快速路的交通功能網(wǎng)絡(luò)

快速路的交通功能網(wǎng)絡(luò)

城市快速路網(wǎng)以速度快、連續(xù)、容量大為骨干，是許多大城市交通干道網(wǎng)絡(luò)中的主要道路，在城市快速路網(wǎng)中占有重要地位。從北京市道路交通的整體情況來看,快速路和主干道是承擔(dān)交通運(yùn)行的主要通道,在高峰時(shí)間大部分路段都處于高負(fù)荷運(yùn)行,并且部分道路擁堵時(shí)段呈現(xiàn)愈來愈長的擴(kuò)展趨勢。由于交通供需不平衡,北京的交通擁堵不斷升級,擁堵路段逐年增加,車輛平均運(yùn)行速度也不斷下降。交通擁堵對道路運(yùn)行狀況造成非常嚴(yán)重的后果,導(dǎo)致車輛運(yùn)行速度緩慢、行駛延誤加大、效率降低等,人們不得不深思解決城市交通擁堵的對策。鑒于交通系統(tǒng)的復(fù)雜性和時(shí)變性,選擇有效的手段對交通擁堵演變趨勢及措施實(shí)施效果進(jìn)行評價(jià),總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)和不足,并建立一套有效的擁堵評價(jià)體系,將對緩解擁堵工作方案及交通發(fā)展政策的制訂與評價(jià)提供有力的支持和保障。交通擁堵是城市交通運(yùn)行狀況的一種表現(xiàn),要全面、完整地進(jìn)行交通擁堵評價(jià),需從不同層次和影響交通擁堵程度的不同評價(jià)指標(biāo)出發(fā)對道路交通運(yùn)行狀況進(jìn)行系統(tǒng)而全面的分析。該文在速度、流量等不同評價(jià)指標(biāo)的基礎(chǔ)上,結(jié)合北京西三環(huán)快速路早高峰內(nèi)環(huán)方向的交通運(yùn)行狀況進(jìn)行交通擁堵評價(jià)和定量分析,以期為緩堵措施決策提供一定的理論與技術(shù)支持。1交通設(shè)施分析北京三環(huán)路始建于20世紀(jì)80年代初期,分別由海淀、西城、朝陽、豐臺路段組成,全長48.265km,共建有立交橋44座、跨河橋9座、過街天橋62座、人行通道15座,是北京市城區(qū)的一條環(huán)形城市快速路。它連接城市許多功能核心區(qū)和大型居住社區(qū),是人們通勤出行的重要通道。經(jīng)過長時(shí)間交通調(diào)查與實(shí)地觀測,發(fā)現(xiàn)北京西三環(huán)快速路(玉泉營橋—四通橋)是反映北京三環(huán)快速路整體交通運(yùn)行狀況的一個(gè)極具代表性的路段。從交通設(shè)施設(shè)計(jì)與宏觀路網(wǎng)規(guī)劃布局角度分析,造成北京西三環(huán)快速路交通擁堵的機(jī)理如下:1)北京西三環(huán)快速路主路的進(jìn)出口匝道過多,間距過小。以航天橋北進(jìn)出口匝道為例,進(jìn)出口間距僅為36m。主路進(jìn)出口存在不同程度交織距離過短、進(jìn)出同口、開口過寬、缺少進(jìn)出誘導(dǎo)設(shè)施等問題。2)公交站是影響西三環(huán)整體交通系統(tǒng)高效運(yùn)行的又一重要因素,乘客登降量大,公交線路密集,大型公交站臺距離過長。如六里橋南公交站臺站間距長達(dá)260m,高峰時(shí)段公交車流量較大,局部路段超過300輛/h,給站臺能力提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn),公交車輛頻繁進(jìn)出公交站臺,與社會(huì)車輛之間交織問題嚴(yán)重。3)與三環(huán)路相鄰的其他等級道路條件差、標(biāo)準(zhǔn)低、不連續(xù)。除北京西三環(huán)外,西二環(huán)與西四環(huán)之間基本沒有南北向的城市道路連接,大量短距離南北向出行交通過多地依賴西三環(huán)快速路,在主路交通量基本飽和時(shí),不能起到對環(huán)路系統(tǒng)的有效補(bǔ)充作用,造成環(huán)路交通負(fù)擔(dān)過重,給需要較長距離使用環(huán)路的車輛利用環(huán)路造成困難,最終使環(huán)路功能無法有效發(fā)揮。