安 萌, 祝 燁, 楊 強(qiáng), 張 雯

(1.東南大學(xué) 交通學(xué)院， 南京 210096； 2.現(xiàn)代城市交通技術(shù)江蘇高校協(xié)同創(chuàng)新中心， 南京 210096；3.重慶市市政設(shè)計(jì)研究院， 重慶 400020)

0 引言

重慶市作為自由式路網(wǎng)格局發(fā)展的城市典范，一直受到專家和學(xué)者的關(guān)注. 隨著重慶市城市和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已全面展開，城市路網(wǎng)格局不斷完善，組團(tuán)式的城市空間結(jié)構(gòu)和內(nèi)涵也不斷更新. 但是，城市快速發(fā)展而引發(fā)的機(jī)動(dòng)車爆發(fā)式增長也為城市交通發(fā)展帶來了巨大的挑戰(zhàn)和壓力，機(jī)動(dòng)化出行的增加加劇了城市道路的擁堵，而重慶市自由式路網(wǎng)結(jié)構(gòu)存在的部分缺陷也加劇了擁堵的產(chǎn)生[1]，如地形地勢的原因?qū)е轮苓吢肪W(wǎng)極其不完善，小片區(qū)內(nèi)路網(wǎng)密度嚴(yán)重偏低，路網(wǎng)連通度嚴(yán)重不足，難以形成像平原城市一樣的網(wǎng)格狀路網(wǎng)，路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的缺失導(dǎo)致部分路段易形成長達(dá)幾公里的長直道路，路段難以與周邊次支道路連通，難以形成交通網(wǎng)絡(luò)微循環(huán)，導(dǎo)致交通流無法均衡分布在道路網(wǎng)絡(luò)上，易形成重慶路網(wǎng)結(jié)構(gòu)影響下特有的節(jié)點(diǎn)型擁堵.

圖1 重慶市城市用地及路網(wǎng)發(fā)展脈絡(luò)

翟長旭[2]等學(xué)者通過對重慶市組團(tuán)城市功能和形態(tài)的演變進(jìn)行分析，重點(diǎn)從城市規(guī)劃階段圍繞城市土地利用與交通的協(xié)調(diào)發(fā)展、城市復(fù)合走廊通道的規(guī)劃控制、公共交通優(yōu)先發(fā)展的落實(shí)以及軌道交通站點(diǎn)TOD理念的實(shí)施等方面為重慶市制定了一系列緩堵策略；胡智勇[3]等學(xué)者重點(diǎn)從引導(dǎo)重慶市交通出行模式方面提出三大緩堵對策，一是明確重慶市公共交通為主的發(fā)展模式，二是通過公交路權(quán)優(yōu)先、公交基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、公交線網(wǎng)優(yōu)化等方面切實(shí)落實(shí)公交優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略，三是加強(qiáng)機(jī)動(dòng)車管理引導(dǎo)合理使用；朱軍功等[4]通過對重慶市交通擁堵的表象原因和深層次原因進(jìn)行逐一剖析，并從近期的交通工程改造、交通組織措施和遠(yuǎn)期的政策調(diào)控、規(guī)劃引導(dǎo)措施提出重慶市緩堵的重點(diǎn)策略. 本文以重慶市主城區(qū)為例，結(jié)合主城區(qū)道路系統(tǒng)特征和運(yùn)行規(guī)律，重點(diǎn)針對重慶市自身路網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而引發(fā)的節(jié)點(diǎn)型擁堵進(jìn)行緩解策略研究，整體思路基于路段流量均衡的策略，通過對連通度不足的路段進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，借助行人過街和調(diào)頭車道設(shè)置等為手段合理科學(xué)地控制長路段上交通流量的時(shí)空分布，系統(tǒng)上調(diào)配路段流量的到達(dá)率，實(shí)現(xiàn)緩解重要交通節(jié)點(diǎn)擁堵的目的.

1 重慶市道路結(jié)構(gòu)特征分析

1.1 山水阻隔、地形高差大，路網(wǎng)整體呈自由式分布

重慶市主城區(qū)四面環(huán)山、江水回繞，長江、嘉陵江穿城而過，依山傍水的自然環(huán)境使主城區(qū)以“江城”“山城”著稱，是世界上最大的內(nèi)陸山水城市. 獨(dú)特的地形地貌也導(dǎo)致典型的組團(tuán)城市空間形態(tài)和高度自由式的路網(wǎng)結(jié)構(gòu).

