曹凌峰，白子建，张 勇

(天津市市政工程设计研究院，天津市 300051)

0 引言

港城交通问题研究随着港口与城市之间相互发展的密切关系而越显重要。港城在发展中的矛盾冲突表现在多方面，其中以空间发展资源的争夺尤为突出。港城港口与城市的规划责任行政主体错综复杂，单方面制定发展战略、基础设施资源分配和土地利用规划等空间发展规划内容，使得两个发展核在逐渐外扩成长过程中资源浪费、规划相左，影响一方稳定持续发展。港城交通系统的研究将丰富港口城市空间发展战略规划内容，制定合理的港城空间体系下的交通发展模式，有效解决港口城市交通问题。

1 现状港城交通问题阐述

(1)港城交通未形成完整体系。

港城交通体系历来是城市发展规划和港口发展规划关注的重要研究课题。历史发展经验证明，港口发展建设与城市发展具有密不可分的关系。港口发展可带动城市其他产业共同发展，成为城市经济建设的重要增长点；城市则成为协助港口发展的金融、商贸办公、城市居住功能和工业生产等社会活动场所。因此，港口与城市在发展历程中相互影响、相互促进，两者之间的交通运输随着协调发展密切程度逐渐增长。

(2)港城交通规划设计与管理缺乏体系化和科学化。

随着港口发展与城市建设步伐加快，我国对港口交通和城市交通规划设计与管理展开了多内容、多角度的研究，并成立相应的独立管理部门。但是，由于责任行政主体之间权责不清、权益冲突，部门之间沟通困难以及信息不对称，从而导致各责任行政主体盲目制定各自相关规划内容。港口与城市在规划层面的脱节造成两者在实际发展中矛盾更加突出。

国内外针对港口交通体系展开了全面研究，涵盖港口集疏运系统规划、港口道路交通需求预测、港口道路交通宏微观仿真研究、港口道路网规划设计等，针对城市交通体系的研究内容则更为广泛、系统，但是缺少集合港口与城市交通系统的一体化研究。显然，随着港口与城市相互发展关系越来越密切，港城交通矛盾冲突日益加剧，港城交通系统一体化研究成为必然。通过交通特性分析、交通问题根源解析，从宏观、中观和微观3个层面，构建港城交通规划设计研究体系，科学指导我国港口城市交通规划设计工作。

另外，由于我国港城行政体制较复杂，存在多家行政主体分管港口与城市相关事宜，致使管理部门在制定港城空间发展、交通系统规划等战略决策时信息不对称，港口与城市规划不协调甚至发生冲突，难以对港城发展规划进行体系化管理。港城交通问题的研究将在分析研究国内外典型港口城市管理体制模式的基础上，提出适合我国港城发展模式的科学管理体系。

(3)港区道路设计标准缺乏科学依据。

港区道路使用者(主要为集装箱、货车、油罐车等)的交通特性与城市一般车辆的交通特性存在很大差异，而现今港区道路设计标准主要参照城市道路设计参数，致使港区道路使用者在行驶中操作不顺畅，道路通行能力低，易发生交通事故。港城道路交通冲突很大程度是由于不同交通特性的道路使用者在城市道路行驶时的驾驶行为差异造成。因此，港城交通问题的研究将在收集港区道路交通特性大量调查数据基础上，结合港区道路使用者驾驶行为、车辆特性、交通环境等分项研究，提出港区道路设计依据，通过港区与城市的道路设计标准差异性研究，从工程设计层面缓解港城交通冲突。

2 国内外研究回顾

港城交通系统研究主要包括：(1)港口城市空间发展与交通一体化研究；(2)港城交通系统规划与管理协同研究；(3)港区道路交通仿真研究；(4)港区道路设计规范依据研究。鉴于此，将重点阐述这4个方面的国内外发展现状。

2.1 港口城市空间发展与交通一体化研究

港口城市土地利用与交通系统规划一体化研究是当今国内外港城关系研究的主要方向。现状对港口城市空间布局结构、产业空间分布等展开了较深入研究，但是土地利用与交通系统一体研究，探究港城空间体系下的港城交通发展模式，这方面的研究成果鲜见。

(1)港城空间布局结构研究。

ErichA.Kautz(1934)在著作《海港区位论》中提出海港区位理论，该理论重点强调了腹地因素对海港区位的主要决定作用，认为腹地范围的大小、经济规模的大小、经济发展的活力是港口发展的动力和支撑，港口应加强与腹地联系，提升港口的区位优势；陈航(1984)在《海港形成发展与布局的经济地理基础》一文中，对港口发生发展的区域背景进行了规范与实证研究，论述了“港口地域群体”的客观存在及其对港口发展与布局的影响，指出港口群体内存在中心枢纽港，并首次提出了“港口地域组合”的概念；郑弘毅(1991)在《港口城市探索》一书中，结合一般城市发展的共性和港口城市发展的个性，首次系统阐述了港口城市规划问题，港口城市应该处理好城市与港口连接断面处的交通问题，降低港口交通对城市生活交通的影响；万旭东、麦贤敏(2009)在《港口在城市空间组织中的作用解析》中，指出港口的发展影响着城市的功能区分布、城市空间发展方向及规模、城市交通体系等方面，港口城市空间发展规划应考虑港口发展所带来的机遇与挑战。

