دریافت: 92/2/10 تاریخ پذیرش: 92/4/24

چکیدهدر این مقاله نوعي طراحي جدید تقاطع ها به عنوان راهی برای توسعه ایمني بزرگراه ها که در عین حال موجب افزایش ظرفیت راه و کاهش ازدحام وحداقل کردن هزینه هاي زیر ساخت نیز باشد مورد ــت. در این مقاله دو نوع تقاطع ــی قرار می گیرد. این طراحي جدید ، تقاطعات لوزوی واگرا اس بررسلوزوي واگراو تقاطع لوزوي معمولی با هم مقایسه می شوند. این مقایسه نشان داد با کاهش 40 درصدی نقاط برخورد در این تقاطع می توان ایمنی بیشتر و تصادفات کمتری را نسبت به دیگر تقاطعات غیر هم سطح انتظار داشت. هر دو نمونه براي طیف هاي مختلفي از حجم ترافیک با استفاده از شبیه سازي جریان ترافیک در مقیاس خرد )شبیه سازي میکروسکوپیک( مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج این مطالعه نشان داد که تقاطع لوزوي واگرا از لحاظ زمان تأخیر، زمان سفر، حداکثر طول صف، هزینه های زیر ساخت، تعداد نقاط برخورد و درنتیجه کاهش تصادفات و ... نسبت به تقاطع لوزوی معمولی عملکرد بهتری در

افزایش ایمنی و بهره وری بزرگ راه ها دارد.

کلید واژه هاــوزوی معمولی، حرکات گردش به چپ، ظرفیت، ــای لوزوی واگرا، تقاطع های ل تقاطع ه

زمان تأخیر، ایمنی، بهره وری، بزرگ راه ها

[email protected]

[email protected][email protected]

1. کارشناس ارشد راه و ترابري، دانشگاه آزاد اسالمی واحد تهران جنوب، )نویسنده مسئول: ( 2. دانشجوي کارشناسي ارشد برنامه ریزی حمل و نقل، دانشگاه آزاد اسالمی واحد تهران جنوب،

3. استادیار برنامه ریزی حمل و نقل، دانشگاه آزاد اسالمی واحد کرج،

74بررسی نقش تقاطع های غیر هم سطح در افزایش ایمنی و بهره وری بزرگراه ها

مقدمهافزایش در بخش حمل و نقل و تعداد وسایل نقلیه به چالش جدیدي براي برنامه ریزان حمل و نقل منجر شده است و مهندسان را با این مشکل مواجه کرده است که چگونه یک جریان ایمن و بي وقفه را طرح ریزي کنند. براي بر طرف کردن این چالش ها یک سري روش هاي ابتکاري و

مقرون به صرفه به کار گرفته مي شود که یکي از آنها تقاطعات لوزوي واگرا است.ــه حرکت هاي گردش به چپ و ــي از طراحي این نوع تقاطعات، اصالح بهین ــدف اصل هــت. هیچ تغییري در خود آزادراه یا ــیکل چراغ راهنمایي اس متعاقب آن حذف یک فاز از ســاي ورودي و خروجي براي گردش به ــود، اما نوع حرکات در رمپ ه ــراه ایجاد نمي ش بزرگــتقیم و گردش به چپ در محل تقاطع چپ تغییر مي کند. در این نوع تقاطعات، حرکات مسدو جاده1، نسبت به تقاطعات لوزوي معمولي متفاوت است. به طوري که جریان ترافیک بین

دو ترمینال رمپ به الین مجاور هدایت مي شود.طراحي تقاطعات لوزوي واگرا ، نخستین بار در آمریکا توسط گیلبرت چلویکی2 )2003( مطرح شد و مطالعات دیگري نیز همسو با آن توسط ادارا و همکارانش3 )2005( انجام شد. ــت . ادارۀ بزرگراه هاي نتایج تمام این مطالعات بر عملکرد بهتر این نوع تقاطعات داللت داشآمریکا4 )2008(، اخیراً یک ارزیابي رانندگان از این تقاطعات را مورد بررسي قرار داده و در ــیده که این نوع طراحي داراي مزایاي ایمني همراه با پیش بیني سود نهایت به این نتیجه رس

عملیاتي و کاهش احتیاج به حریم راه است.ــن مقاله ما طراحي تقاطعات لوزوي واگرا را با حجم هاي متفاوتي از ترافیک تحلیل در ایکرده و سپس به بررسی مزایا و معایب آن از جهات مختلف خواهیم پرداخت. هدف از این ــه جاي یک تقاطع معمولي از لحاظ ــتفاده از تقاطع لوزوی واگرا ب ــه تعیین مزایاي اس مطالعهزینه ساخت و ساز و مالحضات ترافیکی است. نتایج به دست آمده از گزارش ها و بعضي

1. Crossroad 3. Edara and Etal 2. Gilbert Chlewicki 4. FHWA

75سال دهم- شماره 22

تابستان 92

فصلنامه علمی- ترویجی

توصیه ها، انتخاب تقاطع لوزوی واگرا را به عنوان بهترین گزینه می داند.این مطالعه به دنبال پاسخگویی به این سؤال اساسی است طراحی نوع جدید تقاطع غیر همسطح

چقدر در ایمنی و بهره وری بزرگ راه ها مؤثر است.