同時(shí),缺少較高標(biāo)準(zhǔn)、連續(xù)交通流的環(huán)路間聯(lián)絡(luò)線,造成環(huán)路間連通性差,降低了環(huán)路間的集散效率,使環(huán)路的整體效益無法得到發(fā)揮。2西三環(huán)交通擁堵特征北京西三環(huán)的交通擁堵狀況是由一系列因素重合影響造成的,不同影響因素對不同路段、不同時(shí)間誘發(fā)交通擁堵的影響權(quán)重會(huì)有差別,為了更加清晰地了解形成北京西三環(huán)交通擁堵的各參數(shù)指標(biāo)的影響范圍及深度,有必要對西三環(huán)擁堵的時(shí)間與空間分布情況進(jìn)行調(diào)查分析。利用基于2012年3月15日浮動(dòng)車技術(shù)采集到的西三環(huán)不同地點(diǎn)的行車速度數(shù)據(jù),集合當(dāng)天早高峰6:30—9:30觀測站點(diǎn)視屏卡口收集整理得到的流量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),應(yīng)用GIS對應(yīng)不同ID坐標(biāo)點(diǎn)的圖層顯示,通過計(jì)算相應(yīng)時(shí)間與空間節(jié)點(diǎn)的飽和度與密度值,得到西三環(huán)速度與飽和度、速度與密度的時(shí)空變化關(guān)系(分別如圖1、圖2所示)。由圖1、圖2可知:6:30—9:30區(qū)間,西三環(huán)交通經(jīng)歷了一個(gè)擁堵形成→范圍逐步擴(kuò)大→逐漸消散的過程,高峰擁堵范圍從產(chǎn)生到消散大致以六里橋?yàn)橹行恼归_。擁堵形成與變化過程大致如下:早高峰內(nèi)環(huán)由南至北方向,6:30—7:00區(qū)間,交通運(yùn)行狀況較為順暢,基本不存在嚴(yán)重?fù)矶曼c(diǎn)段,速度始終高于20km/h;7:00—7:30區(qū)間,六里橋附近出現(xiàn)小范圍的嚴(yán)重?fù)矶?行駛速度小于10km/h,視頻卡口錄像顯示形成小長距離的排隊(duì),但不是特別明顯,其他大部分路段運(yùn)行較為暢通;7:30—8:00區(qū)間,出現(xiàn)分段式的嚴(yán)重?fù)矶?一小股排隊(duì)形成在六里橋與蓮花橋之間,另外一股集中在航天橋與花園橋之間;8:00—8:30區(qū)間,擁堵路段出現(xiàn)南移的趨勢,范圍開始擴(kuò)大,六里橋與麗澤橋之間出現(xiàn)大范圍長距離嚴(yán)重?fù)矶?新興橋附近也出現(xiàn)小距離范圍內(nèi)的嚴(yán)重?fù)矶聽顩r,整體交通運(yùn)行不穩(wěn)定,排隊(duì)現(xiàn)象顯著;8:30—9:00區(qū)間,新興橋區(qū)域擁堵轉(zhuǎn)移到蓮花橋附近,與六里橋、麗澤橋出現(xiàn)的大范圍擁堵狀況合為一處,此時(shí)連續(xù)擁堵范圍達(dá)到最大,視頻錄像也顯示車輛排隊(duì)距離最長;9:00—9:30區(qū)間,交通擁堵現(xiàn)象開始逐步消散,只是六里橋附近區(qū)域還存有小范圍內(nèi)的擁堵排隊(duì),其他路段交通運(yùn)行條件良好,速度較快,車流密度整體下降,行車秩序平穩(wěn)。3平均速度與通過交通擁堵城市交通擁堵產(chǎn)生的原因可以從宏觀和微觀兩方面進(jìn)行分析。結(jié)合北京西三環(huán)快速路的實(shí)際情況,從宏觀方面分析,主要是因?yàn)槌鞘锌臻g結(jié)構(gòu)不合理、交通方式結(jié)構(gòu)存在問題及周邊路網(wǎng)結(jié)構(gòu)存在缺陷;從微觀方面分析,主要是因?yàn)楣痪€路的大量匯集、交通設(shè)施存在缺陷及交通參與者行為不當(dāng)。為了從宏觀上對北京西三環(huán)快速路的交通運(yùn)行狀況進(jìn)行整體分析與研究,對西三環(huán)整體流量與速度變化情況進(jìn)行調(diào)查。