城市瓶頸路段交通及調(diào)節(jié)策略研究

李海博+詹靜

摘要：交通擁擠已經(jīng)成為亟待解決的重要交通問(wèn)題，而交通擁擠往往是由路網(wǎng)中的瓶頸路段所造成的。瓶頸路段處的交通狀況一旦不能緩解，則擁堵會(huì)迅速蔓延開(kāi)來(lái)。因此，識(shí)別瓶頸路段并緩解顯得尤為重要，這將是減少擁堵的最有效手段。

關(guān)鍵詞：交通擁擠；瓶頸路段；瓶頸識(shí)別。

1 引言

目前，交通擁擠問(wèn)題困擾著很多城市。交通瓶頸常常引發(fā)城市道路擁擠，瓶頸路段擁擠將引發(fā)其相鄰路段的擁擠，隨著交通瓶頸的擴(kuò)散，會(huì)讓整個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)造成擁擠，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生"死鎖"現(xiàn)象。所以對(duì)瓶頸路段的擁擠狀況研究顯得尤為重要。

2 瓶頸路段特征及形成機(jī)理

極端的交通擁堵將導(dǎo)致城市交通大面積的堵死，這時(shí)交通系統(tǒng)將徹底癱瘓。而一旦出現(xiàn)交通擁堵極端現(xiàn)象，道路網(wǎng)要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間的疏通才能恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)，其損失不言而喻。從本質(zhì)上看，交通擁堵是信號(hào)配時(shí)、道路特性和交通流特性相互不協(xié)調(diào)的綜合反映。從過(guò)程來(lái)看，交通擁堵現(xiàn)象一般是由于瓶頸處排隊(duì)車輛排隊(duì)到上游交叉口，導(dǎo)致上游交叉口車流不能正常運(yùn)行，然后逐漸擴(kuò)散并影響周圍交叉口，最終導(dǎo)致大范圍交通癱瘓。

2.1 交通擁擠與瓶頸定義

交通擁擠實(shí)質(zhì)就是交通需求超過(guò)道路的通行能力，而超過(guò)通行能力的那部分車輛將停留在道路上并形成排隊(duì)現(xiàn)象。交通擁擠被定義為“交通流量與通行能力之間的失調(diào)，由此帶來(lái)出行時(shí)間、費(fèi)用的損失和交通運(yùn)行狀態(tài)的改變”。根據(jù)其產(chǎn)生原因可分為固定交通瓶頸和動(dòng)態(tài)交通瓶頸。固定交通瓶頸是指路網(wǎng)中經(jīng)常引發(fā)擁擠并擴(kuò)散的路段，是交通擁擠的源頭。動(dòng)態(tài)交通瓶頸是指實(shí)時(shí)路網(wǎng)中隨著交通流變化而產(chǎn)生變化的交通瓶頸。

2.2 特征

排隊(duì)現(xiàn)象是交通瓶頸處最顯著的特征，隨著車輛的陸續(xù)到達(dá)，瓶頸處的排隊(duì)現(xiàn)象會(huì)愈發(fā)嚴(yán)重，并上溯至上游交叉口，發(fā)生擁擠蔓延的現(xiàn)象。

瓶頸區(qū)域交通運(yùn)行具有如下普遍特征：（1）運(yùn)行速度慢，延誤時(shí)間長(zhǎng)；（2）行車秩序亂，次序維持難；（3）影響范圍廣，資源消耗大；

2.3 形成原因

交通瓶頸的形成原因主要有以下兩個(gè)：1、道路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。2、交叉口信號(hào)燈配時(shí)不合理。

3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外學(xué)者很早就對(duì)典型瓶頸處車流特性和瓶頸處的運(yùn)行狀況進(jìn)行了深入的研究。如1992年，Vaughan.R等研究了在擁擠情況下，道路主干道的交通流特征，1997年，Daganzo.C等通過(guò)車輛到達(dá)曲線對(duì)瓶頸上游車輛的排隊(duì)長(zhǎng)度及排隊(duì)位置的進(jìn)行了研究。2005年，Daganzo等研究了道路匯合瓶頸處的交通流特性。對(duì)交通瓶頸路段的研究將對(duì)動(dòng)態(tài)車流組織、交通事故管理、道路規(guī)劃具有極高的實(shí)際價(jià)值。