تاریخچه مطالعهــه منطقۀ فرانسه واقع شده بودند ــال گذشته، تنها تقاطعات لوزوی واگرا در س در چند ســوان یک تقاطع معمولی عمل می کردند اما بعدها عملکرد آن ــه دو مورد آنها در ابتدا به عن کــد. در دومین همایش خیابان های شهری1 )2003( که در به تقاطع لوزوي واگرا تغییر داده شکالیفرنیا برگزار شد، برای نخستین بار در آمریکا یک مهندس عمران از منطقه بالتیمور به نام گیلبرت چلویکی این موضوع را مطرح کرد و شش سال پس از آن در سال 2009 اولین تقاطع

لوزوی واگرا در اسپرینگ فیلد2 ایالت میسوری3 ساخته شد )شکل 1(.هم اکنون نیز در برخی از شهرهای دیگر آمریکا و سایر کشورها برنامه ریزی ساخت تعدادی

از این نوع تقاطعات در دست بررسی است و به زودی تعدادی از آنها به بهره برداری می رسد.

شکل 1 : اولین تقاطع لوزوی واگرا در آمریکا )2009(

1 .2nd Urban Street Symposium 2. Springfield 3. Missouri

76بررسی نقش تقاطع های غیر هم سطح در افزایش ایمنی و بهره وری بزرگراه ها

1. Gilbert Chlewicki.2. Edara.3. Crossroad.

پیشینه تحقیق و مباحث نظری:ــاالنه میلیاردها ریال بودجه برای اجرای پروژه های در جهت بهبود عملکرد ترافیکی ســهرها صرف می شود که در ــفر در کالن ش ــازی جریان ترافیک و کاهش زمان س و روان سبرخی مواقع به علت عدم مطالعات جامع، اثر نامطلوبی بر روی کل شبکه شهری می گذارد. ــد که با هدف جدا ــزو پروژه های با هزینه باال می باش ــطح ج احداث تقاطع های غیر هم سسازی فیزیکی مسیرهای ترافیکی و ایجاد جریان ترافیک پیوسته و کم شدن زمان تأخیر و ــت احداث یک تقاطع ــان داده اس افزایش ظرفیت تقاطع ها صورت می گیرد ولی تجربه نشغیر هم سطح می تواند باعث افزایش زمان سفر و تأخیر در تقاطع مجاور شود که این نتیجه ــت. از این رو انتخاب بهترین نوع ــا هدف احداث تقاطع و ضرورت وجود آن اس ــر ب مغایتقاطع غیر هم سطح تحت شرایط ترافیکی مختلف، تا حد زیادی می تواند این اثر نامطلوب

را کم رنگ تر کند.ــتین بار در دومین همایش خیابان های شهری در طراحی تقاطع های لوزوی واگرا، نخســد و مطالعات دیگری نیز همسو با آن در سال های بعد آمریکا )چلویکی1، 2003( مطرح شــد )ایدارا2 و همکارانش، 2005(. نتایج تمام این مطالعات بر عملکرد بهتر این نوع انجام ش

تقاطع ها داللت داشت.ــالح بهینه حرکت های گردش به چپ و ــدف اصلی از طراحی این نوع تقاطع ها، اص هــت. در این نوع تقاطع ها، حرکات ــیکل چراغ راهنمایی اس متعاقب آن حذف یک فاز از ســبت به تقاطع های لوزوی معمولی ــتقیم و گردش به چپ در محل تقاطع دو جاده3، نس مســه خط مجاور هدایت ــان ترافیک بین دو ترمینال رمپ ب ــت. به طوری که جری متفاوت اســیر جداگانه برای حرکات گردش به چپ بر ــود. بدین ترتیب نیاز به احداث یک مس می ش

طرف می شود.در مقاالت قبلی که تا به حال ارائه شده اند، طراحی تقاطع های لوزوی واگرا با حجم های

77سال دهم- شماره 22

تابستان 92

فصلنامه علمی- ترویجی

1. Galletebeitia, Borja

ــی مزایا و معایب آن از جهات مختلف و ــپس به بررس ــده و س متفاوتی از ترافیک آنالیز شــت. در یکی از این مقاالت دو ــده اس ــه آن با تقاطع های لوزوی معمولی پرداخته ش مقایســه نشان ــدند. این مقاس ــه ش نوع تقاطع لوزوی واگرا و تقاطع لوزوی معمولی با هم مقایســتر و ــاط برخورد در تقاطع لوزوی واگرا می توان ایمنی بیش ــا کاهش 40 درصدی نق داد بتصادف کمتری را نسبت به دیگر تقاطع های غیر هم سطح انتظار داشت. هر دو نمونه برای طیف های مختلفی از حجم ترافیک با استفاده از شبیه سازی جریان ترافیک در مقیاس خرد )شبیه سازی میکروسکوپیک( مورد مطالعه قرار گرفتند و عملکرد بهتر تقاطع لوزوی واگرا ــاخت، تعداد نقاط ــفر، حداکثر طول صف، هزینه های زیر س از لحاظ زمان تأخیر، زمان سبرخورد و در نتیجه کاهش تصادفات و ... نتیجه شد. )کاظمی و ذوقی و خلیل زاده، 1391(.ــده، دو تقاطع لوزوی واگرا نیمه ــال 2011 در آمریکا انجام ش در پایان نامه ای که در ســبدری با استفاده از شبیه سازی میکروسکوپیک توسط نرم افزار ایمسان مدل شده و تحت شحاالت مختلف ترافیکی )ترافیک کم، متوسط و زیاد( بررسی شده اند. در نتیجۀ این پروژه ــا چهار خط عبور عملکرد ــرایط ترافیک نامتعادل، تقاطع لوزوی واگرا ب ــت در ش آمده اســبدری با همان تعداد خطوط ارائه می کند. در شرایط ــبت به یک تقاطع نیمه ش بهتری را نس

