交通拥堵机理分析

发表于 讨论求助 2023-05-10 14:56:27

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清华大学交通研究所所长、教授、博士生导师陆化普在本文中阐述了城市交通在供给、需求、效率等方面存在的问题,以及相关交通拥堵机理分析,并提出了缓解交通拥堵十大对策,同时,对城市交通未来发展提出了畅想和展望。供参阅。

城市交通“病”在哪里?

造成城市交通拥堵的病因很多,归纳起来,可以概括为“病”在交通供给、交通需求及交通效率三大方面,主要存在以下八个问题:


❖ 城市用地布局不合理


由于城市中心区功能布局过度集中、以及城市组团过于强调主体功能,导致职住分离日益严重。


当前,全国都在大规模建设新城新区,县以上新城新区超过了3500个,由于城市混合土地使用原则落实不够,新城新区生活配套设施不完善,职住分离程度加剧,潮汐交通现象日趋严重和普遍。


例如:北京老城中心公共资源高度集中,就业岗位密度大,周边新城及大型居住区缺乏就业岗位、缺乏生活配套设施和公共设施,导致人口与就业分布失衡,使得出行距离越来越大、新城与中心城间潮汐现象日趋严重。


另外,交通需求方面还存在交通需求时空分布不均、小汽车过度使用等问题。


▲ 新城与中心城间潮汐现象明显,加剧了各主要交通走廊的交通拥堵。


❖ 交通供给方面


交通供给方面,主要是道路设施、公交系统、慢行系统、停车系统等存在的问题:


道路设施结构不合理、断头路瓶颈路多


我国城市道路网密度总体较低,普遍低于国标要求的路网密度:5.4—7.2km/km2,。同时,道路网级配结构普遍不合理,缺乏支小路;城区路网断头路、瓶颈路多,通行效率低。


大城市公交分担率低、服务水平不高


从全国范围看,除少数城市公交出行分担率达到30%以上之外,其它大城市的公交出行比例一般在20%左右,大多数二线城市甚至不到10%,与此不同,国外大多数优秀城市的公交分担率都很高。

同时,公交系统缺乏精细化的规划设计,还存在着线网布局、站点设置不合理等问题,比如线网布局不合理、密度低;公交站点覆盖率普遍不足、公交站点位置距离交叉口过近、与轨道交通衔接不好等问题比较普遍。



此外也存在由于违法停车、管理不到位、车站位置不合理等因素导致的公交车无法进站停靠造成道路通行能力下降等问题,影响了公交的服务水平,同时也降低了道路交通的运行效率。


步行自行车通行空间不连续、出行环境差


城市中,我们随处可以看到,步行自行车通行空间不连续、质量不高、被占用等现象较为普遍而且十分严重。



由于步行自行车出行环境不佳以及出行距离的不断增加,导致自行车出行分担率有明显下降趋势。例如,北京市1986年自行车分担率为62.7%,2015年降为12.4%,同期私人小汽车分担率由5%上升到31.9%。


停车系统供需矛盾突出、管理不到位


各城市停车泊位总量普遍不足,在一定程度上造成违法停车现象严重,进而导致交通秩序混乱,形成通行能力瓶颈,严重影响交通正常运行,给行人和非机动车交通造成阻隔,存在严重的交通安全隐患。


城区公共停车泊位供给水平如西安3.46个/百辆车、济南4.26个/百辆车、石家庄5.16个/百辆车等,普遍低于国家畅通工程一等水平要求的20个/百辆车。



不少城市停车配建标准低,落实不到位;很多城市停车设施挪作他用;此外停车成本低,泊位利用效率低也很普遍。这在一定程度降低了小汽车的使用成本,变相放松了对小汽车需求的管控。


❖ 交通效率方面


交通效率不高的一个重要原因是交通工程的精细化设计不够、交通管理尚需加强。如路口渠化不充分、交通组织不科学、执法管理不够严、智能水平不够高等方面。


交通渠化不合理、交通组织不科学


交通渠化不合理、不充分,尤其是干路以上交叉口缺少安全岛、导流标线等渠化设计,缺少必要的转弯车专用车道等问题。同时也存在交叉口车道功能分配不合理、与信号控制不协调等现象。信号控制方面严重缺乏协调,导致停车、起车次数多、通行能力降低。这些都大大降低了交叉口的通行效率和交通安全性。


▲ 快速路桥下路口西进口车道功能分配不合理,与信号配时不匹配,造成拥堵


▲ 直左车道上左转车影响直行车辆通行


交通执法难度大、执法效果不理想


违法停车、电动自行车危害严重的驾驶行为、共享单车的随意乱停乱放、违法行车走路现象普遍,导致秩序混乱、通行能力下降、安全隐患严重,是解决交通拥堵和提高安全水平的当务之急。这些违法现象,存在执法难度大,违法成本低的特点,传统的执法手段难以迅速奏效,也难以从根源上杜绝。