3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國(guó)學(xué)者也對(duì)瓶頸處交通問(wèn)題進(jìn)行了一系列研究， 2003年，吳正把瓶頸處的交通問(wèn)題和高速空氣動(dòng)力學(xué)中的激波問(wèn)題做了對(duì)比研究，構(gòu)建了交通堵塞全過(guò)程的交通流模型。2004年，王紀(jì)武等以鄭州市作為實(shí)例，分析并提出了解決城市交通瓶頸問(wèn)題的對(duì)策。2006年，賀寒輝對(duì)路網(wǎng)中交通瓶頸進(jìn)行了基于仿真技術(shù)的研究，提出了瓶頸定位和排序的方法。

4 策略研究

瓶頸路段會(huì)造成嚴(yán)重的交通擁擠，給人們的出行帶來(lái)極大的不便，所以采取相關(guān)的措施來(lái)減少瓶頸路段的交通擁擠是十分有必要的。

4.1 瓶頸識(shí)別

在高峰時(shí)段，由于交通流急劇的增大，城市中心區(qū)極易發(fā)生交通擁堵，此時(shí)通過(guò)采集到的信息，在路網(wǎng)模型上進(jìn)行動(dòng)態(tài)交通流分析，對(duì)交通瓶頸進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)發(fā)生擁堵的時(shí)間、地點(diǎn)、時(shí)空分布、發(fā)展?fàn)顩r等交通屬性，采取相應(yīng)的手段進(jìn)行疏導(dǎo)。

4.2 交通疏導(dǎo)調(diào)節(jié)策略

瓶頸處的交通流量調(diào)節(jié)主要是將瓶頸范圍交通量調(diào)節(jié)匹配，首先要對(duì)瓶頸范圍的交通流量進(jìn)行疏導(dǎo)，以期實(shí)現(xiàn)交通平衡分布，其次對(duì)瓶頸范圍的接入進(jìn)行調(diào)整，以平衡資源供需。

4.2.1 瓶頸交通匯入量控制策略

匯入量控制即對(duì)瓶頸影響區(qū)域內(nèi)涌入的流量進(jìn)行管控，用以減少瓶頸點(diǎn)處的交通壓力。主要采用調(diào)控重要交叉口、禁行瓶頸路段或限制主線匯入等一系列手段進(jìn)行，使得瓶頸區(qū)域的流量實(shí)現(xiàn)慢進(jìn)快出。主要控制方法有：（1）控制范圍；（2）匯入量控制

4.2.2 誘導(dǎo)分流策略

僅僅靠控制匯入量來(lái)解決瓶頸問(wèn)題是不夠的，僅靠單一的限制瓶頸區(qū)域的匯入量有可能導(dǎo)致瓶頸點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，對(duì)整個(gè)交通通暢所起的作用也是有限，因此還需轉(zhuǎn)移外圍剩余流量作為輔助。

4.2.3 瓶頸需求調(diào)節(jié)策略

流量調(diào)節(jié)可通過(guò)引導(dǎo)區(qū)域交通流通來(lái)均衡路網(wǎng)流量，而針對(duì)性的需求調(diào)節(jié)則對(duì)改善區(qū)域內(nèi)部交通狀況、減少瓶頸路段供需矛盾有積極的作用。

5 總結(jié)

本文概述了瓶頸路段的相關(guān)知識(shí)以及形成機(jī)理，然后進(jìn)行了總結(jié)分析?，F(xiàn)有的技術(shù)手段一般是從瓶頸識(shí)別、預(yù)防以及疏導(dǎo)分流交通著手來(lái)減少瓶頸路段處的擁堵。尤其是在國(guó)內(nèi)主要是從定性的角度來(lái)識(shí)別瓶頸路段然后進(jìn)行交通疏導(dǎo)，并沒(méi)有從根本上解決城市道路的瓶頸問(wèn)題，而改善道路條件和道路設(shè)施又需要經(jīng)濟(jì)和時(shí)間成本，所以到目前為止城市道路瓶頸問(wèn)題仍然困擾著人們的出行。

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