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拥堵并非不可治!治堵有哪些思路?

时间:2019-01-30 来源: 122交通网


导语:治堵话题庞大,涉及领域众多。那么,拥堵究竟是什么?治堵治的又是什么呢?发达国家有哪些治堵的对策共识?请看公安部道路交通安全研究中心特约专家、3M交通安全系统部首席交通安全教育与政策联络官官阳的研究分析。


如何正确认识和评价拥堵?治堵治的是什么?


1.什么是拥堵?


拥堵是有序出行被意外冲击导致的不可控延误和效率低下。拥堵是出行时间的额外延长,同时也造成了各种社会价值的浪费,如燃油、车辆磨损等。道路使用者的出行时间体验构成了拥堵的感受。拥堵是现象,延误才是本质。


2.如何评价拥堵?


出行时间是评价拥堵的基础数据之一,常用的出行指数包括:


出行时间指数(TTITravel Time Index),是高峰期通行用时与平峰期通行用时的比值。


年度出行延误总量,是以人均出行时间指数为基础,测算的全社会出行延误的时间总量,可以反映一个城市的总体交通量的变化,以及所采取的对策是否有效。


通勤者压力指数(Commuter Stress Index),是通勤者每天高峰期出行时间与平峰期出行时间的比值,可以反映通勤交通的时间可靠性。


年度单车通勤延误量(Yearly Delay per auto commuter),是以单车为单位,计算私人通勤车辆和乘员在一年里因为高峰期出行比平峰期出行所额外花费的时间总和。


通过这些出行指数可以知道采取的各种治堵措施是不是可测量的、有经济效益的、值不值得这么做。图1是美国联邦公路局的一个案例,驾车从西雅图520州路的起点到终点平常大约用时15分钟,轻微拥堵时需20分钟,严重拥堵时需25分钟甚至更多,拥堵指数分别为20÷1525÷15。从图1可以看出,严重拥堵的主要原因是事故,如果能够消除事故诱因,尽可能缩短延误,例如使用时为15~20分钟,就是非常成功的一种拥堵治理方法。


1:美国联邦公路管理局的拥堵类分析数据


3.治堵治的是什么?


治堵治的是延误。治堵,实际上是减少社会出行时间浪费总量,减少占用道路资源的时间总量,提升道路资源使用效率,减少社会浪费价值。因此,治堵需要围绕两个方面开展评价:


围绕出行时间的可靠性与总体的节约开展评价,如统计点对点的出行时间、社会平均通勤时间、社会出行时间总量的变化。


围绕交叉口服务水平和交通走廊通行能力开展评价,在此基础上,采取措施压缩常规型的延误总量,如全方面减少信号灯延误;减少非常规性延误,如事故、错误、出现勤务时的导流方式等。


发达国家治堵给我们什么启示?


1.拥堵治理需要定量研究提供依据


美国通过平均出行时间指数、年度延误总量、燃料浪费总量、总延误价值等审视其城市交通拥堵问题,为交通拥堵治理提供依据。美国德克萨斯交通研究院根据对全美近500座城市历年交通拥堵情况的统计(图2),对拥堵作出了如下描述:


拥堵问题严重。2014年,城市交通拥堵导致全美城市居民出行时间额外增加了69亿小时,额外购买了31亿加仑(约1200万吨)汽油,总拥堵延误成本高达1600亿美元。