重慶主城區(qū)于近代逐步形成“大分散、小集中、散點(diǎn)分布”的城市形態(tài). 1980年以后，城市空間發(fā)展逐步由“越過兩江”向“跨過兩山”轉(zhuǎn)變，城市繼續(xù)保持了“多中心，組團(tuán)式”的空間形態(tài)格局[5].

為適應(yīng)不斷變化的城市規(guī)模和空間形態(tài)，主城區(qū)道路網(wǎng)由最初的渝中半島向西延伸，再到跨越兩江限制向南北拓展，通過內(nèi)環(huán)高速帶動(dòng)橫向聯(lián)系，直到今天的穿越兩山、南北突破內(nèi)環(huán)、構(gòu)建東西向通道，逐漸形成獨(dú)特的自由式的道路網(wǎng)絡(luò).

1.2 片區(qū)路網(wǎng)密度較低，交通通達(dá)性和服務(wù)性差

由于城市地形的限制，重慶難以形成高密度的城市交通網(wǎng)絡(luò)，主城區(qū)路網(wǎng)密度低，路網(wǎng)結(jié)構(gòu)不完善，替代道路系統(tǒng)不發(fā)達(dá). 根據(jù)2012年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)[6]，主城區(qū)現(xiàn)狀6.2 m2的人均道路面積和6.0 km/km2的道路網(wǎng)密度指標(biāo)與直轄市/省會城市相比均處于中下游水平. 路網(wǎng)系統(tǒng)的不發(fā)達(dá)，導(dǎo)致對兩側(cè)地塊的服務(wù)能力降低，引發(fā)大量繞行交通的產(chǎn)生，路網(wǎng)交通壓力分布不均衡，交通通達(dá)性較差.

圖2 人均道路面積指標(biāo)對比示意圖

1.3 路網(wǎng)連通度低，易引發(fā)節(jié)點(diǎn)型擁堵

重慶市自由式道路常是由于地形起伏變化較大，導(dǎo)致路網(wǎng)沒有一定的格式，變化很多，非直線系數(shù)較大. 山地城市道路選線時(shí)為了降低縱坡，通常結(jié)合地形，沿山麓或河岸布置，或者延長道路長度以克服自然高差，道路彎曲無一定的幾何圖形，導(dǎo)致路網(wǎng)系統(tǒng)中橫向聯(lián)系道路少，斷頭路多，路網(wǎng)連通度較低，可替代通道少[7]. 交通流都集中在主要通道，通行能力不足的地方極易造成節(jié)點(diǎn)型擁堵.

圖3 自由式路網(wǎng)連通度低

2 節(jié)點(diǎn)擁堵的成因及特征

2.1 節(jié)點(diǎn)擁堵成因分析

2.1.1 路網(wǎng)結(jié)構(gòu)不完善導(dǎo)致交通匯流點(diǎn)過于集中

呈前述分析，重慶市道路網(wǎng)絡(luò)連通度相對平原城市較低，城市地形地貌因素也嚴(yán)重影響次支道路的接入，導(dǎo)致的結(jié)果就是重要骨架通道在地形較差區(qū)域無法形成正常的平面交叉口，而在地形允許的區(qū)位容易接入多條次支通道，導(dǎo)致交通匯流點(diǎn)過于集中在某一區(qū)域，容易引發(fā)交通擁堵；其次由于兩江兩山的分割，重慶市跨江橋梁、穿山隧道較多，導(dǎo)致跨江穿山交通都會集中在橋頭立交進(jìn)行轉(zhuǎn)換，也會引發(fā)節(jié)點(diǎn)型交通擁堵.

2.1.2 節(jié)點(diǎn)的疏散能力不匹配導(dǎo)致交通積壓

交通節(jié)點(diǎn)的重要功能是實(shí)現(xiàn)城市交通在方向上的轉(zhuǎn)換，其自身的疏散能力決定了城市交通的運(yùn)行狀況. 交通節(jié)點(diǎn)的疏散能力不足是引發(fā)節(jié)點(diǎn)擁堵的重要因素，因此交叉口渠化、信號燈優(yōu)先等手段就是通過提升節(jié)點(diǎn)疏散能力來緩解交通擁堵的措施. 此類節(jié)點(diǎn)擁堵存在于各個(gè)城市的交叉口或重要轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)，而治理思路多從增加轉(zhuǎn)換通道、提升節(jié)點(diǎn)能力等供給方面著手.

