盧而侃,饒 瑤,陳子安

（浙江省交通運(yùn)輸科學(xué)研究院交通發(fā)展研究中心，浙江 杭州 310012）

0 引言

伴隨著私人小汽車保有量的快速增長(zhǎng)，城市交通需求與交通供給之間的矛盾日趨尖銳，道路交通擁堵現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重。為了從交通擁堵發(fā)生的根源上找出緩解、控制城市交通擁堵的辦法，除了對(duì)城市交通擁堵特征分析以外，有必要確定適當(dāng)?shù)膿矶轮笜?biāo)，根據(jù)具體交通指標(biāo)參數(shù)對(duì)擁堵進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。

國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家20 世紀(jì)50 年代開始對(duì)擁堵指標(biāo)進(jìn)行研究。Francois 和Willis、Schwartz 等建議對(duì)擁堵進(jìn)行量化，并提出了許多量化的性能指標(biāo)[1]；Cesar 指出了出行時(shí)間為擁堵管理性能指標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步探討了出行時(shí)間和速度的數(shù)據(jù)收集方法[2]。國(guó)內(nèi)對(duì)道路交通擁堵的理論研究主要包括道路交通擁堵的一般特性、擁堵機(jī)理和擁堵程度的研究[3-8]。鄧衛(wèi)等基于高速公路交通突變理論，提出了在確認(rèn)交通擁堵出現(xiàn)的同時(shí)判別交通擁堵類型的算法；談曉潔等研究了擁堵的空間分布特點(diǎn)及其發(fā)展趨勢(shì)，提出了一種空間分布判別方法；佟炳勛從交通擁堵與道路服務(wù)水平的關(guān)系出發(fā)，對(duì)道路交通擁堵進(jìn)行了界定；裴玉龍等提出了應(yīng)用動(dòng)態(tài)分配模型進(jìn)行擁堵機(jī)理分析的三種途徑，進(jìn)一步討論了使用隨機(jī)型瞬時(shí)動(dòng)態(tài)用戶最優(yōu)分配模型對(duì)交通擁堵機(jī)理進(jìn)行分析的方法；達(dá)慶東等研究了流量與占有率之間的關(guān)系，提出了確定擁堵小時(shí)的相似度量法；孟路等使用模糊數(shù)學(xué)工具對(duì)城市道路網(wǎng)絡(luò)的擁堵度進(jìn)行模糊識(shí)別，以此判斷道路交通狀況。

這些研究填補(bǔ)了我國(guó)在這一領(lǐng)域的空白，對(duì)進(jìn)行城市交通擁堵管理提供了基礎(chǔ)條件，但一些方面還有待進(jìn)一步研究和探討，如擁堵指標(biāo)的選擇、擁堵評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立、擁堵的量化評(píng)價(jià)等，該文致力于填補(bǔ)這些空缺。

1 城市交通擁堵指標(biāo)體系構(gòu)建

該文從時(shí)間、速度、里程三個(gè)維度構(gòu)建了由城區(qū)高峰時(shí)段擁堵路網(wǎng)長(zhǎng)度、嚴(yán)重?fù)矶吕锍陶急?、擁堵里程比例、信控路口通行延誤、通勤高峰擁堵指數(shù)、周末擁堵指數(shù)、路網(wǎng)平均速度、高峰時(shí)段公共汽電車平均運(yùn)行時(shí)速、通勤高峰實(shí)際速度、周末實(shí)際速度、1 h 內(nèi)通勤比重等基礎(chǔ)指標(biāo)與城市交通運(yùn)行綜合指數(shù)這一綜合性指標(biāo)組成的城市交通擁堵指標(biāo)體系，見表1。

表1 城市交通擁堵指標(biāo)體系

1.1 基礎(chǔ)指標(biāo)