2013年到2014年,美国100个最大的城市群体中95个的交通拥堵情况都有所加重,而2012年到2013年只有61个城市的交通拥堵有增加。


人们为了能够准时到达目的地,提高出行可靠性,需要为轻交通状态时20分钟的行程准备48分钟的时间。


2:美国交通拥堵情况计量(1982-2014


我国谈治堵多年,定量研究却做得很少,美国对交通拥堵情况的定量研究值得我国借鉴。


2.拥堵治理需要建立交叉路口服务水平的概念


对于交叉路口管理应建立服务水平的概念,即每辆车通过交叉路口时,会延误多长时间。表1是美国的交叉路口服务水平评级,分为ABCDEF,由表1可知,在有信号灯控制路口,每辆车延误20~35秒为稳定流动,即周期型延误,路口服务水平为C;有信号灯控制路口延误大于80秒和无信号灯控制路口延误大于50秒,为强制性流动,即超级延误,路口服务水平为F。信号协同、信号绿波等其实就是建立在这个评价指标体系上的,是为减少整个区域的延误水平服务的。如果没有延误时间的系统统计,很多管理措施也就失去了意义。


1LOS交叉路口服务水平评级


注:无信号路口是二路或全路停车控制。


3.治堵的对策共识


拥堵并非不可治,也不需要摸着石头过河,国际上已有治堵的对策共识。


增加道路资源,例如修建更多道路、拓宽道路、改善路口、增加辅路、改善道路接入等。


3:增加道路资源


通过运行管理提升现有道路的通行能力,从现有的道路资源挖掘更多方法。


4:提升运行管理水平


鼓励使用更少产生拥堵的交通和土地使用模式,例如出行需求管理、鼓励公交出行。


5:开展交通需求管理


提升道路运行管理是公认的最有效的治堵方式,因为它可以应对导致拥堵的常规原因和突发性的不可靠通行影响因素,如交通事故、勤务、天气突然变化。具体来讲,提升运行管理水平最常见的方法包括:道路几何结构的改善、交叉口交通控制优化、改变单行、接入管理、提升信号灯系统能力、事故管理、匝道信号灯控制、行车道控制等等。


拥堵治理还应注意成本与效益的平衡,不计成本和缺乏科学评价方法的治堵方式会贻害更大,这需要引起警惕。例如,为了治堵,是修建快速路、打通断头路、鼓励公交出行,还是采取一些措施恢复交通秩序,需要科学评价才可能有正确答案。


我国传统治堵有何问题?治堵的思路有哪些?


1.城市交通拥堵的典型诱因


设计道路时对识别视距和人的能力考虑不充分,容易引发事故,导致道路流畅性差。因为道路在设计时一些控制元素没有做好,没有考虑人的能力,导致这种道路上事故多发。例如早高峰期间剐蹭、追尾等小事故多发,影响了道路的流畅性,导致拥堵。


交叉口服务水平低下,缺乏接入管理,导致道路资源严重浪费。在没有科学评价体系的情况下,片面地通过扩大交叉路口以期提高通行效率是不可行的。交通走廊的实际运能是由最窄的地方决定的,如果缺乏接入管理,路口越大,交通流之间的干扰越多,交通秩序越容易混乱,通过路口时阻断越大,消耗的时间也越多。


标志标线等基本交通控制措施的质量低、数量少,对用路行为的管理与影响措施匮乏,引发交通秩序混乱。例如,有的城市道路上设置了大量栏杆,这说明最基本的交通控制手段——标志标线几乎没有发挥作用,需要通过栏杆去约束人们的用路行为。


货车、行人和非机动车的用路条件不佳,停车管理粗放,影响了道路的整体使用效率。与出租车、私家车相比,货车有明确的起点和终点,本地货车每天的运行是有规律可循的,穿越城市的货车线路也基本固定,因此货车管理对城市路网的运营效率影响非常大。


2.传统治堵的两个错误思路


治堵三板斧


传统治堵有三板斧,即扩大路口、加宽道路、建设快速路。交通流是一种动能,越集中对承载资源的需求越大。如果修建了快速路,一定要有相应的路网配套,否则快速路就会失去意义。因此,需要思考:宽马路一定比窄马路有效吗?大路口一定比小路口有效吗?高车速一定比低车速好吗?占路停车会导致拥堵吗?交叉路口安装信号灯控制就好吗?答案是未必。所以,治堵能否成功,一个关键问题就是能否跳出固有的认知,用逆向思维审视以往的治堵对策。