با ترافیک زیاد عملکرد هر دو با 6 خط عبور تقریبًا یکسان بوده است )بورجا1، 2011(.ــرکت مطالعات جامع حمل و نقل و ــط ش ــال 84 توس همچنین در پروژه ای که در ســطح در سطح ــت، اولویت بندی احداث تقاطع های غیر هم س ــده اس ترافیک تهران انجام شــت. در این مطالعه به بررسی ترافیکی ده تقاطع در ــهر تهران مورد مطالعه قرار گرفته اس شــطح کردن تقاطع( پرداخته ــت موجود و پس از ایجاد تغییرات مورد نظر )غیر هم س وضعیــیدن به این هدف ابتدا هر گزینه در سیستم شبکه معابر شهر ــت و در راستای رس ــده اس شتهران بر اساس آخرین نقشه های موقعیت یاب جغرافیایی آن سال شبیه سازی شده و عالوه بر آن اطالعات مربوط به چراغ های راهنمایی، وضعیت گردش ها )ممنوع یا دور زدن آزاد( ــازی کامل ــده اند. پس از شبیه س و نحوه اتصاالت به طور کامل در محیط نرم افزار به روز ش

78بررسی نقش تقاطع های غیر هم سطح در افزایش ایمنی و بهره وری بزرگراه ها

ــبکه هر یک از تقاطع های پیشنهادی غیر ــی نتایج حاصل از آن، ش وضعیت موجود و بررسهم سطح در گزینه های جداگانه ای بر روی شبکه پایه شبیه سازی شده و نتایج حاصل مورد ارزیابی قرار گرفته شده اند )شرکت مطالعات جامع حمل و نقل و ترافیک تهران، 1384(.

ــتر پیرامون ــد تمامی پژوهش هایی که تاکنون صورت گرفته بیش همان طور که مطرح شــه دو نوع تقاطع ــطح یا به طور محدود، مقایس ــدی احداث تقاطع های غیر هم س اولویت بنلوزوی واگرا و معمولی و نحوه فازبندی چراغ های راهنمایی در تقاطع لوزوی واگرا است، ولی مقایسه ای بین دیگر تقاطع های غیر هم سطح از جمله: تقاطع های شهری تک گره ای و ... صورت نگرفته است. از این رو در این مقاله امکان سنجی استفاده از تقاطع های لوزوی ــرایط مختلف ترافیکی به جای تقاطع های غیر هم سطح معمول که در کشور واگرا تحت ش

ساخته می شود )تقاطع شهری تک گره ای( مورد مطالعه قرار می گیرد.

روش شناسی تحقیق ــع، آزادراه را به کمک دو رمپ ورودي و دو رمپ • تقاط��ع لوزوي معمولي: این تقاطخروجي به محل تقاطع هم سطح روي تقاطع لوزوی معمولی که در شکل با حروف A و ــت، متصل مي کند. شکل 2 نشان مي دهد، تقاطع لوزوی معمولی که ــان داده شده اس B نشــتقیم و یک خط گردش به چپ جداگانه در هر ــامل دو خط مس مورد تحلیل قرار گرفته شــت. محدوده مجاور به تقاطع هم سطح با چراغ راهنمایي، جهت بین ترمینال هاي رمپ اســامل دو خط مستقیم و یک خط گردش به راست جداگانه است. رمپ هاي خروجي از شــت مي باشد. هر دو رمپ ــامل دو خط گردش به چپ و یک خط گردش به راس آزادراه شــعاع ــتند . فاصله بین رمپ ها 500 فوت )152 متر( و ش ــه آزادراه تک خطه هس ورودي بحرکات تقاطع هم سطح بین 150 تا 200 فوت )46 تا 61 متر( که حرکت گردش به چپ

آن شعاعي در حدود 100 فوت )30 متر( داشت.

79سال دهم- شماره 22

تابستان 92

فصلنامه علمی- ترویجی

شکل 2 : تقاطع لوزوي معمولي

ــان مي دهد که وضعیت الین ها در این تقاطع، شبیه ــکل 3 نش • تقاطع لوزوي واگرا: شــر جهت متفاوت بود. این ــت. اما تعداد الین ها بین دو ترمینال در ه ــه تقاطع معمولي اس بــت )یکي مسیر مستقیم و یکي گردش به چپ که با ــامل دو خط در هر جهت اس تقاطع شمسیر مستقیم بین دو ترمینال رمپ مشترک است(. واضح است که این امر نیاز به حریم راه ــه با تقاطع لوزوی معمولی کاهش مي دهد . رمپ هاي خروجي از آزادراه شامل را در مقایســد. یک خط گردش به چپ و ــت مي باش دو خط گردش به چپ و یک خط گردش به راســوند. راه اصلي شامل یک خط ــت نیز به رمپ ورودي منتهي مي ش یک خط گردش به راسمستقیم و یک خط گردش به چپ است. مسافت بین دو ترمینال 500 فوت و شعاع پیچ ها

همانند تقاطع معمولي بودند.