智能系统顶层设计深度不够


当前的智能交通系统建设普遍存在“重硬件、轻软件,重建设、轻使用”现象。很多城市智能交通管理系统的设计深度、实用性、先进性存在严重不足,导致数据难以共享、系统整合不够、功能目标无法实现、应用系统与管理工作深度结合不够、高端功能欠缺。没有实现智能交通1+1>2的效应。因此,单纯拥有硬件是不够的,要思考的是如何运用科技手段来锻造“最强大脑”、“最快双腿”,大幅度提高交通管理的智能化水平从而大幅度提高交通管理效率。



此外,交通新方式、新业态发展变化很快,在给市民带来方便的同时,大大增加了管理难度,目前普遍缺少管理设施、管理思路和管理对策。

规划与管理是城市交通拥堵治理的两大重要对策。基于城市交通在供给、需求、效率等方面存在的问题,以及相关交通拥堵机理分析,陆化普教授提出了缓解交通拥堵十大对策,同时,对城市交通未来发展提出了畅想和展望。


解决交通拥堵的十大对策

在宏观思路的指导下,陆教授明确了交通拥堵机理和存在的问题,那么接下来应该如何解决城市交通拥堵问题呢?



我们先来看看上面这张图:左侧是属于交通规划的对策,右侧是属于交通管理的对策。按照箭头所示,顺时针旋转,交警的角色转向智库的角色,右侧是交管部门可以具体操作、具体实施、具体发力的部分。


下面,我们就具体说一下治理交通拥堵的十大对策:


一、优化道路基础设施 


优化道路基础设施兼具规划和管理的属性,是实现道路交通有序、安全、高效的基本前提。优化道路基础设施以落实“窄马路、密路网”为理念,通过消除交通瓶颈点、畸形路口和断头路,加强微循环交通组织,提高支路使用率,完善道路安全设施等方式,形成合理路网结构。


▲ 北京市朝阳区,通过提高路网密度等措施实现合理路网。


▲ 中原某城市,通过消除路网瓶颈点等措施提高跨铁路通道通行能力。


二、精细化交通工程设计


精细化交通工程设计,就是要通过明确路口的时空通行权和合理的组织交通,实现路口的安全和高效通行的目的,进而提高整个路网的通行能力。精细化的交通工程设计包含内容很多,在路口的任务尤其繁重,包括路口的渠化设计、路口的导流标线设计、路口的安全设施设计、路口的交通组织设计、路口的管理方案设计等等。本文重点强调以下3个要点:科学设置行人过街安全岛、规范设计导流标线及科学设计转弯车道。


如下图所示:日本的一处双向六车道的交叉口,设置了防撞墩、安全岛,渠化了自行车道和行人过街斑马线。再看法国巴黎的一处交通性主干道的路口,设置了安全岛,实施了两段过街,不同类型交通出行者的通行权非常明确。


为什么会强调这一点?因为完善交通工程设计会给人灌输一种观念,从而形成习惯,到了路口,该不该走看信号,该走哪里看标线,这就是明确的时空通行权,保障秩序,提升通行效率。


▲ 二次过街安全岛


▲ 完善的导流标线


再来说转弯车道的合理设置。大家可能都看到过一种情况,由于直左混行,在这样的车道上,只要前边有一辆左转弯车,直行车就无法通行。为了避免这种尴尬,最内侧车道的通行空间可能会造成大量的浪费。


下图所示:日本道路都设置转弯车专用车道。在日本道路交通的组织设计中,要想转弯必须改变车道,进入转弯车的专用车道,直行车辆不用担心,永远不会被转弯车辆所阻挡。这样就充分利用了路段上的通行空间,避免了路口的相互干扰。左图是通过切削绿篱形成转弯车专用车道的例子。


▲ 形成合理的转弯专用车道


三、规范交通行为


规范人的交通行为,即通过多种途径规范交通参与者的交通行为,提高全体市民的交通守法意识和绿色交通意识。


“深圳经验”里我们可以看到:运用大数据的方法去分析主要的交通违法行为特点,分析哪些违法行为会严重干扰通行效率,从而对症下药,因地制宜。


改变人的交通行为的主要方法有:通过完善交通工程设施明确路权,比如安装完备的护栏;通过多样化的全社会交通宣传教育提升交通参与者的文明水平,让大家认识到守法的重要性;加强执法,出重拳改善交通陋习;推动完善全社会征信体系规范交通行为。