從時(shí)間維度選擇了信控路口通行延誤、1 h 內(nèi)通勤比重、通勤高峰擁堵指數(shù)、周末擁堵指數(shù)4 個(gè)指標(biāo)；從速度維度選擇了路網(wǎng)平均速度、高峰時(shí)段公共汽電車平均運(yùn)行時(shí)速、通勤高峰實(shí)際速度、周末實(shí)際速度4 個(gè)指標(biāo)；從里程維度選擇了城區(qū)高峰時(shí)段擁堵路網(wǎng)長(zhǎng)度、嚴(yán)重?fù)矶吕锍陶急纫约皳矶吕锍瘫壤? 個(gè)指標(biāo)。

1.2 城市交通運(yùn)行綜合指數(shù)

城市交通運(yùn)行綜合指數(shù)是用來(lái)刻畫城市交通運(yùn)行狀況的綜合性指標(biāo)，主要通過熵權(quán)TOPSIS 法來(lái)確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重后加權(quán)計(jì)算得到。

熵權(quán)TOPSIS 法用于研究評(píng)價(jià)對(duì)象與“理想解”的距離情況，結(jié)合“理想解”（正理想解和負(fù)理想解），計(jì)算得到最終接近程度C 值。熵權(quán)TOPSIS 法核心在于TOPSIS，但在計(jì)算數(shù)據(jù)時(shí)，首先會(huì)利用熵值（熵權(quán)法）計(jì)算得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，并且將評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)與權(quán)重相乘，得到新的數(shù)據(jù)，利用新數(shù)據(jù)進(jìn)行TOPSIS 法研究。

2 浙江省大型城市交通擁堵特征分析

2.1 基礎(chǔ)指標(biāo)分析

通過網(wǎng)絡(luò)搜索、爬蟲等方式獲取到五個(gè)大型城市的相關(guān)基礎(chǔ)指標(biāo)數(shù)值之后，分時(shí)間、速度、里程三個(gè)維度進(jìn)行分析，基礎(chǔ)指標(biāo)數(shù)值見表2。

表2 基礎(chǔ)指標(biāo)數(shù)值

2.1.1 從時(shí)間維度來(lái)看

臺(tái)州市信控路口通行延誤時(shí)間最長(zhǎng)（約48.06 s），溫州市最短（僅39.45 s）。浙江省的Ⅱ型大城市中，臺(tái)州市信控路口通行延誤時(shí)間分別是溫州市和紹興市的1.2倍和1.1 倍。總體來(lái)說，信控路口通行延誤時(shí)間與城市規(guī)模之間沒有很明顯的相關(guān)性，杭州與寧波的該項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于臺(tái)州。

杭州市1 h 內(nèi)通勤比重最?。s89.66%），臺(tái)州市最大（達(dá)95.82%）。浙江省的Ⅱ型大城市中，臺(tái)州市1 h內(nèi)通勤比重比溫州市和紹興市分別略高0.88%和2.33%?？傮w來(lái)說，1 h 內(nèi)通勤比重與城市規(guī)模呈負(fù)相關(guān)，紹興市該項(xiàng)指標(biāo)相對(duì)落后。

杭州市通勤高峰擁堵指數(shù)最大（約1.73），紹興市最?。▋H1.24）。浙江省的Ⅱ型大城市中，溫州市通勤高峰擁堵指數(shù)最大（達(dá)1.366），比紹興市和臺(tái)州市分別略大0.126 和0.055?？傮w來(lái)說，通勤高峰擁堵指數(shù)與城市規(guī)模呈正相關(guān)。

杭州市周末擁堵指數(shù)最大（約1.553），紹興市最小（僅1.18）。浙江省的Ⅱ型大城市中，溫州市通勤高峰擁堵指數(shù)最大（達(dá)1.25），比紹興市和臺(tái)州市分別略大0.07 和0.007?？傮w來(lái)說，周末擁堵指數(shù)與城市規(guī)模呈正相關(guān)，時(shí)間維度下基礎(chǔ)指標(biāo)情況見圖1。

