唐长亮 张浩浩
山东圣大建设集团有限公司 山东济宁 272000
摘要：交通瓶颈是影响城市交通路网有效运行的关键限制因素。为准确识别路网中交通瓶颈，为城市规划和交通管理部门提供决策支持，文中通过全面分析交通瓶颈的概念，采用基于服务水平和基于在线地图实时路况的方法识别交通瓶颈，并提出改善建议。
关键词：交通瓶颈；识别方法
引言
交通瓶颈是引发交通拥堵的首发因素。由于交通瓶颈的存在，瓶颈上游车辆在瓶颈处车速下降、延误增加，从而排队累积，引发拥堵。故解决交通拥堵问题的关键是解决交通瓶颈问题。找出瓶颈，从工程扩建、改造，路网规划以及运营管理等方面解决瓶颈问题，以期达到缓解拥堵、畅通交通的目的。
1交通瓶颈概念界定
1.1固定交通瓶颈概念
交通瓶颈是指常常引发路网中交通拥堵传播或蔓延的路段或节点，是整个路网拥挤的源头，是分离上游排队流和下游自由流的地点，其形成原因具有稳定性和可预见性。固定交通瓶颈一般是由于路网规划存在问题导致的路网拓扑结构不合理、道路短期施工、道路周边停车设施影响、大型活动等导致交通需求增大或者是路网中道路自身的天然条件（如：“蜂腰”路段、畸形交叉口、断头路）等因素造成，其产生拥堵的时间和空间相对较为固定。但是交通瓶颈的产生不仅和道路条件有关还与交通流有关，由于交通流的随机变化以及因某一原因（如：特大活动）造成交通需求突增而引发交通瓶颈，这种情况于短时间内所呈现出交通参数的变化特征是具有一定规律性的。故基于不变的道路条件，固定交通瓶颈会随着交通流的实时变化而发生转移、扩散以及消散等，因此在特定的条件下，固定瓶颈亦可向动态瓶颈转换。
1.2动态交通瓶颈概念
动态交通瓶颈是指随着交通流的实时变化，将导致路网内路段或节点的通行能力与交通流不匹配，从而引发的交通拥堵。其形成原因主要是由于交通流的随机变化（如：突发交通事件、交通流的突然增加等）。诱发动态瓶颈产生的原因具有不确定性和可变性，对于整个路网，动态瓶颈还具有并发性、瞬时性和传播性。随着交通不断的实时变化，瓶颈还可能出现转移、延伸、扩散、消散等现象。动态交通瓶颈和固定交通瓶颈是相对的，在一定条件下可相互转换。
2交通瓶颈形成原因分析
2.1相邻路段车道数不匹配
在道路网络中，车道数反映交通供给能力。周边出行及道路所承载的交通功能反映交通需求，供2.2相邻交叉口间距不满足要求
相邻交叉口间距过短，两交叉口之间可容纳交通量有限，下游车辆若出现排队，容易上溢至上游交叉口，影响上游交叉口的正常运行，形成交通瓶颈。
关于城市道路交叉口的间距问题，目前国内还没有具体标准，现行规范中，仅《城市道路交叉口设计规程》中提出各类交叉口最小间距应能满足转向车辆变换车道所需最短长度、红灯期车辆最大排队长度及进出口道总长度的要求，且不宜小于150m.在工程习惯上，通常主干路间距建议为800--1000m，次干路间距建议为500^-800m，次干路间距建议为200^-500m。然而受城市地形地貌及开发建设制约，交叉口间距难以完全满足规范指标条件。同时路网等级结构及建设现状、交通源变化、交通量动态分布等客观因素与交通服务水平息息相关，容易造成交叉口间距小于规范要求间距，不满足红灯期车辆排队长度要求，易形成交通瓶颈。因此，城市用地规划应与道路交叉口规划匹配，且不要轻易改变，以免增加交叉口及地块开发强度加大交通源，造成与城市路网不匹配而产生交通瓶颈。
2.3强交通吸引源集中分布
强交通吸引源，如商业广场、购物中心和大型医院等，作为交通发生源，其吸引大量交通流，对所在区域交通产生较大影响，所在道路点段往往容易成为路网通行交通瓶颈。因此，对强交通源应做好出人口规划、公共交通接驳及交通微循环等优化措施。
2.4公交车站形式不合理
公交车在路段中运行时，在公交车站的停靠会对交通产生影响，出现短时交通瓶颈。直线式公交站台在公交车进出站时由于车辆加减速和停靠会影响其他车辆正常行驶，降低道路通行能力，在交通高峰时会产生短时交通瓶颈。港湾式车站能减少对路段其他车辆运行的影响，有条件时应尽量采用港湾式停车站。
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2.5交通管理措施不科学
调查结果显示，部分交叉口存在车道划分、信号灯相位组合、人行及各方向车辆通行配时不合理的现象，路网通行能力受到折扣而形成交通瓶颈。此外，路边违规停车、临时占道施工、占道摆摊经营等也会降低路段通行能力。
3交通瓶颈识别方法
3.1基于服务水平的交通瓶颈识别
道路使用者根据交通运行状态，多方面对服务程度的一种感知即为服务水平，用饱和度指标描述。饱和度为车流的实际交通流量与车流饱和通行能力的比值，即V/C.