2.1.3 路段交通達(dá)到率過大導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換失靈

交通節(jié)點(diǎn)疏散能力不可能是無限大和無限度提升的，從交通需求方面思考，只有當(dāng)交通節(jié)點(diǎn)的到達(dá)交通率與疏散能力匹配時(shí)，交通運(yùn)行才能實(shí)現(xiàn)平衡. 如果路段交通到達(dá)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于節(jié)點(diǎn)的疏散能力，就會出現(xiàn)路段暢通，節(jié)點(diǎn)交通“堆積”的現(xiàn)象，從交通運(yùn)行上表現(xiàn)就是交通節(jié)點(diǎn)擁堵. 此類節(jié)點(diǎn)擁堵主要存在于路網(wǎng)連通度不高的干道上，由于橫向道路連接的缺失，導(dǎo)致此類型的干道長達(dá)幾公里甚至十公里以上沒有任何連接道路，車輛在路段上的運(yùn)行效率過高，一旦遇到交通節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的疏散能力遠(yuǎn)不及交通的達(dá)到率，造成節(jié)點(diǎn)處交通擁堵，甚至倒灌回路段，形成大范圍的區(qū)域擁堵.

結(jié)合前述對重慶市路網(wǎng)特征的分析不難看出，這種特征的干路在重慶市路網(wǎng)系統(tǒng)中極為常見，因此本文重點(diǎn)研究的節(jié)點(diǎn)擁堵就是指此類節(jié)點(diǎn)型擁堵.

2.2 重慶市擁堵節(jié)點(diǎn)的特征分析

2.2.1 節(jié)點(diǎn)處形成常態(tài)化的擁堵

由于路段交通達(dá)到率過大導(dǎo)致交通節(jié)點(diǎn)處交通流量“積壓”，這種現(xiàn)象不止發(fā)生在早晚高峰，甚至在平峰時(shí)段，只要路段交通流量的“過度”達(dá)到，都能引發(fā)節(jié)點(diǎn)處的擁堵，只是擁堵的時(shí)長或狀態(tài)沒有早晚高峰嚴(yán)重，因此節(jié)點(diǎn)處的擁堵幾乎常態(tài)化. 如重慶市渝中區(qū)兩路口環(huán)道節(jié)點(diǎn)，由于該節(jié)點(diǎn)位于渝中區(qū)地形高程較高處，與兩側(cè)濱江系統(tǒng)連接不暢，連接道路連通度差. 通過重慶市主城區(qū)道路交通運(yùn)行檢測平臺統(tǒng)計(jì)，2016年9月份兩路口節(jié)點(diǎn)07:00—20:00的擁堵平均指數(shù)在6以上，只有在夜間時(shí)不存在交通擁堵現(xiàn)象，如圖4所示.

圖4 兩路口節(jié)點(diǎn)擁堵指數(shù)及長江一路運(yùn)行車速全天月均變化圖

2.2.2 擁堵節(jié)點(diǎn)相連的路段運(yùn)行車速高

由于路段缺少橫向連接道路，同時(shí)缺乏路段流量均衡控制，路段的交通運(yùn)行速度普遍偏高. 如兩路口環(huán)道連接的長江一路，在達(dá)到兩路口節(jié)點(diǎn)之前長達(dá)2 km沒有道路銜接，也沒有紅綠燈控制. 通過平臺統(tǒng)計(jì)，此路段2016年9月份運(yùn)行車速全天幾乎都能達(dá)到40 km/h以上，如圖4所示.

3 重慶市實(shí)施路段流量均衡控制的意義及措施

3.1 重慶市實(shí)施路段流量均衡控制的意義

通過前述分析，可以看出導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)擁堵的因素不僅是交通節(jié)點(diǎn)自身的問題，也存在大量的交通運(yùn)行管理方面的因素. 由于路段缺乏統(tǒng)籌管理，導(dǎo)致路段交通速度過快，交通暢通無阻，而交通流最終都匯集于交通節(jié)點(diǎn)，造成交通節(jié)點(diǎn)交通“積壓”，從而引發(fā)交通節(jié)點(diǎn)疏散不暢產(chǎn)生擁堵.

重慶市由于自身的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征和特有的地形地貌等多方面原因，在重慶市實(shí)施路段流量均衡控制可以實(shí)現(xiàn)以下3方面的功能和作用.

