盧 藝

（中國人民公安大學(xué)，北京 100038）

引言

隨著社會的發(fā)展，道路交通問題日益嚴(yán)峻，其原因很大一部分來自于機(jī)動車與摩托車帶來的交通擁堵和安全隱患。公共交通具有效率高、污染較小、安全性能高等顯著特點(diǎn)。所以應(yīng)加快建立以城軌和公交為主的城市交通結(jié)構(gòu)并使之成為公共交通的主體部分，引導(dǎo)綠色出行，進(jìn)一步提高解決城市道路交通問題的方法和手段的有效性，實(shí)現(xiàn)交通綜合水平最大化。

1 交通效率分析

城市交通實(shí)現(xiàn)人和物的移動需要消耗時空資源，輸送出行者數(shù)量較多，消耗資源較少的交通方式值得大力發(fā)展。而人均道路時空資源占有量也和速度息息相關(guān)[1]?；谏钲谑胁糠致范握{(diào)查數(shù)據(jù),研究各交通方式的交通效率與速度的關(guān)系，進(jìn)行縱向綜合對比。由于對路網(wǎng)中各交通工具交通效率進(jìn)行全面討論會因外界條件變化而受到很大影響，因此僅選擇獲得的某路段的實(shí)時調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

1.1 電動自行車交通效率

選擇的路段上在非機(jī)動車道和機(jī)動車道中間畫有熱熔線，且在非機(jī)動車道上設(shè)有機(jī)動車停車位，因此原本非機(jī)動車道寬度為4 m，但實(shí)際可供通行的斷面寬度僅為1.5 m，根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)繪制電動自行車交通效率-速度擬合曲線見圖1?？梢钥闯觯妱幼孕熊嚨慕煌ㄐ屎推渌俣鹊年P(guān)聯(lián)不是非常密切，但整體上隨著速度的提高也有上升的趨勢。

圖1 電動自行車交通效率-速度擬合曲線

1.2 機(jī)動車交通效率

由于小汽車、摩托車、公交車均為機(jī)動車道行駛車輛，因此其車道的斷面寬度皆為3.5 m，此處小汽車擬合曲線見圖2?？梢灾庇^地看出小汽車交通效率對速度的擬合效果較好，小汽車的交通流量指數(shù)隨著速度的增大快速增長，且增長幅度較大。

圖2 小汽車交通效率-速度擬合曲線

1.3 交通效率綜合對比

對不同種交通方式交通流量指數(shù)與速度進(jìn)行擬合分析，研究各交通方式的交通效率與速度的關(guān)系，得到擬合分析關(guān)系式見表1，從而可以對不同種交通方式進(jìn)行綜合對比分析。

從圖3比較結(jié)果可以看出，當(dāng)行駛速度在24 km/h以下時，公共汽車的交通效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他交通方式，摩托車的效率最低；當(dāng)運(yùn)行速度小于15 km/h時，相對于小汽車來說，電動自行車的交通效率較高；而速度大于15 km/h時，電動自行車為超速行駛，效率分析意義不大。擬合分析顯示，隨著速度的增加，小汽車的交通效率繼續(xù)提高，當(dāng)速度為45.1 km/h時，其效率達(dá)到最大值545.4人/小時·米。在速度低于22 km/h時，摩托車的交通效率在各交通方式中最低。

表1 各交通方式擬合分析關(guān)系式

圖3 各交通方式交通效率綜合對比

結(jié)合實(shí)際交通狀況分析；在城市交通道路擁擠時，不同交通工具行駛相同速度時，公交車交通效率最高；其次是電動自行車，小汽車交通效率較低。但在道路暢通、小汽車和摩托車的速度較快的情況下，小汽車和摩托車的交通效率明顯高于電動自行車。公交車在大多數(shù)時候交通效率都遠(yuǎn)超其他交通方式，但在其速度增高到一定程度時，交通效率反而下降。這可能是因?yàn)楫?dāng)公交車速度過快時，各個車站的可達(dá)車次增多，則導(dǎo)致每輛車的載客數(shù)必將減少，降低了公交車的交通效率。整體上，從交通效率方面考慮，最值得提倡的交通方式是公交交通。

2 線性優(yōu)化

2.1 目標(biāo)函數(shù)的構(gòu)建

以實(shí)現(xiàn)交通綜合水平Zi最大化為目標(biāo)[2]，建立該區(qū)域優(yōu)化方案的權(quán)系數(shù)模型，目標(biāo)函數(shù)：

