智能交通系統(tǒng)在建設(shè)項目交通疏解中的應(yīng)用

■潘浩國

（廈門市市政工程設(shè)計院有限公司，廈門 361004）

城市發(fā)展過程離不開城市建設(shè)項目的實施，對于廈門本島區(qū)域建設(shè)用地已基本覆蓋城市建筑，隨著近些年廈門城市的快速發(fā)展，交通系統(tǒng)的壓力愈顯突出，尤其是地鐵軌道線等大規(guī)模、長距離項目的實施，交通影響區(qū)域橫貫廈門島，涉及范圍廣，加劇了城市交通的供需矛盾，如何能有效解決城市建設(shè)項目實施期間的交通疏解問題[1]，讓城市發(fā)展平穩(wěn)前行是城市管理者思考問題的重中之重。 同時，目前城市智能交通系統(tǒng)工程的建設(shè)已經(jīng)歸入城市的重大工程建設(shè)項目，智能交通系統(tǒng)的建設(shè)單位要根據(jù)地方政府統(tǒng)一建設(shè)要求，提出系統(tǒng)的需求和配套資金[2]。

智能交通系統(tǒng)（Intelligent Traffic System，簡稱ITS），是將信息技術(shù)、計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子控制技術(shù)、人工智能等先進的科學(xué)技術(shù)有效地綜合運用于交通運輸、服務(wù)控制和車輛制造等方面，通過強化車輛、道路、使用者三者之間的有效鏈接，從而形成一種保障安全、提高效率、改善環(huán)境、節(jié)約能源的綜合運輸系統(tǒng)。 智能交通系統(tǒng)各子系統(tǒng)相輔相成，環(huán)環(huán)相扣構(gòu)建形成城市智能交通工程：交通大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要用于數(shù)據(jù)的采集、儲存以及計算；交通視頻監(jiān)控和交通信號控制作為城市智能交通系統(tǒng)集成控制的主要手段，主要用于實現(xiàn)智能交通系統(tǒng)的協(xié)同工作；逐步推進完善的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)， 可實現(xiàn)智能系統(tǒng)與動態(tài)交通的契合，構(gòu)筑智能系統(tǒng)的覆蓋網(wǎng)絡(luò)。 綜上所述，智能交通系統(tǒng)可極大提升城市交通通行效率，有效節(jié)約社會出行成本，充分體現(xiàn)人民獲得感，推進智慧網(wǎng)絡(luò)新科技、新城市有效落地。

市政工程建設(shè)項目的實施是導(dǎo)致城市交通擁堵的重要原因，智能交通系統(tǒng)應(yīng)用于城市建設(shè)項目交通疏解，有助于提高交通疏解效率，實現(xiàn)城市建設(shè)項目的低影響化。

1 建設(shè)項目交通影響分析

以廈門市軌道交通3 號線工程為例，起點位于廈門火車站，沿湖濱東路、火炬路、枋湖北二路等主干道占道施工，線路橫貫廈門島，區(qū)間路段以盾構(gòu)或暗挖為主，影響較?。卉壍勒军c位于主要交叉口位置，采用分期圍擋實施，恰好處于交通關(guān)鍵節(jié)點，對路網(wǎng)交通影響大。 本次分析選取廈門軌道3 號線枋湖北二路路段雙十中學(xué)站站點，該站點位于枋湖北二路與云頂北路路口，現(xiàn)狀為枋湖北二路為城市主干道，道路紅線寬度50 m，雙向6 車道，設(shè)計速度60 km/h， 按照 《城市道路工程設(shè)計規(guī)范》CJJ37-2012， 枋湖北二路一條車道的基本通行能力No=1800 pcu/h，設(shè)計通行能力Ne=1400 pcu/h，道路路段總通行能力按下式計算：

式（1）中，αn 為機動車道的道路分類系數(shù)，主干路取0.85；δ 為交叉口影響系數(shù)，根據(jù)綠信比和交叉口間距確定為0.82；ν 為行車影響系數(shù)，根據(jù)有無分隔帶、非機動車交通負(fù)荷、路面平整度等交通通行條件影響， 取0.6～1；Kn 為相應(yīng)的各車道的折減系數(shù)，靠道路中心線或中央分隔帶第一車道取1，第二車道取0.85～0.95，第三車道取0.65～0.85，第四車道取0.5～0.6。計算可得枋湖北二路道路路段單向總通行能力Cn=2586 pcu/h。 根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查資料現(xiàn)狀早晚高峰期交通總流量為7251 pcu/h， 其中單向最大交通量為枋湖北二路西入口段，V=2280 pcu/h，高峰期服務(wù)水平V/Cn=0.88，為三級服務(wù)水平道路擁堵，服務(wù)水平較差， 同時由于周邊雙十中學(xué)及湖里創(chuàng)新園的上下班高峰影響， 潮汐車流量差值達到708 pcu/h， 潮汐比 （潮汐差/單向平均車流） 達到17%，表明存在明顯的潮汐車流現(xiàn)象。 綜上所述，該項目對于交通的影響主要體現(xiàn)在：（1）通行能力影響；（2）通行條件影響；（3）路網(wǎng)交通重新分布影響。