圖1 時(shí)間維度下的基礎(chǔ)指標(biāo)

2.1.2 從速度維度來(lái)看

寧波市路網(wǎng)平均速度最快（約33.4 km/h），臺(tái)州市最慢（僅24.3 km/h）。浙江省的Ⅱ型大城市中，臺(tái)州市路網(wǎng)平均速度最慢，比溫州市和紹興市分別慢6.2 km/h 和5.5 km/h。作為Ⅰ型大城市的寧波市路網(wǎng)平均速度比三個(gè)Ⅱ型大城市更快，而臺(tái)州市該項(xiàng)指標(biāo)竟比杭州市慢3.4 km/h。

杭州市高峰時(shí)段公共汽電車平均運(yùn)行時(shí)速最慢（16.11 km/h），紹興市最快（達(dá)18.1 km/h）。浙江省的Ⅱ型大城市中，溫州市高峰時(shí)段公共汽電車平均運(yùn)行時(shí)速最慢（16.99 km/h），比紹興市和臺(tái)州市分別慢1.11 km/h和0.25 km/h。總體來(lái)說，高峰時(shí)段公共汽電車平均運(yùn)行時(shí)速與城市規(guī)模呈負(fù)相關(guān)。

杭州市通勤高峰實(shí)際速度最慢（30.33 km/h），臺(tái)州市最快（達(dá)37.2 km/h）。浙江省的Ⅱ型大城市中，溫州市通勤高峰實(shí)際速度最慢（33.96 km/h），比紹興市和臺(tái)州市分別慢3.06 km/h 和3.24 km/h?？傮w來(lái)說，通勤高峰實(shí)際速度與城市規(guī)模呈負(fù)相關(guān)，值得一提的是，寧波市該項(xiàng)指標(biāo)較為優(yōu)秀，而溫州市則較落后。

杭州市周末實(shí)際速度最慢（33.44 km/h），寧波市最快（達(dá)40.42 km/h）。浙江省的Ⅱ型大城市中，溫州市周末實(shí)際速度最慢（36.71 km/h），比紹興市和臺(tái)州市分別慢2.09 km/h 和2.25 km/h。總體來(lái)說，周末實(shí)際速度與城市規(guī)模呈負(fù)相關(guān)。寧波市該項(xiàng)指標(biāo)極為優(yōu)秀，周末實(shí)際速度甚至比三個(gè)Ⅱ型大城市更快，速度維度下基礎(chǔ)指標(biāo)情況見圖2。

圖2 速度維度下的基礎(chǔ)指標(biāo)

2.1.3 從里程維度來(lái)看

杭州市高峰期擁堵路網(wǎng)里程最長(zhǎng)（約59.3 km），紹興市最短（僅2.6 km）。浙江省的Ⅱ型大城市中，溫州市高峰期擁堵路網(wǎng)里程最長(zhǎng)（達(dá)44.5 km），分別是紹興市和臺(tái)州市的17 倍和1.5 倍。作為Ⅱ型大城市的溫州市高峰期擁堵里程甚至比I 型大城市寧波更長(zhǎng)，總體來(lái)說，高峰期擁堵路網(wǎng)里程與城市規(guī)模呈正相關(guān)。值得一提的是，寧波市該項(xiàng)指標(biāo)較為優(yōu)秀，而溫州市則較落后。

杭州市嚴(yán)重?fù)矶吕锍陶急茸畲螅s5.8%），臺(tái)州市最?。▋H1.5%）。浙江省的Ⅱ型大城市中，溫州市嚴(yán)重?fù)矶吕锍陶急茸畲螅ㄟ_(dá)5.4%），分別是紹興市和臺(tái)州市的1.8 倍和3.6 倍。作為Ⅱ型大城市的溫州市嚴(yán)重?fù)矶吕锍陶急壬踔帘娶裥痛蟪鞘袑幉ǜ蟆？傮w來(lái)說，嚴(yán)重?fù)矶吕锍陶急扰c城市規(guī)模呈正相關(guān)。寧波市該項(xiàng)指標(biāo)較為優(yōu)秀，而溫州市則較落后。