(2)港城交通系统研究。

国内外学者专家一致认为，港口集疏运交通系统与城市交通系统应作为一个大系统来研究。港城交通问题一方面为城市道路网络不完善，城市交通影响集疏港交通，降低集疏港通道通行能力，另一方面集疏港交通穿越城区时对居民生活、城市环境、城市道路等带来消极影响，而这两方面的问题不是从单方面研究能解决的，应一体化研究分析港口集疏运交通系统与城市交通系统。Pr.Domenico Amato(1999)提出实施港口城市的管理体制改革，优化港城合作关系，共同制定港城交通系统等其他港城规划内容；何凤鸣(2006)指出在用地布局优化、运输结构调整、港城交通网络、管理与政策等多个方面的研究基础上构建港城交通系统，提供港口交通与城市交通综合交通效率，促进港城交通快速协调发展。

2.2 港城交通系统规划与管理协同研究

(1)港区道路交通需求预测研究。

港区道路交通需求预测方法主要采用城市道路交通需求预测技术，基于港口吞吐总量，分货类预测港区道路交通。现状港区道路交通量预测影响因素中忽视了船舶到达规律、港区揽货风格、集港模式等内容，而且预测角度主要为宏观层面，无法实时疏导港区道路交通，动态分配港区有限道路资源，提高港区路网使用效率。

(2)港区道路交通疏导配流研究。

城市道路交通分配模型研究包括确定型均衡模型、最短路分配模型、概率均衡模型、多路径概率分配模型。现状港区道路交通分配模型主要沿用了城市道路交通分配理论。宋科(2005)在《大窑湾集装箱港区道路网交通规划研究》中利用传统“四阶段”法将预测流量分配到港区道路网中；陈厚强(2006)利用遗传算法寻找最佳路径，完成港区道路网交通流分配。

2.3 港区道路交通仿真研究

(1)港区道路交通仿真技术现状。

国外道路交通仿真研究始于20世纪60年代。随着计算机技术的进步，逐步发展起了采用计算机数学模型来反映复杂道路交通现象的交通分析技术和方法。道路交通仿真软件最早是TRANSYT，它由英国的D.L.罗伯逊于1968年提出宏观仿真软件，用以确定定时交通信号参数的最优值，但是由于模型多采用宏观模型，模型的灵活性和描述能力较为有限，仿真结果的表达也不够理想，这也是由当时的计算机性能所决定的。随着计算机的迅速发展以及对道路交通仿真模型精度要求的提高，仿真软件不断推出新品种。从20世纪80年代的NETSIMU模型，到如今较为成熟的交通仿真软件，如CORSIM、TRANSIMS、THORAU、PARAMICS、SIGSIM、VISSIM等，从不同层面、不同角度、不同要求对道路交通问题进行了仿真研究。

国内道路交通仿真研究起步相对较晚，20世纪90年代以后，国内交通工程界逐渐注意到交通仿真研究的重要性。虽然同济大学、东南大学、交通部公路科学研究所等一批科研单位展开这方面的实质性研究并取得了一定的成果，但是国内交通仿真研究对象和范围较小，局限于对单一问题的研究。国内很多研究单位对道路交通仿真的研究主要是借鉴国外优秀交通仿真软件工具，通过该地区交通调查研究对交通参数进行从新标定，从而使得国外交通仿真软件建立的仿真模型更符合国内道路交通状况。20世纪80年代初国内开始将计算机模拟技术应用于港口码头的规划设计，但是对于港区道路交通微观仿真的研究文献很少。

(2)港区车辆驾驶行为研究。

港区车辆驾驶行为分析对于建立港区道路交通微观仿真模型，验证港区道路设计内容对道路直接使用的影响具有重要意义。港区车辆(主要为大型货车、集装箱卡车、油罐车等)具有车身长、重载、加速度低、转弯半径大等特性，驾驶行为与小汽车、客车存在明显差异，港区道路交通微观仿真设置参数时应重点考虑大型货车、集装箱卡车、油罐车等驾驶行为特性。张杰等(2006年)通过对调查数据的研究分析大型货车速度、疲劳驾驶、驾驶心理等内容，并对交通标志、路面、线形等道路设计提出改善意见，以降低大型货车对道路交通的影响以及交通事故率；高悦尔(2007年)从交通冲突技术研究了大货车驾驶行为特性，提出货车比例较高的城市交叉渠化方案，降低货车对城市道路交通环境的影响。