80بررسی نقش تقاطع های غیر هم سطح در افزایش ایمنی و بهره وری بزرگراه ها

شکل 3 : تقاطع لوزوي واگرا

توسعه مدل و حاالت مختلف حجم ترافیک: براي مقایسه عملکرد بین این دو تقاطع از روش شبیه سازي در مقیاس خرد )شبیه سازي میکروسکوپیک( توسط نرم افزار Aimsun 6.1 استفاده شد. این نرم افزار به دلیل توانایي آن براي انجام تجزیه و تحلیل دقیق در مقیاس میکروسکوپیک انتخاب شد. مدل پایه تقاطعاتي که در نرم افزار ایجاد شدند شکل هاي 2 و 3 مي باشد. زمان بندي

چراغ هاي راهنمایي براي بهینه سازي آنها با استفاده از نرم افزار Synchro 7 به دست آمد.

شکل 4 : فاز هاي چراغ راهنمایي در تقاطع لوزوی معمولی

81سال دهم- شماره 22

تابستان 92

فصلنامه علمی- ترویجی

شکل 5 نشان مي دهد که براي تقاطع لوزوی واگرا یک چراغ راهنمایي دو فاز براي هر ــطح مورد استفاده قرار گرفت و زمان بندي بهینه به دست آمد. دیده مي شود دو تقاطع هم ســوزوی معمولی در هر تقاطع ــبت به تقاطع ل ــع لوزوی واگرا از یک فاز کمتر نس ــه تقاط کــطح استفاده مي کند . مجموع تعداد فازهاي تقاطع براي تقاطع لوزوی معمولی، هشت هم سبود در حالي که تقاطع لوزوی واگرا این مقدار را به شش فاز کاهش داد . همچنین حرکت ــده در ــود، به یک حرکت آزاد تبدیل ش ــه چپي که به رمپ ورودي منتهي مي ش ــردش ب گــه ظرفیت گردش به چپ افزایش و زمان تأخیر کاهش مي یابد. زمان بندي چراغ هاي نتیج

راهنمایي براي باالترین حالت حجم ترافیک بهینه سازي شد.

شکل 5 : فازهاي چراغ راهنمایي در تقاطع لوزوی واگرا

ــه جامع بین دو نوع 1- حالت ه��ای مختلف حج��م ترافیک: براي اینکه به یک مقایســي از حالت های حجم ــم، نیاز بود تا طیف هاي مختلف ــابه بپردازی ــرایط مش تقاطع تحت شــط ادارا و همکارانش )2005( انجام ــم. طبق مطالعاتي که قباًلٌ توس ــي کنی ترافیک را بررسشده بود، نشان دهندۀ عملکرد بهتر تقاطع لوزوی واگرا در مقایسه با تقاطع لوزوی معمولی

تحت یک حجم متعادل از ترافیک بود. حالت های حجمي توسعه یافته به شرح زیر بودند :

الف( حجم ترافیک متعادل در مسیر مستقیم و حجم ترافیک متعادل در حرکت گردش به چپ راه اصلي؛

82بررسی نقش تقاطع های غیر هم سطح در افزایش ایمنی و بهره وری بزرگراه ها

ب( حجم ترافیک نامتوازن در مسیر مستقیم و حرکت گردش به چپ )جایي که ترافیک سنگین مسیر مستقیم با ترافیک سنگین گردش به چپ مواجه مي شود(؛

ــیر مستقیم و حرکت گردش به چپ )جایي که ترافیک ج( حجم ترافیک نامتوازن در مسسنگین مسیر مستقیم با ترافیک سبک گردش به چپ مواجه مي شود(.

هر یک از حالت های باال به پنج زیر مجموعه از جریان ترافیک به شرح زیر تقسیم شدند :High 3 : جریان ترافیک با 6200 وسیله نقلیه در ساعت.High 2 : جریان ترافیک با 5600 وسیله نقلیه در ساعت.High 1 : جریان ترافیک با 4500 وسیله نقلیه در ساعت.

Medium : جریان ترافیک با 3000 وسیله نقلیه در ساعت.Low : جریان ترافیک با 1700 وسیله نقلیه در ساعت.