近年来,欧洲兴起的新城市主义设计方式普遍被发达国家所接受。新城市主义的道路设计规则与常规设计标准的区别如表2所示,例如:建议典型时速由原来的40-48公里/小时下降到32公里/小时;将宽街道改成较窄的街道;转弯半径设计由主要考虑车辆变成考虑行人过街时间和车辆类型;由认为路外停车最佳转变为鼓励路内停车。


2:常规设计标准与新城市主义对比


美国城市的出行时间指数在2005年后开始下降,这就得益于新城市主义道路交通管理理念的实践和普及,很多大城市开始采取交通静化、改善行人的步行条件、增加路侧停车位等对策,治堵开始生效,过度依赖机动车的出行开始发生变化。


6:美国出行时间指数2005年后出现拐点(2011年和2014年发布的统计数据有差异,图中2005年前的数值为2011年发布的数据)


聚而歼之


以往治堵习惯聚而歼之,通过过宽的马路将交通资源集中起来希望能快速解决掉大流量需求,然而,过宽的马路会增加交通流的相互干扰,错置的信号灯又使得运能大幅削减,导致近年来道路虽然增加了很多,但是拥堵情况鲜有改观。例如,城市快速路上交通很畅通,但在出口处,因为设置了信号灯,车辆需要长时间排队才能驶出快速路,导致之前的高速行驶失去了意义。实际上,交通治理需要分而治之。


3.缓解拥堵的基本途径


缓解拥堵有七个基本途径,分别为:降低驾驶任务难度;优化交通秩序;消灭事故干扰;消灭无谓延误;消灭错误流量,如走错路、找错停车位等;改善通行质量;抓小放大,牺牲小部分人的利益以获得公众利益,提高资源利用效率。


降低驾驶任务难度


驾驶任务(driving task)是一个递进程序,首先要控制好车辆,然后再根据指示和导航使驾驶人完成驾驶。与驾驶任务难度相关的因素包括指示和导航信息的获取效率、行驶轨迹(例如横纵坐标)的获取效率、与其他道路使用者的互动强度、用路规则的知晓效率、质量、车速、转弯、变道等。通过降低车速、减少左转弯、减少变道、让横纵坐标更醒目,可以让驾驶任务变得简单。


消除幽灵拥堵


有一种现象被称为幽灵拥堵,就是道路上没有发生事故、没有停顿车辆,也没有封闭施工,却莫名其妙地突然出现堵塞,很长一段时间后,车流又毫无征兆地顺畅起来。麻省理工学院的数学家团队试图利用流体力学方程来计算造成交通拥堵的变量,从而控制拥堵蔓延的趋势,数学模型也表明:如果驾驶人降低车速并以固定的速度行驶,而不是急停急驶,不但可以节省燃料,更有望消除幽灵拥堵,例如在高速公路上,以80公里/小时的速度匀速行驶,比110公里/小时走走停停要好得多。在车辆众多的一般道路上也是如此。


控制相对动态行驶安全距离


相对动态行驶安全距离控制是与驾驶任务难度有关的一个非常重要的技术概念。跟车行驶需要保持的距离包括反应距离和制动距离,从安全角度考虑,车辆行驶速度为32公里/小时时,车与车之间的安全距离至少为12米;速度为112公里/小时时,安全距离至少为96米,这是与前车保持安全距离的基本指南,不同的人,选择的距离会有所不同。


7:与前车保持安全距离的基本指南


从车流密度的角度去考虑这个问题,即车辆以某种速度行驶时,每公里车道上能够合理地容纳多少辆车?以车长5米为单位计算,时速为32公里/小时,每公里车道可以容纳58.8辆车;时速为80公里/小时,可容纳17.2辆车;时速为112公里/小时,可容纳9.9辆。我国城市快速路、环路的设计速度一般为70~90公里/小时,交通控制设施也是按照设计速度设置的。在很多情况下,这种按照高速度设计的道路反而会导致城市路网运送能力下降,因为在超饱和流量时,驾驶任务难度增加,迫使车速下降,为高速设计的交通控制设施失效,导致交通秩序混乱,事故增加,这是拥堵的主要诱因之一。