基于服务水平识别交通瓶颈的方法简单实用、可操作性强，当路段饱和度大于0.8时，该路段即为交通瓶颈。该方法的关键在于确定路段饱和通行能力和通过路段的实际交通流量。
3.1.1路段饱和通行能力的确定
饱和通行能力是在理想道路与交通条件下车辆以连续车流形式通过时的通行能力，按下式计算：
式中：C〔为单条车道饱和通行能力（辆/h>；h为饱和连续车流的平均车头时距（S）；二为车辆行驶速度（km/h）；L为连续车流的车头间距（m）o
在多车道的情况下，饱和通行能力还受到车道数及车道宽度的影响，修正获得车道通行能力的计算公式为：
式中：Cx表示修正后第k条车道的饱和通行能力（辆/h）；a，为多车道修正系数，其取值见表1.a2为车道宽度修正系数，其取值见表2.
路段多车道的饱和通行能力为：
式中：n为路段车道数。
3.1.2实际交通流量的获取
实际交通流量可通过调查获得。但道路上运行车辆是混合交通，在进行实际交通流量调查时，需根据车型换算成当量交通量。换算系数见表3.
3.2基于拥堵延时指数的交通瓶颈识别
高德地图能实现交通路况的实时显示，它采用积累的海量交通出行数据，通过大数据挖掘计算，采用“拥堵延时指数”作为城市拥堵程度的评价指标，计算公式为：
式中：出行旅行时间为某条道路上车辆的平均旅行时间；自由流（畅通）旅行时间为相同道路上车辆自由通过状态下平均旅行时间。
根据拥堵延时指数将路况划分为畅通、缓行、拥挤、拥堵生种状态（见图2）
交通瓶颈是产生交通拥堵的源头，交通瓶颈所在处往往是拥堵延时指数高的地方。基于这种思想，可通过高峰时期交通拥堵延时指数高的区域即路况状态显示为拥挤或拥堵的地方来识别路网中的交通瓶颈。步骤如下：1）根据地图的实时路况及地图可视化，对研究区域内路网早、晚高峰路况进行截图。2）对截图的实时路况进行统计，统计每天早、晚高峰的拥挤或拥堵路段。3）根据每天统计得到的拥挤或拥堵路段，排除因偶发事件（如道路交通事故、临时交通管制等）造成的临时拥堵，统计一周中大于等于生a处于拥堵或严重拥堵的路段，这些路段即为交通瓶颈。
结语
城市道路交通安全管理依然任重道远。交通瓶颈是影响交通畅通的限制因素，一方面，瓶颈由于本身的特性会对交通流产生一定影响；另一方面，瓶颈处交通管理的不合理也会增强瓶颈对交通的负作用。该文提出的基于服务水平和基于在线地图实时路况的交通瓶颈识别方法简单、实用，能有效识别路网中交通瓶颈，为消除交通瓶颈提供优化管理依据，保证城市交通的畅通，促进交通事业的稳定发展。
参考文献
[1]杨阿荣，黄婉月，侯明哲.道路交通事故致因分析方法综述[J].上海公路，2013（4）：78-82.
[2]邓瑞，城市区域路网交通瓶颈识别与预测[D]成都.西南交通大学.
论文作者:唐长亮,张浩浩
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/18
标签：交通论文; 瓶颈论文; 路段论文; 交叉口论文; 车道论文; 通流论文; 路网论文; 《建筑学研究前沿》2018年第23期论文;