یافته های مطالعهــازي شده دو تقاطع با یک دوره زماني 3600 ثانیه اي در نرم افزار اجرا مدل هاي شبیه ســر طول صف2 طبق ــاس زمان تأخیر1 و حداکث ــده بر اس ــدند که داده هاي جمع آوري ش ش

جداول 1 تا 3 به شرح زیر است:

مقایسه بررسی نقش تقاطع های غیر هم سطح در افزایش ایمنی و بهره وری بزرگراه ها در حالت الفجدول 1 : مقایسه حالت الف

زمان تأخیر )ثانیه/ وسیله نقلیه (ماکزیمم طول صف )فوت(

DDICDIDDICDI

478145766.7118.4High 3410133046.396.3High 2

1. Delay (sec/veh)2. Max Queue (ft)

83سال دهم- شماره 22

تابستان 92

فصلنامه علمی- ترویجی

320107935.867High 12424602846Medium

1921732131.4Low

مقایسه بررسی نقش تقاطع های غیر هم سطح در افزایش ایمنی و بهره وری بزرگراه ها در حالت بجدول 2 : مقایسه حالت ب

زمان تأخیر )ثانیه / وسیله نقلیه (ماکزیمم طول صف )فوت(

DDICDIDDICDI

795165977.4156.8High 3578110764.5133.7High 24657324795.2High 128050625.146.9Medium

15829523.445.7Low

مقایسه بررسی نقش تقاطع های غیر هم سطح در افزایش ایمنی و بهره وری بزرگراه ها در حالت ججدول 3 : مقایسه حالت ج

زمان تأخیر )ثانیه / وسیله نقلیه(ماکزیمم طول صف )فوت(

DDICDIDDICDI

717167465.7124High 3597141056.993.3High 24655893867High 137339622.647Medium

20423112.648.2Low

ادامه جدول شماره 1

84بررسی نقش تقاطع های غیر هم سطح در افزایش ایمنی و بهره وری بزرگراه ها

مقایسه ظرفیت براي حرکت هاي بحراني دو تقاطع طبق جداول 4 تا 6 به شرح زیر مي باشد:براي حالت الف حدود 88 درصد افزایش ظرفیت در رمپ خروجي و 74 درصد افزایش

ظرفیت در حرکت گردش به چپ مشاهده شد.

جدول 4 : مقایسه حالت الف )ظرفیت(

رمپ خروجی مسیر شرقیمسیر غربیمسیر جنوبی

رمپ خروجی مسیر شمالی

ظرفیت

گردش به چپگردش به چپگردش به چپمستقیمگردش به چپمستقیم

10801080883883916720DDI

8673441064540393393CDI

ــراي حالت ب حدود 83 درصد افزایش ظرفیت در رمپ خروجي و 62 درصد افزایش بظرفیت در حرکت گردش به چپ مشاهده شد .

جدول 5 : مقایسه حالت ب )ظرفیت(

رمپ خروجی مسیر شرقیمسیر غربیمسیر جنوبی

رمپ خروجی مسیر شمالی

ظرفیت

گردش به چپگردش به چپگردش به چپمستقیمگردش به چپمستقیم

600600600600600600DDI

490344490344310310CDI

ــدود 85 درصد افزایش ظرفیت در رمپ خروجي و 59 درصد افزایش ــراي حالت ج ح بظرفیت در حرکت گردش به چپ مشاهده شد.

85سال دهم- شماره 22

تابستان 92

فصلنامه علمی- ترویجی

جدول 5 : مقایسه حالت ج )ظرفیت(

رمپ خروجی مسیر شرقیمسیر غربیمسیر جنوبی

رمپ خروجی مسیر شمالی

ظرفیت

گردش به چپگردش به چپگردش به چپمستقیمگردش به چپمستقیم

638638998998475835DDI

7202341134630432450CDI

ــاس جریان ترافیک براي دو تقاطع نشان ــکل هاي 1 تا 3 میانگین زمان تأخیر را بر اس شمي دهد.

نمودار 1 : میانگین زمان تأخیر )ثانیه/ وسیله نقلیه( براي حالت الف

86بررسی نقش تقاطع های غیر هم سطح در افزایش ایمنی و بهره وری بزرگراه ها

نمودار 2: میانگین زمان تأخیر )ثانیه/ وسیله نقلیه( براي حالت ب

نمودار 3 : میانگین زمان تأخیر )ثانیه / وسیله نقلیه( براي حالت ج

ــده است. در این جداول، ــازي ترافیک در جداول 1 و 2 و 3 نشان داده ش ــبیه س نتایج شــت. ــه حالت حجم ترافیک آمده اس ــه بین زمان تأخیر و ماکزیمم طول صف، براي س مقایس

87سال دهم- شماره 22

تابستان 92

فصلنامه علمی- ترویجی

ــبت به تقاطع لوزوی معمولی نشان در تمام موارد، تقاطع لوزوی واگرا عملکرد بهتري را نسمي دهد. هر چه حجم ترافیک بیشتر مي شود، این تفاوت ها نیز افزایش پیدا مي کند. به عبارت دیگر با افزایش حجم ترافیک میزان زمان تأخیر و ماکزیمم طول صف به طور قابل توجهي در تقاطع لوزوی معمولی بیشتر از تقاطع لوزوی واگرا مي شود. همین طور فهمیده شد که تقاطع لوزوی واگرا در بدترین حالت ترافیکي )حالت ب: جایي که ترافیک سنگین گردش به چپ

در مقابل ترافیک سنگین مسیر مستقیم مواجه مي شود ( تأثیر بیشتري را دارد.ــته به چراغ راهنمایي را براي جداول 4 و 5 و 6 تخمیني از ظرفیت براي حرکات وابســک متعادل )حالت الف(، تقاطع ــان مي دهد. براي حالت با حجم ترافی دو نمونه تقاطع نشــع لوزوی معمولی براي حرکات گردش به ــبت به تقاط لوزوی واگرا عملکرد بهتري را نسچپي که به رمپ ورودي منتهي مي شوند، نشان داد. در مورد حالت ب و ج، افزایش ظرفیت ــبت به ــد را نس ــتر از 50 درصد رش حرکات گردش به چپ براي تقاطع لوزوی واگرا بیش

