合肥市高架橋的分流作用及擁堵問(wèn)題的解決對(duì)策

肖文妮

（安徽三聯(lián)學(xué)院交通工程學(xué)院，合肥 230601）

中國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，政治、文化、科技及交通亦隨之加快步伐，日新月異。人員、物資等迅速向大城市匯集，不斷擴(kuò)大的城市規(guī)模及人口使城市化進(jìn)程顯著加快。數(shù)據(jù)顯示，如今已有42個(gè)城市超過(guò)百萬(wàn)人口，比1978年多了29個(gè)。隨著人們生活水平不斷提高，大多數(shù)人在選擇出行工具上，更愿意自行駕車，高架橋上的車流量也因此比過(guò)去增多，出入口匝道容易堵塞，導(dǎo)致高架橋無(wú)法達(dá)到人們理想的設(shè)計(jì)效果，帶來(lái)了一系列問(wèn)題，需要人們思考解決。

1 高架橋在城市道路中建設(shè)的必要性

1.1 高架橋的優(yōu)點(diǎn)

（1）高架橋占地少，節(jié)約土地；（2）由于出口減少，高架橋?qū)⒄嬲蔀檫B接城市中心和“快車道”的功能區(qū)，從而縮短衛(wèi)星城市和主城區(qū)的空間和時(shí)間距離，來(lái)指導(dǎo)我們的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目到衛(wèi)星城市布局；（3）由于高架橋中間沒(méi)有設(shè)出口這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，所以開(kāi)發(fā)項(xiàng)目在此基礎(chǔ)上就不會(huì)沿途布局，這樣可以很好地保留原始空間；（4）與高速鐵路、地鐵、高架橋適用運(yùn)輸相比，使用更廣泛，社會(huì)收益較高，投資更低[1]。

2 高架橋使用中存在的擁堵問(wèn)題

2.1 高架橋橋面的擁堵及其成因

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市化進(jìn)程逐年加快，城市機(jī)動(dòng)車數(shù)量也隨之急劇上升。城市汽車保有量的增加速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)城市道路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的速度，并且每逢高峰時(shí)間，車流從四面八方涌入市中心，導(dǎo)致城市交通無(wú)法負(fù)荷車流量。此外，許多城市道路設(shè)計(jì)不妥、道路容量不足，導(dǎo)致交通堵塞嚴(yán)重。相對(duì)這些擁堵問(wèn)題而言，高架橋橋面的擁堵一般是在特殊情況下產(chǎn)生的。

2.1.1 極端惡劣天氣

遇到大雪封路，除雪設(shè)備不能在短時(shí)間內(nèi)清除橋面的積雪，致使道路不暢通，造成車輛大量滯留在橋面上造成了高架橋橋面的擁堵；海拔高、氣溫低而使橋面容易結(jié)冰的地區(qū)，車輛在橋面上無(wú)法正常運(yùn)行，造成大量車輛滯留在橋面上造成高架橋橋面擁堵；遇到大霧、暴雨等天氣，橋面上能見(jiàn)度很低，車輛在道路上無(wú)法正常行駛，致使大量車輛停留在高架橋橋面上，造成高架橋橋面的擁堵。自然災(zāi)害，例如山洪、地震、雷擊、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害的發(fā)生，也會(huì)導(dǎo)致高架橋橋面的交通擁堵[2]。

2.1.2 突發(fā)事件的影響

突發(fā)事件主要是指在高架橋的橋面上發(fā)生了交通事故、高架橋上的施工作業(yè)等。車輛高速行駛在高架橋上，突遇前方發(fā)生了交通事故，或者高架上正在施工作業(yè)，必然會(huì)導(dǎo)致占用車道，或者橋面完全喪失了通行能力，致使大量的車輛在短時(shí)間內(nèi)不能通過(guò)，擁堵在橋面上，形成了高架橋橋面上的擁堵[3]。

