季慶童 張衛(wèi)華 汪 春 王 凱 宋軍軍

（1.合肥工業(yè)大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院，安徽合肥 230009；2.合肥市重點(diǎn)工程建設(shè)管理局，安徽合肥 230001）

隨著城市化的發(fā)展以及路網(wǎng)規(guī)模不斷向外擴(kuò)張，中長距離出行的交通需求逐步提高，機(jī)動車保有量和交通需求快速增長，交通擁堵現(xiàn)象日益嚴(yán)重。

快速路作為城市道路的重要組成部分，是承擔(dān)城市中長距離出行需求的主要載體?？焖俾芬?guī)劃設(shè)計和管理不合理，容易造成路網(wǎng)常發(fā)性擁堵，導(dǎo)致快速路效能降低，難以承載和疏散交通流。系統(tǒng)性分析宏觀規(guī)劃、微觀設(shè)計、系統(tǒng)控制管理中存在的問題，并提出解決對策，可以有效避免和緩解快速路交通擁堵。

1 快速路宏觀規(guī)劃存在問題及對策

1.1 網(wǎng)絡(luò)形態(tài)存在問題

（1）快速路線位走向與城市機(jī)動車主要OD需求不一致。

隨著城市規(guī)劃用地發(fā)展，部分城市快速路線位走向不適應(yīng)機(jī)動車的主要OD需求，導(dǎo)致交通壓力未被合理分配，快速路網(wǎng)整體效率不高，道路資源與交通需求不匹配?？焖俾防脧?qiáng)度不高會導(dǎo)致城市普通道路交通負(fù)荷重，加劇城市道路擁堵。

（2）快速路網(wǎng)與城市組團(tuán)結(jié)構(gòu)形態(tài)不匹配。

受地理因素的影響，城市組團(tuán)結(jié)構(gòu)與形態(tài)各具特色，快速路作為聯(lián)系組團(tuán)的重要通道，在布局時會受到城市形態(tài)的影響?？焖俾仿肪W(wǎng)形式不適應(yīng)城市形態(tài)，使快速路系統(tǒng)交通效率無法得到充分發(fā)揮。

1.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指標(biāo)存在問題

（1）快速路網(wǎng)絡(luò)密度規(guī)劃不合理。

①快速路網(wǎng)密度與交通需求不匹配。

部分城市快速路建設(shè)年份較長，不適應(yīng)交通需求的變化發(fā)展和機(jī)動車OD增長趨勢，整體通行效率不高。

②城市中心區(qū)快速路網(wǎng)密度規(guī)劃不合理。

在城市中心區(qū)既有復(fù)雜道路上進(jìn)行快速化改造，會造成內(nèi)環(huán)道路過短、銜接節(jié)點(diǎn)距離過近、路網(wǎng)密度過高。部分城市受城市中心區(qū)既有建筑和復(fù)雜路網(wǎng)的限制，未對內(nèi)環(huán)道路進(jìn)行快速化改造，城市中心區(qū)與快速路網(wǎng)聯(lián)系不緊密，無法有效緩解交通壓力。

（2）路網(wǎng)整體連通度不佳且非直線系數(shù)過低。

部分城市對快速路缺乏系統(tǒng)性規(guī)劃，僅建設(shè)最基礎(chǔ)的快速路環(huán)線，缺少環(huán)線與環(huán)線、放射線與環(huán)線之間的聯(lián)絡(luò)線，快速路整體連通度較差。部分快速路建設(shè)時過于遷就既有地形和建筑，導(dǎo)致線形不佳，影響快速路通行能力，加劇車輛出行延誤。

1.3 快速路宏觀規(guī)劃對策

（1）改造快速路及其周邊道路系統(tǒng)，提升道路服務(wù)水平，改善城市交通路網(wǎng)級配，結(jié)合未來用地需求變化合理選擇快速路線位。在城市老區(qū)更新規(guī)劃及新區(qū)拓展規(guī)劃中，合理考慮快速路線位置。

（2）在交通流量、流向分析及預(yù)測的基礎(chǔ)上，結(jié)合整體交通組織方案，構(gòu)建通行能力與交通需求相匹配的快速路網(wǎng)，根據(jù)交通需求分片區(qū)差異化確定快速路網(wǎng)密度，實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)效率最大化。