1.1 通行能力影響

由于施工空間有限，廈門市軌道交通項目站點多采用圍擋占道實施的方式，從而導(dǎo)致現(xiàn)狀道路幾何組成發(fā)生變化，出現(xiàn)車道數(shù)減少，車道寬度、側(cè)向余寬壓縮，道路線形變差等情況，直接導(dǎo)致原有道路的通行速度由60 km/h 降低為30 km/h， 現(xiàn)狀道路城市交通設(shè)計通行能力降低為Ne=1100 pcu/h。

1.2 通行條件影響

城市建設(shè)項目圍擋占道施工，施工期間通過對現(xiàn)有的道路改道繞行，新建臨時道路進行交通疏解，臨時道路大多存在路面平整度差、交通混行嚴(yán)重、視距變差、路口紅綠燈增多等因素[1]，從而導(dǎo)致城市交通通行條件變差，行車影響系數(shù)從ν=1 降低為0.8。

1.3 路網(wǎng)交通重新分布影響

廈門市軌道交通項目的建設(shè)占用了現(xiàn)有主干道，交通影響區(qū)域橫貫廈門島，同時對項目涉及主干路沿線的次干路和支路路網(wǎng)產(chǎn)生交通重分布影響，連鎖反應(yīng)大，涉及范圍廣。 城市項目的建設(shè)導(dǎo)致圍擋的實施、 道路通行方式變更以及人為的繞行，城市交通根據(jù)人的主觀能動性及通行條件的改變，產(chǎn)生被動或主動的重新分配， 重分配系數(shù)取0.75，重分配后單向最大交通量仍然為枋湖北二路西入口段，V=1710 pcu/h。 軌道3 號線實施后，枋湖北二路道路路段單向總通行能力降低為Cn=1625 pcu/h，交通重分配后高峰期服務(wù)水平V/Cn=1.05， 為四級服務(wù)水平，道路嚴(yán)重?fù)矶?，服?wù)水平極差。

2 傳統(tǒng)交通疏解方式

2.1 “占一還一”

以軌道3 號線雙十中學(xué)站為例，項目的建設(shè)圍擋占用了現(xiàn)有交叉口空間，現(xiàn)狀東西向枋湖北二路和南北向云頂北路通行斷面受到壓縮，交通疏解利用現(xiàn)狀市政綠化用地及周邊地塊臨時借地，按照占用一個車道還建一個車道的原則，圍繞施工圍擋進行臨時改道繞行疏解，交通線型差，通行效率低。

2.2 控制交通需求

城市建設(shè)項目圍擋占道施工，道路的通行能力和通行條件相比未建項目時遠遠下降，雖然路網(wǎng)交通重新分布可以分解部分過境外部交通，但剩余的內(nèi)部交通和慣性交通仍然會造成交通擁堵，交通主管部門通常采用局部區(qū)域限牌、限號等措施控制交通需求[3]，可以緩解交通壓力但無法根本解決，同時也會造成交通違法違章案例上升，不利管理。

2.3 強化交通組織

在城市建設(shè)項目過程中，交通管理部門常通過增派現(xiàn)場執(zhí)勤警力，人工管控引導(dǎo)交通；增加交通標(biāo)志牌提前分流交通；增設(shè)紅綠燈管控等方式來強化交通組織，保障交通疏解。

綜上所述，根據(jù)以往項目實施經(jīng)驗，傳統(tǒng)的城市建設(shè)項目交通疏解方式雖然能勉強實現(xiàn)交通的疏解，但容錯率較低，也存在眾多的局限性，如協(xié)調(diào)強度大、耗費成本高、效果不突出等，建設(shè)項目對整個城市的交通影響仍舊十分大， 交通擁堵常常發(fā)生。 根據(jù)廈門市規(guī)劃院交通研究中心調(diào)研資料，軌道3 號線實施期間采用傳統(tǒng)交通疏解方式，在枋湖北二路至金尚路路段交通服務(wù)水平為1.02，雖然可以部分緩解軌道3 號線施工期間的交通擁堵問題，但從現(xiàn)場實際實施情況來分析，難以解決長期的交通疏解問題，尤其是枋湖北二路西入口段經(jīng)常出現(xiàn)長距離排隊堵車現(xiàn)象。