2.2 高架橋所承擔(dān)的車流量較大的原因及影響

目前合肥市高架橋不僅起著控制部分區(qū)域的交通流作用，還承擔(dān)著周邊集散交通的作用，并且是重要的出城口道路。由于建設(shè)過(guò)程中受周邊路段及路面寬度的影響，致使高架橋的匝道布置存在諸多問(wèn)題：

（1）車輛行駛出入匝道口時(shí)間距較近，短距離內(nèi)這類車輛的交通高峰期需要多個(gè)交錯(cuò)，將影響車輛的通行能力，造成擁堵和事故[4]。

（2）下行匝道落地出口與地面交叉口間距過(guò)小。由于下行的布局多采用橫向型，特別是下斜坡，左轉(zhuǎn)和地面直行的車輛交織在一起，在上下班時(shí)段，各轉(zhuǎn)向交通量都很大，之前通過(guò)路口的車輛交織轉(zhuǎn)向，交織長(zhǎng)度無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常轉(zhuǎn)向，車輛交匯將造成擁堵，減慢高架系統(tǒng)下行車輛的速度，并影響進(jìn)入高架的車輛的正常行駛[5]。

2.3 高架橋匝道口擁堵調(diào)查

目前合肥市為了解決城區(qū)交通擁堵問(wèn)題，架起多條高架橋。為了能夠深入了解高架橋的擁堵問(wèn)題，重點(diǎn)調(diào)查了周一至周五合肥市包河區(qū)金寨路高架橋兩端匝道口早高峰、晚高峰的交通流量（調(diào)查時(shí)間避開(kāi)法定節(jié)假日），結(jié)果見(jiàn)表1～4。

表1 金寨路與蕪湖路交叉口車流量調(diào)查統(tǒng)計(jì)表

表2 蕪湖路路面交通流量調(diào)查統(tǒng)計(jì)表

表3 金寨路與芙蓉路交叉口處匝道口車流量調(diào)查統(tǒng)計(jì)表

表4 芙蓉路路面交通流量調(diào)查統(tǒng)計(jì)表

2.4 車流量調(diào)查數(shù)據(jù)分析

由表1可以看出早高峰市區(qū)匝道口出口車流量略高于匝道入口車流量，原因可能在于早上上班時(shí)間段很多住在郊區(qū)的私營(yíng)者或上班族趕往市區(qū)開(kāi)始一天的工作或營(yíng)業(yè)，而往郊區(qū)去的市民上班相對(duì)來(lái)說(shuō)可能要少一點(diǎn)。而到晚高峰的時(shí)候，剛好與早高峰相反，市區(qū)匝道入口車流量高于市區(qū)匝道出口車流量。

由表2看出，無(wú)論早高峰還是晚高峰，與市區(qū)匝道出入口相交匯的蕪湖路路面的車流量都是比較大的，整體西行與東行的車流量相差不多。再加上出入匝道的車流量，使早晚高峰時(shí)期，這一交匯處容易造成交通擁堵。

市郊匝道出入口與市區(qū)匝道出入口的車流量理論來(lái)說(shuō)有一定的關(guān)系，早高峰從市郊匝道入口車流量多于出口，晚高峰則相反，市郊匝道出入口的車流量相對(duì)于市區(qū)匝道出入口來(lái)說(shuō)少了很多，出入口處也沒(méi)有市區(qū)那么擁堵，主要原因在于與其交匯的芙蓉路，車流量在早高峰晚高峰相對(duì)都不是很大（表3），道路相對(duì)來(lái)說(shuō)暢通，故與芙蓉路相交匯的金寨路高架橋在市郊的匝道出入口相對(duì)于市區(qū)匝道出入口來(lái)說(shuō)，擁堵現(xiàn)象不是很嚴(yán)重。金寨路高架橋市區(qū)匝道口擁堵的主要原因：蕪湖路的地面交通量大（表4），很多車輛去往三孝口，導(dǎo)致該匝道口擁堵加重，同時(shí)三孝口是合肥的擁堵點(diǎn)。