2.4 港区道路设计规范研究

道路设计的内容涵盖了道路平纵横设计、路基路面设计、交叉口渠化设计、交通工程设计以及其他设计，主要从道路宽度、路缘转角半径、道路纵坡、交叉口优化设计等方面对港区道路展开研究。但是由于港区道路交通仿真尚处于起步阶段，港区道路交通仿真与港区道路设计协同研究几乎是空白。Leisch(1983年)最早提出基于运行速度的概念，并分别建立了小客车和大货车的运行速度模型。该模型主要是根据平面及纵断面路况估计不同车型的平均速度估计值，将其绘制成车速变化图，用于判断线性上的速度是否达到设计一致性，但是由于未建立计算机仿真模型，使得该模型无法广泛、有效、灵活地得到应用。李水鱼(2006年)基于流体力学模拟理论、交通波动理论和车辆跟驰理论等三大理论，以港区道路交通的实测数据为依据，分别对港区道路交通流密度、车速以及流量进行了分析研究，并对港口道路交通参数进行标定，但未进一步将港区道路交通特征应用于工程实际中，缺少工程实际应用。

3 技术方法介绍

(1)港口城市用地时空扩展特征及形态演化研究。

港口城市的扩展不仅表现为对非城市用地的替代，而且还涉及城市空间形态的变化，不同港口城市自然环境、区位条件、交通条件、经济和社会结构的不同，其用地形态演化也有很大差异。港口城市用地扩展及其外部形态演变格局与过程日益成为现代港口城市土地利用过程的重要特征和研究内容。分析港口城市空间形态，掌握城市用地时空演变规律，对于优化港口城市空间，推动其经济发展具有十分重要的意义。

(2)港口城市空间规划与交通一体化协调机制和方法研究。

传统港口城市规划是通过综合研究来确定城市发展形态的，并以此统筹安排城市各项建设用地，配置城市各项基础设施，交通系统的规划只是作为基础设施工程规划的一个专项。然而，随着港口城市的高速发展，特别是港城交通走廊对港口城市形态发展影响日益扩大，港口城市交通系统规划已经同环境等成为影响港口城市发展的最主要因素之一。因此，港口城市总体规划也应将港城交通战略与运输规划的研究纳入发展策略中。能动处理港口城市交通发展与土地利用的矛盾，协调处理二者之间的互动关系，对港口城市空间规划与交通一体化协调机制和方法进行研究，将开创港口城市规划工作的新思路。内容主要包括：

a.预约集港模式下港区交通系统规划与管理核心技术研究。

现实表明，单纯依靠修建道路、增加交通设施和采用传统的管理方式来解决港区交通问题，其效果是十分有限的，难以有效地解决港口存在的交通问题。因此寻求新的港区交通系统规划、管理、组织方法，借以指导、检验和再现港区道路交通规划设计工作，使方案能够做到土地利用集约、交通供给高效、规划设计与管理结合密切等要求，成为当前港区交通管理亟待解决的重要工作之一。预约集港模式下，以后方堆场为出发点，前方堆场为目的地的交通流向较为稳定，这为港区交通系统规划与管理提供了条件。

b.港区微观交通仿真方法与工程应用。

港区道路使用者(主要为集装箱、货车、油罐车等)的交通特性与城市一般车辆的交通特性存在很大差异，至今还没有权威规范明确道路弯度、坡度、车辆特性对港区交通通行能力的影响程度，因此对港区微观交通仿真方法进行研究有重要意义。

c.港口集疏运环节管理优化方法及一体化协调机制研究。

集疏运体系的快速高效，能在相当大的程度上缓和由于船舶随时到港、货流不均衡而引起的压船压货现象，也可以缓和货物集散对码头仓库容量过大的要求。集疏运体系能力的不断增强也会在一定程度上弥补港口其它系统的不足乃至扩大港口腹地半径，从而促进港口发挥最大的潜力，因此，对集疏运环节管理优化方法及一体化协调机制进行研究是提高港口物流服务效率与效益的关键之一。

4 结语

我国有近百个大中型港口，随着港口吞吐量的逐渐增大，对港、区、城交通的需求不断提高，迫切需要一套完整的港口城市交通系统规划设计与管理技术。港城交通问题的研究具有广泛的应用前景和发展潜力，如果加以引导和支持，必将推动相关领域技术水平的发展和提高，为进一步促进港口城市的发展打下基础。如果对港口城市单纯采用或借鉴普通城市交通系统规划设计和管理方案，不仅影响港口城市的成长和发展，更会直接影响到港口城市的交通规划、管理和组织的有效性。港口城市的特点决定了必须要根据其实际情况来研究和开发切实可行的交通系统规划设计与管理技术。

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