（3）優(yōu)化路網(wǎng)銜接，對各類銜接交通設(shè)施進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，有效調(diào)控城市內(nèi)部的交通壓力，使快速路網(wǎng)與普通道路網(wǎng)整體通行能力有效匹配，打造一個多種級配有效銜接的城市道路網(wǎng)體系。

2 快速路微觀設(shè)計存在問題及對策

2.1 交叉節(jié)點(diǎn)布局存在問題

（1）交叉節(jié)點(diǎn)形式選擇不合理。

交叉節(jié)點(diǎn)形式分為互通式立交和分離式立交。部分城市在快速路交叉節(jié)點(diǎn)設(shè)計時，未采用互通立交導(dǎo)致快速路之間的交通流無法有效疏散，易引發(fā)擁堵；互通交叉的形式設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)過低不適應(yīng)增長的交通需求，與路段下游通行能力不匹配，無法起到互聯(lián)互通的作用，容易造成交通流堵塞。

（2）立交節(jié)點(diǎn)間距設(shè)置過短。

一些城市快速路相鄰互通立交間距過短，影響快速路整體性能發(fā)揮。交織區(qū)過短使車輛無法順利完成交織換道，產(chǎn)生極大延誤，導(dǎo)致快速路上的交通流無法有效疏散至主干道，主干道上車輛無法順利進(jìn)入快速路，甚至導(dǎo)致兩個互通立交交通流大面積擁堵。

2.2 匝道布局存在問題

（1）匝道組合設(shè)計形式不合理。

匝道常用組合形式如圖1所示。

圖1 匝道常用組合形式

每種組合形式均有其適用的道路環(huán)境，主線交通壓力較大時應(yīng)采用先出后入，優(yōu)先疏散快速路交通流。城市出入口匝道銜接處擁堵的重要原因?yàn)槲床扇『线m的組合形式，交通壓力分配不均。

（2）匝道銜接不匹配。

①臨近的多匝道間銜接不合理。

主要表現(xiàn)為匝道間距設(shè)置太近，匝道間距設(shè)置過近導(dǎo)致和銜接道路的交通組織困難，影響快速路主線交通。

②匝道與分流道路銜接不合理。

下匝道布設(shè)時和普通道路交叉口距離過近，車輛排隊(duì)空間不足，無法及時完成交織，引起交通流紊亂。

2.3 快速路微觀設(shè)計對策

（1）合理設(shè)計快速路立交節(jié)點(diǎn)形式。

立交形式選擇需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)、周圍環(huán)境、道路路網(wǎng)現(xiàn)狀等因素，與道路功能定位相符合。在保證立交節(jié)點(diǎn)相關(guān)功能的前提下，盡可能選取簡便的立交形式，快速路與快速路交叉節(jié)點(diǎn)盡量采取互通立交。

（2）統(tǒng)籌考慮快速路匝道設(shè)計以及銜接位置。

①匝道設(shè)計時需要考慮加減速車道長度、視距、組合形式等因素。將匝道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與快速路服務(wù)水平相適應(yīng)，組合形式與主輔路流量相匹配，保障良好的視距，保證匝道有效疏散交通流。

②進(jìn)行出入口匝道布設(shè)時，確保出入口匝道與普通道路交叉口距離大于或等于換道所需交織長度和交叉口前車輛排隊(duì)長度之和[1]；也可以直接將出入口匝道設(shè)置在路段上，有效避免和普通道路交叉口接駁對交通流造成的影響，減少車輛交織以及排隊(duì)，提升路網(wǎng)整體通行效率。

（3）優(yōu)化快速路節(jié)點(diǎn)及匝道間距。

快速路相鄰互通立交凈距是間距中剔除加減速車道后的剩余路段長度，如圖2所示。

圖2 快速路互通立交間距

在理想環(huán)境下，相鄰互通立交最小凈距為某車輛從上游立交入口匯入快速路主線，通過下游立交出口駛出快速路時，能夠完整為車輛提供安全換道場景的最短距離。包含駕駛員對標(biāo)志牌的識認(rèn)距離、車輛換道的最小安全間距、車輛進(jìn)入出口匝道前的安全距離，相鄰互通立交最小凈距為這三者之和[2]。