2.5 基于VISSIM軟件的金寨路交通流仿真及評(píng)估

2.5.1 VISSIM軟件建模仿真

交通流局域排序模型用于保障機(jī)動(dòng)車有序行駛，跟馳模型用于管制員通過(guò)調(diào)配機(jī)動(dòng)車速度進(jìn)行沖突解脫，機(jī)動(dòng)模型用于管制員通過(guò)雷達(dá)引導(dǎo)機(jī)動(dòng)車進(jìn)行沖突解脫[6]。根據(jù)終端區(qū)交通流特征，定義管制員和機(jī)動(dòng)車2類智能體，管制員基于交通態(tài)勢(shì)生成離散的調(diào)配策略，并向機(jī)動(dòng)車發(fā)送決策信息；機(jī)動(dòng)車接收并執(zhí)行調(diào)配指令，具有連續(xù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征，如圖1。

圖1 交通流局域排序模型

2.5.2 交通流仿真結(jié)果分析

（1）交通流參數(shù)關(guān)系散點(diǎn)圖

運(yùn)用Vissim仿真模型并輸出數(shù)據(jù)，得到3個(gè)測(cè)量區(qū)段處的交通流的平均速度u，流量Q和車流密度ρ這3個(gè)宏觀量。圖2所示的是3個(gè)測(cè)量區(qū)段上得到的速度-密度分布散點(diǎn)圖，交通流量為交通流速度和交通流密度的乘積。隨著路上的車輛增多，交通流密度增大，車輛的行駛速度受到前后車輛的約束而有所下降，流速降低，但交通流量還是增加，直到某一種條件下，流速和密度的乘積達(dá)到最大值，即交通流量為最大時(shí)為止，這時(shí)的流速稱為最佳速度，密度稱為最佳密度。如果路上車輛再增加，密度繼續(xù)增大，流速繼續(xù)下降，盡管密度較大，但因流速較小，所以流量反而下降，直到密度為最大值(這時(shí)稱之為擁堵密度)，造成道路阻塞，車輛無(wú)法行駛，流速等于零，交通流量也等于零為止[7]。圖2（a）所示的金寨路段數(shù)據(jù)點(diǎn)排列緊密，而圖2（b）（c）所示的蕪湖路與芙蓉路在相同密度值的條件下，卻對(duì)應(yīng)較寬的速度區(qū)間，這與這3個(gè)路段上的路況有著密切聯(lián)系。由圖2可以得到交通流3個(gè)參數(shù)與很多因素有關(guān)，比如車型、駕駛員、道路交通條件、路況等因素的變化都會(huì)影響交通參量的變化。

圖2 流速與密度關(guān)系示意圖

（2）參數(shù)靈敏度分析

臨界狀態(tài)間隔設(shè)置交通流量管制影響分析，交通流參數(shù)受管制間隔的影響。管制關(guān)鍵階段指的是交通流擁擠狀況在終端領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)最大流量。當(dāng)流量的總量是恒定時(shí)，控制參考間隔在1 km時(shí)的步驟。當(dāng)間隔控制大于8 km，減小間隔控制，臨界密度，臨界速度增加時(shí)的間隔的控制不到8 km，減小間隔來(lái)控制密度，臨界速度降低。因此，控制和無(wú)縫喚醒間隔的范圍是增加終端領(lǐng)域效率的重要途徑，終端管制區(qū)這個(gè)區(qū)間為8 km較為合理。