تقاطع لوزوی معمولی نشان داد.ــورد را از 30 نقطه در ــک تقاطع لوزوی واگرا می تواند مجموع نقاط برخ 1- مزای��ا: یتقاطع معمولی به 18 نقطه کاهش دهد. عالوه بر آن همان طور که در جدول 7 آمده است، نقاط تالقی1 را از 10 نقطه به 2 کاهش داده است. همچنین در مقایسه با یک تقاطع تقاطع ــورد را از 24 به 18 کاهش ــرا مجموع نقاط برخ ــره ای2، تقاطع لوزوی واگ ــهری تک گ شــرا به طور قابل توجهی کمتر از ــد. بنابراین نقاط برخورد در یک تقاطع لوزوی واگ می دهــتر این نوع تقاطعات در مقایسه با انواع ــت که این امر باعث ایمنی بیش تقاطعات دیگر اس

دیگر می شود )گزارش ادارۀ حمل و نقل ایالت میسوری، 2010(.

1. Conflict Point 2. Single Point Urban Interchange (SPUI)3. Diverging4. Merging5. Crossing

88بررسی نقش تقاطع های غیر هم سطح در افزایش ایمنی و بهره وری بزرگراه ها

جدول 7 : نقاط برخورد

CDISPUIDDIنوع برخورد

1088واگرا31088هم گرا41082تالقی5

302418مجموع

شکل 6 یک تقاطع لوزوی معمولی در چپ و یک تقاطع شهری تک گره ای را در راست نشان می دهد و در شکل 7 نمایی از تقاطع لوزوی واگرا به همراه محل نقاط برخورد )واگرا،

هم گرا و تالقی( نشان داده شده است.

شکل 6: نقاط برخورد در تقاطعات تقاطع لوزوی معمولی و تقاطع شهری تک گره ای

89سال دهم- شماره 22

تابستان 92

فصلنامه علمی- ترویجی

شکل 7 : نقاط برخورد در تقاطع لوزوی واگرا

ــه با دیگر ــالوه بر کاهش نقاط برخورد، مهم ترین مزیت تقاطع لوزوی واگرا در مقایس عــواع تقاطعات لوزوی، ظرفیت باالی گردش به چپ در ورودی و خروجی بزرگراه های با اندسترسی محدود است. این افزایش در ظرفیت گردش به چپ می تواند بدون نیاز به تعریض مسیر صورت گیرد. توانایی اصالح شمار زیادی حرکت گردش به چپ باعث بهبود بهره وری

و در نتیجه افزایش ظرفیت تقاطع خواهد شد.ــمت چپ جاده ــیر حرکت خودرو ها با تابلو ها و عالئم خاصی به س ــت تا مس الزم اسهدایت شود که این امر باعث ایجاد یک جریان آرام از ترافیک خواهد شد، در نتیجه سرعت کاهش پیدا کرده و از تصادفات شدید جلوگیری می شود. عالوه بر این امکان حرکت اشتباه ــدن زمان ــافت آزاد در رمپ ها باعث کم ش ــود. کاهش مس به رمپ ها عماًل حذف می ش

قرار گیری در معرض تصادف در تقاطع می شود که این امر باعث ایمنی بیشتر خواهد شد.ــیکل ــت که با اصالح فازهای چراغ راهنمایی به دو فاز، زمان کلی س مزیت دیگر این اس

90بررسی نقش تقاطع های غیر هم سطح در افزایش ایمنی و بهره وری بزرگراه ها

ــت. این موضوع می تواند به طور قابل مالحظه ای زمان تأخیر در تقاطع را ــده اس کوتاه تر شکاهش دهد. در نتیجه با کاهش طول صف بندی خودروها، ایمنی و ظرفیت تقاطع در نهایت

افزایش پیدا خواهد کرد.استفاده از تقاطع لوزوی واگرا باعث کاهش هزینه های پروژه خواهد شد. چنان که می توان ــت به جای لوپ هایی گردش به چپ یا قوس های جهت دهنده از رمپ های گردش به راسبرای این منظور استفاده کرد که این امر نیاز احداث یک مسیر جداگانه برای حرکات گردش ــه اقتصادی بین دو تقاطع ــرد. در جدول 8 نمونه ای از مقایس ــه چپ را بر طرف خواهد ک بلوزوی واگرا و لوزوی معمولی که توسط اداره بزرگراه های آمریکا )2010( انجام شده است، ــت. با در نظر گرفتن مواردی از قبیل: تعداد الین ها، عرض پل، هزینه های مربوط به آمده اســاهده می شود که هزینه ساخت یک تقاطع لوزوی واگرا ــاخت پروژه مش حریم راه و زمان سحدود نصف یک تقاطع لوزوی معمولی است )کلیه مبالغ به ازای هر دالر برابر 11400 ریال

در سال 1390 محاسبه شده است(.