3 快速路控制存在問題及對策

3.1 匝道控制存在問題

入口匝道控制的常用手段包括信號控制和人工控制。信號控制通過安裝在入口匝道上的信號燈調(diào)節(jié)進(jìn)入快速路主線的流量；人工控制通過交警對進(jìn)入匝道的車輛間斷放行?，F(xiàn)有城市快速路入口匝道控制方法的缺點(diǎn)為無法根據(jù)主線變化實(shí)時改變匝道調(diào)節(jié)率，不能對已經(jīng)進(jìn)入主線瓶頸區(qū)域的車輛進(jìn)行控制，單方面使用入口匝道控制的效果有限[3]。

匝道銜接道路交通阻塞導(dǎo)致出口排隊(duì)過長，影響快速路主線車流通行，可以采用出口匝道控制進(jìn)行流量控制，出口匝道控制的手段包括封閉匝道、人工間斷放行控制等。簡易的封閉匝道常導(dǎo)致車輛不能順利到達(dá)目的地，增加繞行的距離，導(dǎo)致下一個出口匝道壓力增加。間斷放行的出口匝道控制方法會導(dǎo)致出口匝道排隊(duì)過長，增加主線交通追尾風(fēng)險。

3.2 主線控制存在問題

快速路主線控制方法包括可變限速控制和主線流量控制。可變限速控制通過在快速路主線上設(shè)置可變限速標(biāo)志限制行車速度，使主線上的交通流速隨車流密度的改變發(fā)生變化，保證交通流的均勻、穩(wěn)定，提高道路通行能力[4]。

可變限速控制如圖3所示。

圖3 可變限速控制

可變限速控制的缺點(diǎn)是存在一定延遲，速度變化過于頻繁容易導(dǎo)致駕駛疲勞，我國僅將可變限速控制應(yīng)用于高速公路，未應(yīng)用于快速路主線控制。

主線流量控制在快速路交通流接近飽和時，對其進(jìn)行調(diào)節(jié)以及誘導(dǎo)。主線流量控制的基本目標(biāo)是改善快速路運(yùn)行的安全和效率，通過壓縮車道干預(yù)交通流的運(yùn)行，防止交通事故和交通擁堵。但可能導(dǎo)致流量調(diào)節(jié)的路段上游產(chǎn)生擁堵、排隊(duì)，影響流量控制路段的通行能力，增加車輛出行延誤。

3.3 快速路控制對策

（1）多匝道協(xié)同控制。

單匝道控制方案僅考慮局部范圍內(nèi)的交通運(yùn)行效率，雖然在一定限度上緩解匝道下游主線的交通擁堵問題[5]，但實(shí)際是以城市普通道路網(wǎng)交通壓力增大為代價，未考慮路網(wǎng)整體的運(yùn)行效率。多匝道協(xié)調(diào)控制從宏觀角度對快速路與其他城市道路進(jìn)行管控，使整體交通運(yùn)行效率達(dá)到最優(yōu)。

（2）匝道與銜接交叉口協(xié)同控制。

匝道與銜接交叉口協(xié)同控制根據(jù)出入口匝道的排隊(duì)長度變化，基于出入口匝道控制和銜接交叉口信號控制的協(xié)調(diào)策略，在保證銜接交叉口正常通行的同時，緩解出入口匝道排隊(duì)擁擠，避免匝道排隊(duì)溢出[6]。

4 案例分析——以合肥市為例

4.1 快速路宏觀規(guī)劃

合肥市規(guī)劃構(gòu)建以中心城、濱湖新區(qū)兩大組團(tuán)為“兩扇”核心的快速內(nèi)環(huán)，計劃兩個核心到達(dá)外圍組團(tuán)有兩條以上的快速聯(lián)系通道。核心組團(tuán)與外圍組團(tuán)的聯(lián)系通道仍以主干道為主，快速路通道建設(shè)有待強(qiáng)化。例如濱湖新區(qū)、高新區(qū)快速路線路較少，未與其他組團(tuán)很好銜接，且外圍組團(tuán)之間缺乏聯(lián)系通道，需要通過城市中心區(qū)繞行，通達(dá)性較差，增加中心區(qū)交通壓力。隨著后期快速路網(wǎng)建設(shè)完善，應(yīng)適當(dāng)增加道路快速化改造，加強(qiáng)組團(tuán)之間的聯(lián)系。