2.6 交通流仿真指標(biāo)評(píng)估

通過(guò)上面的交通流仿真分析，可以清楚地看到交通的通行能力和交通密度和速度有很大關(guān)系。同時(shí)，我們也可以通過(guò)交通管制的手段去改善交通的通行能力。通過(guò)優(yōu)化交通道路結(jié)構(gòu)、提高交通運(yùn)行的效率也能夠很明顯地減少交通擁堵，在道路總量不變的情況下，如果要提高交通效率，就必須要提高交通科技含量[8]。未來(lái)交通管理的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是交通智能化管理，它也是解決當(dāng)前道路資源條件下交通擁堵的重要手段。這個(gè)解決方法不僅適用于金寨路高架橋，還適用于合肥眾多道路。目前合肥也在積極著手智能交通，可以說(shuō)智能交通是一個(gè)十分有效的解決方案[9]。具體說(shuō)就是除了在交通指揮系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)上提高科技含量外，還要著眼于新產(chǎn)品的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)人人主動(dòng)參與的新型管理模式。比如，在國(guó)內(nèi)有一些相對(duì)發(fā)達(dá)的城市已經(jīng)研發(fā)出一種帶有衛(wèi)星定位導(dǎo)航上傳功能的系統(tǒng)，將該系統(tǒng)安裝到每輛機(jī)動(dòng)車上，將城市及時(shí)實(shí)時(shí)在線的道路信息來(lái)源，經(jīng)智能化管理中心計(jì)算后，通過(guò)廣播頻道發(fā)出，讓所有裝有該系統(tǒng)的運(yùn)行車輛無(wú)償?shù)亟邮盏缆穼?shí)時(shí)信息和智能化指揮，從而達(dá)到合理均衡分配整個(gè)城市車輛的流量，合理地配置城市道路資源。實(shí)踐證明，修路不是解決交通問(wèn)題的唯一辦法，關(guān)鍵是在于提高道路的利用效率。

3 城市高架橋擁堵問(wèn)題的解決方案設(shè)計(jì)

3.1 高架上下行匝道優(yōu)化設(shè)計(jì)

高架橋的出入口不要設(shè)計(jì)在車流量密集且長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)擁堵的路口地段，人流密集的地方要適當(dāng)?shù)卦O(shè)置出入口，在為市民提供方便的同時(shí)也要考慮到空間有限。在出入口的選址上要避免對(duì)城市沿線商業(yè)的影響，減少對(duì)城市綠化以及城市文化的破壞，在布置格局上要配置足夠車流量的停車空間等。特別是高架橋的下行匝道，高架橋上的車輛通行是否順暢，下行得到的交通流比重會(huì)比上行匝道要重，高架橋的下行匝道應(yīng)該盡可能地減少與城市道路的分流接觸，減少交通流的方向種類，考慮到下匝道的交通流量該路口是否可以承擔(dān)起，下行匝道與城市道路銜接的距離也要合理掌握，要明白當(dāng)下行匝道銜接過(guò)短時(shí)一旦交通量增大就會(huì)出現(xiàn)車輛在匝道排隊(duì)堵塞，下匝道與城市道路的路口距離應(yīng)當(dāng)越遠(yuǎn)越好，但考慮到實(shí)際的空間，這個(gè)距離最佳狀態(tài)為500 m左右。

下匝道的平面交叉口也是擁堵情況的高發(fā)路段，優(yōu)化交叉口的橫向車流，這樣可以提高道路的通行能力，使服務(wù)水平有全新的高度。加強(qiáng)上下匝道的的管理機(jī)制，嚴(yán)厲禁止非機(jī)動(dòng)車上下行高架橋，由于城市地面道路的右轉(zhuǎn)會(huì)影響到下行匝道的分流力度，應(yīng)該禁止地面車輛在高架下行匝道的路口右轉(zhuǎn)，對(duì)于需要右轉(zhuǎn)的車輛，在道路右側(cè)設(shè)置一個(gè)專門為右轉(zhuǎn)車輛服務(wù)的車道。

3.2 高架周邊路網(wǎng)銜接及高架延續(xù)景觀設(shè)計(jì)