3.1.1 調(diào)控交通流的時(shí)空分布，協(xié)調(diào)內(nèi)外交通轉(zhuǎn)換

重慶市現(xiàn)階段在內(nèi)環(huán)內(nèi)尚未形成標(biāo)準(zhǔn)的快速路系統(tǒng)，外部放射性通道的交通流可以快速進(jìn)入內(nèi)部，嚴(yán)重沖擊核心區(qū)的交通運(yùn)行. 因此可以通過路段控制手段，利用紅綠燈設(shè)置控制路段上交通流在時(shí)間上和空間上的分布，形成規(guī)律的均勻的路段交通流，協(xié)調(diào)內(nèi)外交通之間的轉(zhuǎn)換，避免外部交通的沖擊.

3.1.2 控制交通到達(dá)率，均衡內(nèi)部交通，避免集中擁堵

在重慶市核心區(qū)的內(nèi)部交通中，由于部分路段交通運(yùn)行快慢的不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致交通容易在重要節(jié)點(diǎn)形成瓶頸. 因此通過路段控制，可以有效的調(diào)整路段交通的到達(dá)率，協(xié)調(diào)交通節(jié)點(diǎn)的交通到達(dá)量和疏散能力，平衡交通節(jié)點(diǎn)的供需關(guān)系，最終目標(biāo)都是避免交通流集中“匯聚”在交通節(jié)點(diǎn)，避免出現(xiàn)集中擁堵.

3.1.3 可以有效組織車輛調(diào)頭和行人過街，彌補(bǔ)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不足

由于重慶市自身的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征，路網(wǎng)的連通度受到地形高差的影響指標(biāo)較低. 由于路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不完善，車輛運(yùn)行難以實(shí)現(xiàn)與周邊路段的順暢轉(zhuǎn)換，因此存在大量的調(diào)頭交通. 例如從黃泥磅到紅旗河溝方向，想要進(jìn)入洋河一路片區(qū)的車輛都必須在紅旗河溝下面進(jìn)行調(diào)頭. 因此可以結(jié)合路段控制策略，在路段中設(shè)置專用調(diào)頭信號和車道，有效組織車輛調(diào)頭，既能實(shí)現(xiàn)路段車速的控制又能通過調(diào)頭實(shí)現(xiàn)與周邊路網(wǎng)的銜接. 同樣道路，在行人需求較大的路段，也可以設(shè)置專門的行人過街信號和人行橫道，有效組織行人過街.

3.2 路段流量均衡控制實(shí)施的主要措施

3.2.1 交織段設(shè)置紅綠燈

表象：交織段是交通流匯集和轉(zhuǎn)換的重要路段，一般會出現(xiàn)兩股不同方向車流軌跡線呈Y形的交匯點(diǎn)，不同方向的車流在此合流分流，主要出現(xiàn)在高架橋下道口進(jìn)入交叉口、環(huán)形交叉口、進(jìn)出隧道口等典型交織段. 當(dāng)交通量增大，交織路段車輛的穿越間隙會減小，車輛的合流分流變得異常困難，因此會引發(fā)多向交織車流的停滯，形成交通節(jié)點(diǎn)擁堵.

措施：建議通過在交織段設(shè)置紅綠燈，控制不同方向交通流進(jìn)入交織區(qū)域的時(shí)間和空間權(quán)限，梳理不同方向的交通流線，減小交織車流間的沖突. 通過紅綠燈的控制，避免交織段交通擁堵.

圖5 交織段采取措施前后對比示意圖

3.2.2 長路段設(shè)置紅綠燈

表象：重慶由于地形地貌的原因，部分主次支路無法與周邊路網(wǎng)進(jìn)行銜接和轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致此部分道路易形成無干擾的長路段. 由于長路段的交通流沒有干擾，車流速度過快，交通流在路段上“暢行無阻”，最終只能匯集在交通節(jié)點(diǎn)處，容易形成交通“積壓”，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)擁堵. 從交通擁堵的表象上看，路段不堵，節(jié)點(diǎn)處擁堵不堪. 最典型的如：長江一路到兩路口環(huán)道、濱江路部分交叉口等.