▲ 通过完善交通工程设施,明确路权


▲ 南宁市,电动自行车管理与教育


▲ 推动企业、个人交通违法行为与信用体系挂钩


四、提高执法管理效率


提高执法管理效率对消除非常态拥堵至关重要。高效的执法管理需要深度利用多源数据、强化分析研判能力、掌握违法规律和发展态势,实现精准执法和快速处理,主要包括交通违法状态及态势研判分析、交通违法行为特征分析、重点违法人员和车辆识别、交通执法的精准快速化水平提升等。


例如深圳的“卡口勤务”,通过对个性化的交通违法行为特征的掌握,对交通流态势的掌握,提高执法的快速化、精准化。



▲ 利用大数据资源加强分析研判


五、智能化交通管理


智能化交通管理,是基于“互联网+”、云计算等新技术,结合实际需求,建立研判更智能、决策更科学、管理更精细、效果更显著的智能交通管理系统。


,在基础功能方面实现包括数据采集利用和分享、信号控制优化、公交优先等。在此基础上应该着力实现扩展功能,如今已经到了精细化、精准化、智能化的发展新阶段,例如做好交通需求特性分析、交通安全态势分析、勤务体制改革、一体化指挥支持决策等,都需要下大工夫。


“深圳经验”有一个启示:即智能化的自助服务发展会加速,特别是面向公众、面向窗口的很多业务智能化发展会进入新阶段。同时,系统优化路口信号控制、科学实施绿波控制等方面有很大的潜力,政府可以通过购买服务,提高精细化智能化交通管理水平。


▲ 强化实时交通流特性分析与信息服务系统


▲ 德国慕尼黑,智能公交管理


六、强化停车供给与管理


停车将是智能化进步比较快的一个领域,例如实现刷脸停车等。目前所能采取的具体措施包括建立科学合理的停车配建指标、注重社会停车场建设及公共区域停车供给;在管理方面包括系统治理违法停车、智能差异停车收费、加强信息服务诱导及鼓励停车泊位共享等。


目前阶段,停车设施不足是当前的主要矛盾,应该尽可能的通过各种途径适当提供更多的停车保障。


▲ 合理提供公共停车设施


▲ 科学设置路边停车泊位


 新加坡完善的停车诱导系统


七、提倡绿色交通


我们可以看到一个现象,发达国家的机动化程度很高,但是绿色交通的分担率却并不低。东京轨道交通占48%,巴黎105平方公里的城区步行占52%。


绿色交通主导核心要点包括4点:高强度交通需求由轨道交通和常规公共汽车满足;近距离出行由步行和自行车承担;切实完善最后一公里交通;科学制定交通系统相关的规划设计。由此,提高绿色交通服务水平,进而提高绿色交通分担率。


▲ 巴黎可达性极好的公交,常规公交平均站间距440米,32%的公交线路长度设置了公交专用道。


▲ 新加坡的步行系统,通过空中连廊、公共空间广场平台、大型购物中心和过街天桥等连为一体。


▲ 新加坡合理设置末端公交站点,结合步行自行车系统,提供便捷、安全的“最后一公里”衔接交通系统。


▲ 首尔清溪川,尊重自然,重视城市品位。


八、加强交通需求管理


改变交通需求特性,实现减少需求总量、缩短出行距离、均匀需求分布、提高交通工具使用效率的目的。


主要对策包括:建设交通负荷小的城市;促进交通出行者向公共交通转变;从时间、空间上均匀交通需求;对小汽车的保有与使用进行管理,以此缓解城市交通在需求方面存在的问题。


九、一体化交通枢纽


一体化综合交通枢纽的规划目标是实现交通系统与土地利用、不同交通系统之间、相同交通系统的不同线路之间、以及干线交通系统与末端交通系统之间的无缝衔接、零距离换乘,以此实现枢纽与周边用地一体化、与城市融为一体,达到交通与城市功能的有机结合。


▲ 东京新宿站:公共汽车站、出租车站、地下停车场与商业、银行等布置于同一建筑物内。


▲ 东京市民从交通枢纽站点下车后,通过步行即可到达单位等目的地,且大约90%左右的步行时间在10分钟内


十、混合土地使用


混合土地使用指通过调整土地利用,实现交通系统与土地利用规划的一体化,强调从源头着手,科学规划,精细管理。


主要的对策有:城市副中心、卫星城具有相当独立的城市功能;推进居住与就业岗位均衡的混合用地模式;建设完善的公共设施和生活配套设施;避免超大住宅小区和超强开发;推进以公共交通为导向的开发模式。


需要注意的是:实现城市的多中心组团,不仅要实现物理空间的多中心,更主要的是实现功能配置的多中心,要推动混合土地使用。


▲ 巴黎经验,大力推进职住均衡,从源头上调整交通需求。在新城建设中尤其注意就业岗位的提供,避免“卧城”出现。


▲ 瑞士苏黎世,交通与土地使用一体化,创造温馨的生活环境。



文 / 清华大学交通研究所 陆化普

来源:交通言究社

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