جدول 8 : هزینه ساخت دو نوع تقاطع

CDIDDIنوع هزینه )ریال(

72،093،000،00043،764،000،000ساخت و ساز

40،614،000،00013،566،000،000حریم راه

6،300،000،0003،276،000،000تسهیالت جانبی

119،007،000،00060،606،000،000مجموع

ــه رانندگان در ــت که ب ــوزوی واگرا این اس ــی تقاطع ل ــک مزیت دیگر طرح هندس یــیر ــکل به مس ــاده U ش ــی محدود اجازه می دهد با یک گردش س بزرگراه های با دسترســت یا ــازماندهی تصادفاتی که در باالدس خود باز گردند. این مزیت همچنین می تواند به س

91سال دهم- شماره 22

تابستان 92

فصلنامه علمی- ترویجی

پایین دست تقاطع روی می دهند، کمک کند.ــود که آن یک راه حل 2- معایب: در حالی که مزایای تقاطع لوزوی واگرا باعث می شــرایط ترافیکی باشد، اما بایستی به این نکته نیز توجه کرد ــکل انواع ش جالب برای حل مشــیدگی شود. اولین ــت و معایبی هم دارد که باید به آن رس که آن در همه جا قابل اجرا نیســنگین باشد. بیشترین ناراحتی برای ــت که جریان ترافیک در مسیر مستقیم، س آن وقتی اســتقیم حرکت کنند. زیرا آنها باید ــت که قصد دارند به طور مس ــانی اس رانندگان متوجه کســمت چپ جاده تغییر مسیر داده و سپس به الین خود برگردند تا بتوانند به مسیر ابتدا به سخود ادامه دهند. حرکات مستقیم بایستی واپایش شود و نمی توان آن را به یک جریان آزاد تبدیل کرد. اگر ترافیک حاضر یا پیش بینی شده برای مسیر، بیشتر از حد انتظار شود، تقاطع

لوزوی واگرا دیگر جوابگو نبوده و باید انواع دیگر تقاطع مورد بررسی قرار گیرند.ــتند، تقاطع ممکن است ــمت چپ جاده هس از آنجا که رانندگان در حال رانندگی به سدر ابتدا برای بعضی ها گیج کننده به نظر برسد و به آسانی مورد استقبال عموم قرار نگیرد. هر چند با افزایش اطالعات و وسایل کمکی نظیر تابلوها و نشانه ها و آموزش می توان این ــود، تقاطع اثر را کم رنگ کرد. در حقیقت زمانی که افکار عمومی به طور مؤثر هدایت ش

لوزوی واگرا می تواند خودش را به مردم تحمیل کند.ــپ خروجی دیگر نمی تواند دوباره به ــت که ترافیک روی رم نقطه ضعف دیگر این اســکل تقاطع طوری است که ترافیک روی رمپ ــود . ش ــی محدود وارد ش بزرگراه با دسترسخروجی یا باید به سمت چپ برود یا به سمت راست و نمی تواند مستقیم حرکت کند. این موضوع باعث سردرگم شدن راننده ای خواهد شد که به اشتباه از مسیر خارج شده است.

زمانی که تسهیالت عابر پیاده نیز وجود داشته باشد، گردش به چپ و راست به رمپ ها ــد، که عماًل ــته باش ــت به چراغ راهنمایی نیاز داش ــیر اصلی ممکن اس یا از رمپ ها به مســتگی به شکل هندسی ــت. این تأثیر منفی بس روی عملکرد تقاطع تأثیر منفی خواهد گذاشــت در جاهای مختلف کم یا زیاد باشد. از آنجا که و پارامترهای طراحی دارد که ممکن اسعابر پیاده هنگام عبور از خیابان معموالً ابتدا به چپ و سپس به راست نگاه می کند، ممکن

92

است با ترافیکی رو به رو شود که انتظارش را نداشته و این موضوع باعث سردرگمی وی ــت به بهبود این امر کمک کند، اما این ــد. هر چند نصب چراغ راهنما ممکن اس خواهد ش

مشکل بعید است که به طور کامل رفع شود.ــت. ــمت دیگر جاده معموالً نیازمند فضای اضافی در محل تقاطع اس عبور ترافیک به ســی عملکرد تقاطع با توجه ــی نیز در آن محل باعث پیچیدگ ــالوه وجود چراغ راهنمای به عــه از تقاطع لوزوی واگرا به عنوان یک راه حل ــد. زمانی ک به زمان بندی چراغ ها خواهد شترافیکی استفاده می شود بایستی محل های مجاور نقاط دسترسی و واپایش آنها نیز مد نظر ــند، ممکن است ــطح مجاور خیلی به هم نزدیک باش قرار گیرد. وقتی که تقاطع های هم ســنگینی ــتی عمل نکند که خود باعث به وجود آمدن ترافیک س تقاطع لوزوی واگرا به درس

خواهد شد.