高架橋的周邊路網(wǎng)首先從路口的指示燈配時(shí)優(yōu)化開(kāi)始，使綠燈放行的車流量在高架橋的承載范圍以內(nèi)，在上下班的高峰期時(shí)段需要考慮到高架的劇增車流量，合理分配車道數(shù)，高架的上下行匝道需要減少橫向車流的干擾，盡量減少不同方向的車流量，高架橋的下行匝道和城市地面銜接路段不要設(shè)置公交車站點(diǎn)，這樣會(huì)影響下行車輛的通行速度，分流不暢的后果就是交通阻塞。當(dāng)面對(duì)路段不通暢時(shí)，應(yīng)該明白是由于道路的通行量達(dá)到飽和狀態(tài)，此時(shí)應(yīng)加強(qiáng)道路管理，在可能的情況下要合理開(kāi)挖、擴(kuò)寬道路，車輛秩序在非高峰期要保持暢通。

3.3 對(duì)金寨路高架橋進(jìn)行交通需求管理

通過(guò)制定金寨路高架道路管理規(guī)劃，從行政管理和技術(shù)管理的角度著手，緊密依托城市總體規(guī)劃、城市交通規(guī)劃、城市用地規(guī)劃，科學(xué)用地規(guī)劃，科學(xué)、系統(tǒng)、全面地掌握城市交通各項(xiàng)基礎(chǔ)信息，找出影響金寨路交通的各項(xiàng)因素，全面認(rèn)識(shí)城市交通問(wèn)題演變的內(nèi)在規(guī)律，了解金寨路附近的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的動(dòng)態(tài)，預(yù)測(cè)和把握未來(lái)可能出現(xiàn)的城市交通問(wèn)題。合理地應(yīng)用和控制交通需求，緩解金寨路高架交通擁擠堵塞的局面。充分發(fā)揮各類道路的交通共軛能，綜合協(xié)調(diào)道路-交通流-管理者三者之間的關(guān)系，建立交通事故預(yù)防、檢測(cè)和事故現(xiàn)場(chǎng)勘察處理、緊急救援等一整套的技術(shù)保障和社會(huì)保障體系，完善交通管理法規(guī)和配套措施，制訂宣傳教育計(jì)劃和執(zhí)行保障體系，提高交通管理的法制化和科學(xué)化水平，努力形成秩序良好、安全暢通的城市交通環(huán)境[10]。(1)對(duì)金寨路高架橋趨于交通信號(hào)聯(lián)動(dòng)控制。(2)建立以“雙快”（快速路、快速公交）為骨架，構(gòu)建一體化高效率的金寨路高架運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。(3)在早晚高峰增加公交車的出發(fā)率，禁止大型貨車進(jìn)入附近路段。(4)確定常規(guī)公交的交通主體地位，優(yōu)化公交網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提高綠色出行效率和公交出行分擔(dān)率，爭(zhēng)取達(dá)到18%～25%。

3.4 制定相應(yīng)的應(yīng)急措施

（1）預(yù)防為主，常抓不懈。金寨路高架附近交通局及相關(guān)各部門對(duì)可能發(fā)生的交通事故、交通擁堵進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)，認(rèn)真排查事故黑點(diǎn)；加大整改力度，并有針對(duì)性地制定應(yīng)急預(yù)案，采取預(yù)防措施，防范重大事故發(fā)生。

（2）統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)。各個(gè)部門在統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，各司其職，各盡其責(zé)，協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)，密切配合，最大限度地減少事故的發(fā)生，減少事故擁堵時(shí)間，減少延誤。

（3）反應(yīng)迅速，措施果斷。事故或者擁堵發(fā)生后，各部門迅速做出反應(yīng)，對(duì)事態(tài)進(jìn)行控制。充分利用微信打車軟件、滴滴打車軟件、交通廣播和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在金寨路高架發(fā)生擁堵的情況下及時(shí)通知正在趕往金寨路高架的車輛，繞道行駛，減少交通負(fù)荷。