措施：首先建議在長路段嚴(yán)格實(shí)施車速控制，建議采用區(qū)間限速，控制長路段交通流達(dá)到交通節(jié)點(diǎn)的速度和時(shí)間；其次建議在長路段結(jié)合行人過街設(shè)施和調(diào)頭車道的設(shè)置，布局設(shè)置紅綠燈. 通過路段紅綠燈的控制，降低區(qū)間車速，控制長路段交通流的到達(dá)率，避免交通節(jié)點(diǎn)擁堵.

圖6 長直路段設(shè)置紅綠燈效果示意圖

4 對重慶市節(jié)點(diǎn)擁堵治理的實(shí)施建議

4.1 長直路段增設(shè)紅綠燈實(shí)施建議

4.1.1 長江一路增設(shè)紅綠燈

高峰時(shí)期大坪方向經(jīng)長江一路往兩路口方向流量較大，達(dá)2 280 pcu/h；長江一路(大坪至兩路口方向)全線3.5 km，僅設(shè)置3處信號燈控制，西段車速較快，全線車速可維持在40 km/h，長江一路車輛運(yùn)行暢通，而兩路口環(huán)道為單向4車道，匯集了6個(gè)方向車流，交通流積壓在兩路口環(huán)道和鄰近環(huán)島出，導(dǎo)致兩路口環(huán)道疏散不暢，車流量大時(shí)會倒灌到各個(gè)路段，形成大面積的區(qū)域擁堵.

圖7 兩路口- 長江一路擁堵狀況及改善措施示意圖

措施：建議長江一路新增2組信號燈，與既有的3組信號燈形成線控，協(xié)調(diào)均衡控制長江一路到達(dá)兩路口方向車輛；增設(shè)后長江一路信控間距為850 m，有效分散交通流量，緩解兩路口環(huán)道交通壓力[8].

4.1.2 經(jīng)緯大道增設(shè)紅綠燈

經(jīng)緯大道從高廟村至虎頭巖上立交距離約為3.5 km，沿線未設(shè)置紅綠燈，平均車速可達(dá)57 km/h，大量交通快速抵達(dá)虎頭巖立交. 虎頭巖立交通過設(shè)置紅綠燈控制進(jìn)入嘉華大橋方向交通流，大量車流在此匯聚，形成擁堵點(diǎn).

措施：建議經(jīng)緯大道(高廟村至虎頭巖上立交段)新增2組信號燈，分別位于富洲路和長新路交叉口，協(xié)調(diào)均衡控制經(jīng)緯大道到達(dá)虎頭巖立交方向車輛；增設(shè)后長江一路信控間距為1 km，有效控制路段到達(dá)交通流量，緩解虎頭巖交通壓力.

4.2 專設(shè)行人過街紅綠燈實(shí)施建議

4.2.1 嘉濱路增設(shè)紅綠燈組織行人過街

嘉濱路從漢渝路至華村立交距離為4.6 km，僅設(shè)置兩處紅綠燈，平均車速可達(dá)58 km/h，大量交通快速過境抵達(dá)雍江藝庭與重慶天地小區(qū)出入口，與其居民出行交通產(chǎn)生交織，導(dǎo)致早高峰擁堵.

措施：建議嘉濱路新增4組信號燈，與既有2組信號燈形成線控，協(xié)調(diào)均衡控制嘉濱路位于雍江藝庭與重慶天地間分合流的交通量；增設(shè)后嘉濱路信控間距為770 m，有效分散交通流量，緩解嘉濱路與江灣路、嘉濱路與臨湖路節(jié)點(diǎn)交通壓力；新增人行過街設(shè)施，加強(qiáng)生態(tài)游憩功能，提升觀賞價(jià)值.

4.2.2 南濱路增設(shè)紅綠燈組織行人過街

處于東水門大橋與朝天門大橋間的南濱路共計(jì)3.6 km，路段設(shè)置4處紅綠燈，其中3個(gè)紅綠燈間距較大，平均車速可達(dá)42 km/h，車速過快，交通量易在節(jié)點(diǎn)處積壓，形成擁堵.

措施：建議南濱路新增2組信號燈. 新增一組掉頭信號燈，協(xié)調(diào)均衡控制車速，分散交通流量；新增一組信號燈，組織人行過街，增加濱江路趣味性與親水性.

圖8 虎頭巖- 經(jīng)緯大道擁堵狀況及改善措施示意圖

圖9 嘉濱路擁堵狀況及改善措施示意圖

圖10 南濱路新增紅綠燈方案示意圖