肖文妮

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

中國改革開放以來，國民經(jīng)濟快速發(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，不斷擴大的城市規(guī)模及人口使城市化進程顯著加快。數(shù)據(jù)顯示，如今已有42個城市超過百萬人口，比1978年多了29個。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去增多，出入口匝道容易堵塞，導(dǎo)致高架橋無法達到人們理想的設(shè)計效果，帶來了一系列問題，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

（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)的空間和時間距離，來指導(dǎo)我們的開發(fā)項目到衛(wèi)星城市布局；（3）由于高架橋中間沒有設(shè)出口這個優(yōu)點，所以開發(fā)項目在此基礎(chǔ)上就不會沿途布局，這樣可以很好地保留原始空間；（4）與高速鐵路、地鐵、高架橋適用運輸相比，使用更廣泛，社會收益較高，投資更低[1]。

2 高架橋使用中存在的擁堵問題

2.1 高架橋橋面的擁堵及其成因

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市化進程逐年加快，城市機動車數(shù)量也隨之急劇上升。城市汽車保有量的增加速度遠遠超過城市道路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的速度，并且每逢高峰時間，車流從四面八方涌入市中心，導(dǎo)致城市交通無法負荷車流量。此外，許多城市道路設(shè)計不妥、道路容量不足，導(dǎo)致交通堵塞嚴重。相對這些擁堵問題而言，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)，車輛在橋面上無法正常運行，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，橋面上能見度很低，車輛在道路上無法正常行駛，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、臺風(fēng)等自然災(zāi)害的發(fā)生，也會導(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間內(nèi)不能通過，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題：

（1）車輛行駛出入匝道口時間距較近，短距離內(nèi)這類車輛的交通高峰期需要多個交錯，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，在上下班時段，各轉(zhuǎn)向交通量都很大，之前通過路口的車輛交織轉(zhuǎn)向，交織長度無法實現(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)交通擁堵問題，架起多條高架橋。為了能夠深入了解高架橋的擁堵問題，重點調(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)查時間避開法定節(jié)假日），結(jié)果見表1～4。

表1 金寨路與蕪湖路交叉口車流量調(diào)查統(tǒng)計表

表2 蕪湖路路面交通流量調(diào)查統(tǒng)計表

表3 金寨路與芙蓉路交叉口處匝道口車流量調(diào)查統(tǒng)計表

表4 芙蓉路路面交通流量調(diào)查統(tǒng)計表

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間段很多住在郊區(qū)的私營者或上班族趕往市區(qū)開始一天的工作或營業(yè)，而往郊區(qū)去的市民上班相對來說可能要少一點。而到晚高峰的時候，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說有一定的關(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于市區(qū)匝道出入口來說少了很多，出入口處也沒有市區(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都不是很大（表3），道路相對來說暢通，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于市區(qū)匝道出入口來說，擁堵現(xiàn)象不是很嚴重。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，同時三孝口是合肥的擁堵點。

2.5 基于VISSIM軟件的金寨路交通流仿真及評估

2.5.1 VISSIM軟件建模仿真

交通流局域排序模型用于保障機動車有序行駛，跟馳模型用于管制員通過調(diào)配機動車速度進行沖突解脫，機動模型用于管制員通過雷達引導(dǎo)機動車進行沖突解脫[6]。根據(jù)終端區(qū)交通流特征，定義管制員和機動車2類智能體，管制員基于交通態(tài)勢生成離散的調(diào)配策略，并向機動車發(fā)送決策信息；機動車接收并執(zhí)行調(diào)配指令，具有連續(xù)的運動學(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)系散點圖

運用Vissim仿真模型并輸出數(shù)據(jù)，得到3個測量區(qū)段處的交通流的平均速度u，流量Q和車流密度ρ這3個宏觀量。圖2所示的是3個測量區(qū)段上得到的速度-密度分布散點圖，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到最大值，即交通流量為最大時為止，這時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(這時稱之為擁堵密度)，造成道路阻塞，車輛無法行駛，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，卻對應(yīng)較寬的速度區(qū)間，這與這3個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，控制參考間隔在1 km時的步驟。當(dāng)間隔控制大于8 km，減小間隔控制，臨界密度，臨界速度增加時的間隔的控制不到8 km，減小間隔來控制密度，臨界速度降低。因此，控制和無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)這個區(qū)間為8 km較為合理。

2.6 交通流仿真指標評估

通過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，我們也可以通過交通管制的手段去改善交通的通行能力。通過優(yōu)化交通道路結(jié)構(gòu)、提高交通運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]。未來交通管理的一個發(fā)展趨勢是交通智能化管理，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，可以說智能交通是一個十分有效的解決方案[9]。具體說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)，實現(xiàn)人人主動參與的新型管理模式。比如，在國內(nèi)有一些相對發(fā)達的城市已經(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)安裝到每輛機動車上，將城市及時實時在線的道路信息來源，經(jīng)智能化管理中心計算后，通過廣播頻道發(fā)出，讓所有裝有該系統(tǒng)的運行車輛無償?shù)亟邮盏缆穼崟r信息和智能化指揮，從而達到合理均衡分配整個城市車輛的流量，合理地配置城市道路資源。實踐證明，修路不是解決交通問題的唯一辦法，關(guān)鍵是在于提高道路的利用效率。

3 城市高架橋擁堵問題的解決方案設(shè)計

3.1 高架上下行匝道優(yōu)化設(shè)計

高架橋的出入口不要設(shè)計在車流量密集且長時間出現(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也要考慮到空間有限。在出入口的選址上要避免對城市沿線商業(yè)的影響，減少對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)下行匝道銜接過短時一旦交通量增大就會出現(xiàn)車輛在匝道排隊堵塞，下匝道與城市道路的路口距離應(yīng)當(dāng)越遠越好，但考慮到實際的空間，這個距離最佳狀態(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。加強上下匝道的的管理機制，嚴厲禁止非機動車上下行高架橋，由于城市地面道路的右轉(zhuǎn)會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)，對于需要右轉(zhuǎn)的車輛，在道路右側(cè)設(shè)置一個專門為右轉(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

高架橋的周邊路網(wǎng)首先從路口的指示燈配時優(yōu)化開始，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，這樣會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)面對路段不通暢時，應(yīng)該明白是由于道路的通行量達到飽和狀態(tài)，此時應(yīng)加強道路管理，在可能的情況下要合理開挖、擴寬道路，車輛秩序在非高峰期要保持暢通。

3.3 對金寨路高架橋進行交通需求管理

通過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基礎(chǔ)信息，找出影響金寨路交通的各項因素，全面認識城市交通問題演變的內(nèi)在規(guī)律，了解金寨路附近的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的動態(tài)，預(yù)測和把握未來可能出現(xiàn)的城市交通問題。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、檢測和事故現(xiàn)場勘察處理、緊急救援等一整套的技術(shù)保障和社會保障體系，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)對金寨路高架橋趨于交通信號聯(lián)動控制。(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，爭取達到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)各部門對可能發(fā)生的交通事故、交通擁堵進行分析、預(yù)測，認真排查事故黑點；加大整改力度，并有針對性地制定應(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。各個部門在統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，各司其職，各盡其責(zé)，協(xié)調(diào)聯(lián)動，密切配合，最大限度地減少事故的發(fā)生，減少事故擁堵時間，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)，對事態(tài)進行控制。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通知正在趕往金寨路高架的車輛，繞道行駛，減少交通負荷。