合肥市組團(tuán)中心分布如圖4所示。

圖4 合肥市組團(tuán)中心分布

合肥市快速路網(wǎng)規(guī)模整體偏小，路網(wǎng)級配有待完善，系統(tǒng)便捷連續(xù)的快速通道網(wǎng)絡(luò)尚未形成[7]?？梢赃m當(dāng)延長快速路射線的輻射范圍，擴(kuò)大“環(huán)+放射”快速路網(wǎng)的覆蓋面積，完善快速路網(wǎng)與普通道路網(wǎng)之間的銜接，使交通流能夠便捷轉(zhuǎn)換。

4.2 快速路微觀設(shè)計

合肥市一環(huán)路位于合肥市區(qū)環(huán)城路外圍，起、終于現(xiàn)況五里墩立交，沿途經(jīng)過蜀山區(qū)、包河區(qū)、瑤海區(qū)以及廬陽區(qū)[8]，是合肥市高峰期常發(fā)性擁堵點(diǎn)。統(tǒng)計合肥市以及其他熱門城市的快速路環(huán)線長度，對內(nèi)環(huán)快速路進(jìn)行比較，結(jié)果如表1所示。

表1 各城市快速路環(huán)線長度及其包絡(luò)面積統(tǒng)計

由表1可知，合肥市內(nèi)環(huán)與次內(nèi)環(huán)快速路長度偏低，包絡(luò)面積小，造成立交節(jié)點(diǎn)間距過短。以五里墩立交為例，一環(huán)快速路同時銜接長江西路、合作化南路兩條快速路放射線，導(dǎo)致立交幾何線形復(fù)雜且交通壓力大，成為合肥市快速路高峰期常發(fā)擁堵區(qū)域。

一環(huán)快速路結(jié)構(gòu)基本定型，難以進(jìn)行大規(guī)模變動，可以利用互通式立交的修建與完善，加強(qiáng)城市內(nèi)部快速路聯(lián)系，對車輛進(jìn)行誘導(dǎo)控制，減少駛?cè)胍画h(huán)的車輛，將一環(huán)路上交通負(fù)荷分流至外圍。

4.3 快速路交通控制

合肥市目前采取簡易限速、人為經(jīng)驗(yàn)判斷等控制方法，高架僅限制大車行駛，缺乏實(shí)時控制。合肥市在多個出入口處設(shè)置智能誘導(dǎo)屏，告知駕駛員前方路況信息，誘導(dǎo)交通流的流向，有效避免擁堵路段，如圖5所示。

圖5 合肥市智能誘導(dǎo)屏設(shè)置

快速路交通控制方法具有主觀性，部分駕駛員不愿意繞行，駛?cè)霌矶侣范闻抨?duì)加重?fù)矶鲁潭?。進(jìn)行快速路控制時，應(yīng)綜合考慮控制手段對擁堵區(qū)域及其周邊道路環(huán)境的影響，從宏觀的角度控制交通流走向。有效控制手段需要具備對快速路交通流的實(shí)時監(jiān)控能力，發(fā)生交通流運(yùn)行異常時迅速管控交通流，降低擁堵帶來的影響。

5 結(jié)語

城市功能地位的提升和城市空間結(jié)構(gòu)的優(yōu)化需要完善快速路網(wǎng)。在宏觀規(guī)劃方面，總結(jié)快速路網(wǎng)絡(luò)形態(tài)以及結(jié)構(gòu)指標(biāo)方面存在的問題；在微觀設(shè)計方面，歸納交叉節(jié)點(diǎn)與匝道布局設(shè)計不合理之處；在控制方面，從匝道控制與主線控制兩個角度分析現(xiàn)有控制手段弊端，總結(jié)三方面內(nèi)容提出對應(yīng)的解決對策。以合肥市快速路路網(wǎng)為實(shí)例，從三個方面分析合肥市快速路現(xiàn)存問題，提出針對性的對策及建議，為其他城市類似的快速路網(wǎng)規(guī)劃提供借鑒。