式中：xi—第i種交通方式對應(yīng)的客運(yùn)周轉(zhuǎn)量；i—第i種交通工具對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，對應(yīng)層次總排序中各種交通方式得分。

2.2 約束條件

2.2.1 滿足居民出行需求約束

出行需求約束：

式中：D—居民客運(yùn)需求總量，P·km；T—居民出行發(fā)生總量，p；ND—平均出行距離，km；A—區(qū)域用地面積，km2；NA—現(xiàn)狀區(qū)域用地面積，km2。

2.2.2 可達(dá)性約束

可達(dá)性表示為合理出行時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的出行距離，交通結(jié)構(gòu)優(yōu)化建立在滿足可達(dá)性的基礎(chǔ)上，約束表達(dá)式：

式中：vi—第i種交通方式的平均速度，km/h；t—居民的平均出行時間預(yù)算，h；R—區(qū)域等效半徑，km。

2.2.3 道路資源約束

道路等基礎(chǔ)設(shè)施也起到約束作用：

式中：li—交通工具的動態(tài)占地面積，m2/p；LR—人均占地面積，m2/p。

2.2.4 能源消耗約束

城市交通可持續(xù)發(fā)展與能耗息息相關(guān)[3]，其約束表示式：

式中：ei—第i種交通方式的能源消耗因子，MJ/p/km；ENC—城市客運(yùn)交通分擔(dān)的能源消耗上限，MJ。由于我國能源結(jié)構(gòu)的約束，能源消耗的利用率較低，能源消耗的利用率取國外的60%[4]，則年人均能源消耗的上限為1.8×10 MJ。

2.2.5 城市交通環(huán)境容量約束

對于城市交通，環(huán)境容量約束是以城市交通環(huán)境承載力作為約束條件，對交通污染物排放速度進(jìn)行限制：

式中：Pij—排放因子，g/p/km；ECj—第j種污染物的環(huán)境容量，g；α—交通排放量分擔(dān)率，%；q—濃度，mg/m2/s；S—區(qū)域面積，m2；T—周期。

2.3 優(yōu)化結(jié)果

從表2優(yōu)化結(jié)果可以看出，深圳城市交通中軌道交通占比57.1%，公交車占比11.48%，公共交通工具占據(jù)比重極大，自行車占比也達(dá)到9.35%。這與深圳市的交通發(fā)展規(guī)劃基本是一致的，深圳“禁摩限電”專項整治行動降低了交通事故發(fā)生率，維護(hù)道路交通營運(yùn)服務(wù)秩序，對公交化出行起到倡導(dǎo)作用，使得深圳市機(jī)動化出行中公交化出行占據(jù)較大的部分。

表2 深圳規(guī)劃交通方式構(gòu)成

為維護(hù)城市形象，保障市民出行便捷和安全，各地應(yīng)繼續(xù)加大城市軌道公共交通的建設(shè)，持續(xù)從源頭上解決問題，盡可能提高綠色交通運(yùn)行效率[5-7]：（1）完善道路基礎(chǔ)設(shè)施，優(yōu)化道路和公路設(shè)計，合理規(guī)劃城市慢行系統(tǒng)，從根源上解決問題，實(shí)現(xiàn)道路基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)和交通出行之間良好地協(xié)調(diào)和匹配。（2）解決安全和效益的矛盾，在帶來較高效率的同時，綠色出行方式也可能帶來一些交通安全方面的影響，需進(jìn)一步優(yōu)化交通組織，均衡路權(quán)，相關(guān)部門協(xié)調(diào)共治，兼顧安全和效益。（3）推進(jìn)綠色出行智能化水平，合理選擇出行方式，提高道路基礎(chǔ)設(shè)施的利用率，為停車和換乘提供條件，減少交通擁堵，提高環(huán)境品質(zhì)。

3 結(jié)語

運(yùn)用多項式擬合、最小二乘擬合等方法，得出了各交通方式的交通效率與其速度大小的關(guān)系式，從交通效率方面進(jìn)行對比分析，肯定了公共交通在城市交通發(fā)展中的重要作用?；诰G色出行理念、以實(shí)現(xiàn)交通綜合水平最大化為目標(biāo)建立優(yōu)化方案的權(quán)系數(shù)模型，根據(jù)優(yōu)化結(jié)果可知，綠色出行在城市交通中占有很大的比重，意義重大，應(yīng)統(tǒng)籌發(fā)展綠色出行方式，優(yōu)化交通結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)道路交通可持續(xù)發(fā)展。