杭州市擁堵里程比例最大（約8.6%），臺(tái)州市最?。▋H3%）。浙江省的Ⅱ型大城市中，溫州市堵里程比例最大（達(dá)7.1%），分別是紹興市和臺(tái)州市的1.9 倍和2.4 倍。作為Ⅰ型大城市的溫州市堵里程比例甚至比Ⅰ型大城市寧波更大?？傮w來(lái)說，擁堵里程比例與城市規(guī)模呈正相關(guān)。寧波市該項(xiàng)指標(biāo)較為優(yōu)秀，而溫州市則較落后。里程維度下基礎(chǔ)指標(biāo)情況見圖3。

2.2 綜合指數(shù)分析

以上述基礎(chǔ)指標(biāo)數(shù)值為基礎(chǔ)，采用熵權(quán)TOPSIS 法，得到綜合性指標(biāo)數(shù)值，并進(jìn)行分析，各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 各指標(biāo)權(quán)重系數(shù)

從各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重來(lái)看，“嚴(yán)重?fù)矶吕锍陶急取钡臋?quán)重占比最高（達(dá)12.65%），“城區(qū)高峰時(shí)段擁堵路網(wǎng)長(zhǎng)度”“擁堵里程比例”“信控路口通行延誤”“高峰時(shí)段公共汽電車平均運(yùn)行時(shí)速”四個(gè)指標(biāo)的權(quán)重均大于10%，周末擁堵指數(shù)的權(quán)重最?。▋H6.9%）?！皣?yán)重?fù)矶吕锍陶急取敝笜?biāo)權(quán)重最大，一方面從數(shù)據(jù)層面說明不同城市這兩項(xiàng)指標(biāo)的方差較大，另一方面亦說明城市的嚴(yán)重?fù)矶吕锍陶急仍叫?，城市交通運(yùn)行水平越高，綜合性指標(biāo)數(shù)值計(jì)算結(jié)果見圖4。

圖4 綜合指數(shù)與城市人口規(guī)模關(guān)系

從最終計(jì)算結(jié)果來(lái)看，城市交通運(yùn)行水平最佳到最差依次為紹興市（0.727）、臺(tái)州市（0.592）、寧波市（0.583）、溫州市（0.508）、杭州市（0.109）。

總體來(lái)說，城市交通運(yùn)行綜合指數(shù)與城市規(guī)模呈負(fù)相關(guān)。寧波市雖然屬于Ⅰ型大城市，但其綜合指數(shù)比Ⅱ型城市的溫州還高。

3 結(jié)論

該文從時(shí)間、速度、里程三個(gè)維度構(gòu)建了由11 個(gè)基礎(chǔ)指標(biāo)與城市交通運(yùn)行綜合指數(shù)組成的城市交通擁堵指標(biāo)體系。并對(duì)浙江省五個(gè)大型城市各自的擁堵特征、水平進(jìn)行分析。得到結(jié)論如下：

從基礎(chǔ)指標(biāo)來(lái)看，絕大多數(shù)指標(biāo)均與城市人口規(guī)模有較強(qiáng)的相關(guān)性。但也有個(gè)例，如臺(tái)州市信控路口通行延誤時(shí)間最長(zhǎng)（約48.06 s），寧波市多項(xiàng)指標(biāo)較為優(yōu)秀，溫州市部分指標(biāo)較落后等。從綜合指標(biāo)來(lái)看，城市交通運(yùn)行水平從優(yōu)到劣依次為紹興、臺(tái)州、寧波、溫州、杭州。而且，城市交通運(yùn)行水平基本與城市人口規(guī)模呈負(fù)相關(guān)。寧波的城市交通運(yùn)行水平相當(dāng)高，甚至高于城市人口規(guī)模小于它的溫州市。