3 智能交通系統(tǒng)促進交通疏解

智能交通系統(tǒng)是以區(qū)域的交通大數(shù)據(jù)分析作為基礎(chǔ)，通過對城市建設(shè)項目影響區(qū)域的整體交通情況建立模型分析，模擬項目建設(shè)前、中、后可能發(fā)生的交通流量再分配情況[4]，通過交通信息服務(wù)、智能紅綠燈、智能潮汐車道等方式，有效改進傳統(tǒng)交通疏解方式的功能，實現(xiàn)建設(shè)項目交通疏解的實用性與高效性。

3.1 智能交通信息交互系統(tǒng)

智能交通系統(tǒng)是以交通大數(shù)據(jù)信息作為基礎(chǔ)進行作業(yè)，其原理如下：由交通信息中心對建設(shè)項目影響區(qū)域范圍的交通信息分析整理后， 通過交通系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的信息發(fā)布設(shè)備， 及時將交通信息發(fā)布給各個交通參與者。 對于行人與司機，可以根據(jù)這些信息確定最適合自己的交通出行方式與路線[5]；對于交通管理部門，可以根據(jù)這些信息提前進行交通流量的有效疏導(dǎo)繞行， 管理城市交通的合理運行，實現(xiàn)交通事故的快速報警與處置。 智能交通信息交互系統(tǒng)是實現(xiàn)所有智能交通的基礎(chǔ)， 可以有效地預(yù)警與處置城市項目建設(shè)過程的交通疏解問題[6]，通過智能交通信息交互系統(tǒng)可以將施工項目對路網(wǎng)交通重新分布影響變得高效可控，重分配系數(shù)預(yù)計可以達到0.60，同時不對周邊道路產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

3.2 智能紅綠燈

智能紅綠燈系統(tǒng)是一種可以緩解交通壓力、使十字路口通行效率最大化的智能交通系統(tǒng)。 基于區(qū)域交通大數(shù)據(jù)的分析，智能紅綠燈可以根據(jù)所在路口和周邊路口的現(xiàn)狀交通情況，實現(xiàn)實時的、動態(tài)的交通紅綠燈配，實現(xiàn)建設(shè)項目影響路段交通疏解效率的最大化。 目前比較常用的主要有：英國綠信比、周期、相位差優(yōu)化技術(shù)（SCOOT）；悉尼自適應(yīng)交通控制系統(tǒng)（SCATS 系統(tǒng)）；日本智能感應(yīng)紅綠燈等[7]。 實施智能紅綠燈后交叉口影響系數(shù)由δ=0.82 修正為δ=0.9。

3.3 智能潮汐車道

智能潮汐車道又稱“信號燈與可變車道聯(lián)動控制系統(tǒng)”，通過智能交通系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計，依據(jù)短時交通流預(yù)測系統(tǒng)[8]，分析各個施工影響路口的早晚高峰期交通流量數(shù)據(jù)，對于潮汐交通路口，采用智能潮汐車道的交通解決方案，在傳統(tǒng)“占一還一”交通疏解方式的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)“需一給一”的智能交通配給新方案。 實施智能潮汐車道后，高峰期枋湖北二路車道數(shù)動態(tài)調(diào)整， 西進口增加一個車道，西出口減少一個車道，此時路口交通服務(wù)水平分析計算結(jié)果如表1 所示。

表1 路口交通服務(wù)水平分析

綜上所述，智能交通系統(tǒng)的實施可以有效緩解建設(shè)項目交通擁堵問題。

4 結(jié)語

交通疏解是每一個城市建設(shè)項目都需要面對和解決的問題，傳統(tǒng)的交通疏解方式受到資金、人力、土地等方面的限制，無法有效的解決城市建設(shè)項目造成的交通擁堵。 本文從廈門市軌道3 號線建設(shè)項目實際情況出發(fā)， 提出了智能交通系統(tǒng)解決建設(shè)項目交通疏解的概念。 智能交通系統(tǒng)應(yīng)用于建設(shè)項目交通疏解， 能夠最有效地利用有限的城市資源，高效地解決城市交通擁堵問題。 目前國內(nèi)的智能交通系統(tǒng)發(fā)展仍舊處于起步階段， 不斷更新實現(xiàn)的智能交通定制方案， 都將為以后的建設(shè)項目智能交通疏解積累寶貴的經(jīng)驗， 實現(xiàn)城市建設(shè)項目的低影響化。