نتیجه گیریــه عملکرد دو نوع تقاطع در حالت های مختلف ترافیکي و بررسی مزایا و پس از مقایس

معایب تقاطع لوزوی واگرا، نتایج زیر را مي توان استنباط کرد:ــه با تقاطع 1- در تمامي حالت های ترافیکي عملکرد بهتر تقاطع لوزوی واگرا در مقایسلوزوی معمولی دیده شد )زمان تأخیر کمتر در حرکات بحراني ، افزایش ظرفیت قابل توجه

خصوصًا در حرکات گردش به چپ، زمان سفر کمتر و حداکثر طول صف کمتر(.2- با توجه به کاهش 40 و 20 درصدی تعداد نقاط برخورد )30 نقطه در تقاطع لوزوی معمولی و 24 نقطه در تقاطع شهری تک گره ای نسبت به 18 نقطه در تقاطع لوزوی واگرا( ــبت به دیگر تقاطعات غیر هم سطح انتظار ــتر و تصادفات کمتری را نس می توان ایمنی بیشــازماندهی ــکل در تقاطع می تواند به س ــت. عالوه بر این وجود یک گردش آزاد U ش داشــرعت باالی ــت تقاطع روی می دهند، کمک کند. س ــت یا پایین دس تصادفاتی که در باالدســی نیروهای امدادی و پلیس به صحنه حادثه می تواند نجات بخش جان مصدومانی دسترس

شود که در شرایط بحرانی به سر می برند و هر ثانیه برای آنها حکم مرگ و زندگی دارد.

بررسی نقش تقاطع های غیر هم سطح در افزایش ایمنی و بهره وری بزرگراه ها

93سال دهم- شماره 22

تابستان 92

فصلنامه علمی- ترویجی

ــده ــا که انتظارات و توقعات رانندگان و عابران پیاده در این مطالعه لحاظ نش 3- از آنجــناخته اي که تقاطع لوزوی واگرا دارد، ممکن است منجر به این ــت، به دلیل طراحي ناش اســود که مردم همان عملکرد نسبتًا ضعیف تقاطع لوزوی معمولی را براي ترافیک هاي کم ش

تا متوسط ترجیح دهند. به طور خالصه می توان گفت که تقاطعات لوزوی واگرا مزایای بیشتری نسبت به تقاطعات لوزوی معمولی دارند. از جمله عملکرد مؤثر دو فاز آن، ساخت پل هایی با عرض کمتر، هزینه ــایل نقلیه، کاهش کمتر، نقاط برخورد کمتر، افزایش ظرفیت حمل و نقل، کاهش تأخیر وس

سرعت و کاهش تأثیرات محیطی و ایمنی بیشتر با توجه به کاهش تعداد نقاط برخورد.

پیشنهادهاــهرها بایستی که بررسی ــتفاده از تقاطعات لوزوی واگرا در نقاط پر ازدحام داخل ش اســت یا خیر؟ ــم همان کارایی را خواهد داش ــود که آیا در این مکان ها ه ــود و مطالعه ش شــت باید بیشتر جنبه های ایمنی این طراحی نوآورانه با توجه به اینکه برای رانندگان نا آشناســین1 که توسط ادارۀ ــتفاده از مدل ارزیابی ایمنی جانش ــود .این کار می تواند با اس تحلیل ش

بزرگراه هاي آمریکا2 توسعه یافته انجام شود .همچنین یک مقایسه بین این تقاطع و تقاطع شهری تک گره ای3 با توجه به شباهت هایی که با هم دارند )در هر دو، لوپ های گردش به چپ و قوس های جهت دهنده حذف شده است(

از لحاظ حرکات گردش به چپ و مالحضات ترافیکی و اقتصادی بایستی که انجام شود.

1. (Surrogate Safety Assessment Model)2. FHWA3. SPUI

94

منابع• حاجی حسینلو، منصور )1388(، انتخاب بهینه نوع تقاطع غیر هم سطح بر اساس تحلیل هاي

ترافیکي و اقتصادي، شیراز، هشتمین کنگره بین المللي مهندسي عمران، دانشگاه شیرازــینلو ، منصور )1387(، بهینه سازی جریان ترافیک در تقاطع های غیر هم سطح • حاجي حســی حمل و نقل و ــتمین کنفرانس بین المللی مهندس لوزوی، تهران، مجموعه مقاالت هش

ترافیک ایران ــه با ــی و عملکرد تقاطعات لوزوی واگرا در مقایس ــي ایمن ــی، امین )1391(، بررس • کاظمــومین کنفرانس بین المللي حوادث تقاطعات لوزوی معمولی، تهران، مجموعه مقاالت س

رانندگی و جاده ای، دانشکده فنی دانشگاه تهران

• Chlewicki, G. (2003)” New Interchange and Intersection Designs: The

Synchronized Split-Phasing Intersection and the Diverging Diamond

Interchange”, 2nd Urban Street Symposium.

• Edara, P. K., Bared, J. G., Jagannathan, R. (2005). “Diverging Diamond

Interchange and Double Crossover Intersection-Vehicle and Pedestrian

Performance”, 3rd International Symposium on Highway Geometric Design.

• Publication No. FHWA-HRT-07-048. (2008). “Drivers’ Evaluation of the

Diverging Diamond Interchange”, www.thfrc.gov

• Report No.: OR 10 – 021. (May 2010). Missouri’s Experience with a Diverging

Diamond Interchange, www.modot.org

• Callan-Ramler, C. (2010). Diverging Diamond Interchanges, American Society of

Highway Engineers 2010 National Conference.

• www.fhwa.dot.gov, United States Department of Transportation - Federal

Highway Administration

• www.divergingdiamond.com, the official website of the diverging diamond

interchange

بررسی نقش تقاطع های غیر هم سطح در افزایش ایمنی و بهره وری بزرگراه ها