選取8個(gè)代表性觀測站點(diǎn),于2012年3月15日早高峰時(shí)段6:00—10:30對這些觀測站點(diǎn)進(jìn)行視頻監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集,經(jīng)過整理與分析,得到不同觀測站點(diǎn)的平均流量與平均速度(分別如圖3、圖4所示)。從圖3來看,內(nèi)環(huán)由南向北方向,除六里橋外,居然之家以北的觀測站點(diǎn)的平均流量呈現(xiàn)不斷增加的趨勢。這與六里橋的公交站臺不無關(guān)系,六里橋公交站停靠公交線路較多,并統(tǒng)一全部布置在主路最外側(cè)車道,設(shè)計(jì)通行能力較高。從圖4來看,內(nèi)環(huán)由南向北方向,從居然之家起平均行駛車速呈現(xiàn)遞進(jìn)式增加。根據(jù)交通波傳遞的相關(guān)理論,理想交通運(yùn)行條件下西三環(huán)內(nèi)環(huán)方向交通擁堵下游往上游傳遞現(xiàn)象明顯,擁堵逐步積累效應(yīng)表現(xiàn)顯著,因而形成越往上游傳遞行駛速度越低的情況。在西三環(huán)不同路段平均流量普遍小于通行能力(以5600pcu/h為基準(zhǔn))的情況下,各站點(diǎn)行駛平均速度也均遠(yuǎn)小于暢行車速(以50km/h為基準(zhǔn)),西三環(huán)整體交通運(yùn)行表現(xiàn)出行駛穩(wěn)定性差的特性,出入口車流交織影響嚴(yán)重,某一點(diǎn)段出現(xiàn)的小范圍擁堵極有可能在較短的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致整個(gè)西三環(huán)的大范圍長距離擁堵,與西三環(huán)快速路的交通特性與設(shè)計(jì)通行能力無法匹配。此外,交通需求過大,交通運(yùn)行狀況呈現(xiàn)不同路段之間相互依存度較高、交通整體環(huán)境疲軟和脆弱的特性。4拓展了道路運(yùn)行的量化與定性研究城市快速路的交通運(yùn)行狀況已成為相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點(diǎn),受到社會(huì)的廣泛關(guān)注。該文以北京西三環(huán)快速路為例,以速度和流量為綜合判定交通運(yùn)行狀況的評價(jià)指標(biāo),借助北京交通發(fā)展研究中心基于浮動(dòng)車技術(shù)掌握的西三環(huán)不同觀測點(diǎn)段的車速分布和視頻觀測得到的流量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),對其相關(guān)重點(diǎn)擁堵點(diǎn)段交通運(yùn)行展開基礎(chǔ)性研究,以期對其他相關(guān)城市快速路的交通運(yùn)行狀況研究有所裨益。由于條件所限,前期只是從宏觀層面對不同站點(diǎn)的平均交通流量與平均速度進(jìn)行了相關(guān)數(shù)據(jù)分析研究,未從微觀層面對觀測站點(diǎn)上下游小范圍距離內(nèi)的交通運(yùn)行進(jìn)行研究,從而更加詳盡而準(zhǔn)確地描述和分析整個(gè)西三環(huán)的交通運(yùn)行狀況,深度剖析其擁堵的形成機(jī)理和目前西三環(huán)常發(fā)性大范圍交通擁堵產(chǎn)生的原因機(jī)制。另外,該文只是單獨(dú)從速度與流量角度進(jìn)行了簡單的基礎(chǔ)性定量研究,后續(xù)可分別從用戶與系統(tǒng)角度提出反映快速路交通運(yùn)行狀況的評價(jià)指標(biāo),如從用戶角度出發(fā)的行程車速、出行時(shí)間等,從系統(tǒng)角度考慮的車輛周轉(zhuǎn)量和全天擁堵量等,并盡可能綜合不同的評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行聯(lián)合判定,進(jìn)行深度層面的定量與定性的綜合研究,實(shí)現(xiàn)不同影