4.治堵三简招


第一简招:分拆


分拆是指提高高峰时的道路通行能力或限制高峰时的交通需求,核心是通过降低驾驶任务难度提高通行效率,用短时间的高效率空间置换全社会的出行时间,完成大部分最有规律的通勤需求。同时,这种方法对强规律出行需求有出行方式的抑制和引导作用。


交通需求不仅仅是到达目的地,还有很多,如左转弯、高车速、穿越主路、自由停车、变更车道等,因此,分拆有多种途径,很多效率较低的需求在特殊情况下都可以成为削减对象。


第二简招:削减常规性延误


设法削减交叉口的延误时间,减少变道干扰、寻径困惑、停车困惑等,将无谓型延误减少,核心是提高车流的流畅性、优化行驶质量、用低而均匀的车速取代忽快忽停的行驶状态,因为车辆忽快忽停容易导致道路拥堵,如果后面的车辆再快速驶入,就会形成堵点。削减常规型延误可采取的措施很多,例如寻找停车位,大多数城市的停车诱导标牌与停车场距离过近,没有起到作用,应将停车诱导标牌位置提前,提早让驾驶人知道哪里可以停车。


第三简招:推广标志替代信号灯控制


对日均流量小(1万辆车以下)的路口制定削减信号灯控制和缩小路口尺寸的计划,视条件逐步改用标志进行控制,当然这还需要加强训导。对有规律的通勤交通而言,部分低流量路口的信号灯导致的常规型延误数量是巨大的,比例也很高,且无法避免,在这种情况下,多变的道路情况会增加信号灯效率的不确定性,利用交通规则和加强对本地用路者的训练,可以在很大程度上有效化解此类延误。


5.治堵必须持续做的10件基本功课


拥有一支本地化的、有话语权的、深入了解城市情况的交通工程师队伍。一座城市的建设是循序渐进的,道路可能隔一段时间就要去改善,如果没有一支本地化的专业工程师队伍,治堵永远做不好。


采集科学、持续的出行时间(点、线、面)并评价,否则,治堵就无从谈起,评价治堵措施的好坏也会很困难。


持续采集强规律出行数据,并建立专案对策。例如寒暑假,我国大部分城市的早高峰交通压力都较小,因为家长不用开车送孩子上学,这就是典型的强规律出行。这个数据的采集和专案对策非常重要,如果能处理好这部分出行,路网压力会减轻很多。


标注全网的信号灯配时以明确所有走廊和节点的延误情况和总量,并实施全区域联网以实现路网资源的可协调。如果信号配时的时间没有标注出来,基本的信号灯联网还没有做,智慧信号灯、城市大脑等都无从谈起。


建立交通吸引点、秩序混乱路段、事故黑点路段的专案。


采集货运需求数据,如城市的货运车辆有哪些车型、每天多少车次、车流量为多少等,建设货车专用通道。


优化与整合公交车和专用车道。公交车行驶有其特点,如果不清楚公交车的运行特点,就无法分配车道功能。


详细调查停车需求并逐一落实相关措施。车辆不是在路上行驶,就是处于停放状态,所以掌握停车需求也是一件非常需要做的重要功课。


持续审视非机动车和步行条件,建立专案对策。非机动车或步行出行都有其出行半径限制,美国纽约测算认为,人的步行速度一般为4公里/小时,每天通勤步行单程承受力是20分钟。鼓励步行、非机动车出行,考虑不同出行方式间的换乘,就要持续地审视这些出行方式的安全度、顺畅度、舒适度等。


建立积极、灵活、支撑高水平交通工程设计服务的财政政策。