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城市道路交通拥堵机理及控制方法研究

2019-10-14陈珊珊

西部论丛 2019年17期
关键词:交通拥堵城市道路控制策略

陈珊珊

摘 要:伴随着城市规模的扩大,城市交通问题变得愈加严峻。针对当前我国城市道路交通控制当中存在的问题,基于对拥堵机理的深入分析,提出了一些解决策略,通过论述证明其具有一定实用价值。

关键词:城市道路 交通拥堵 机理分析 控制策略

现代化城市的交通质量对城市的发展健康具有重要影响。随着人们生活水平的提高,私有车数量大大增加,随之而来的道路拥堵、行驶安全等问题越来越困扰着人们的日常生活。因此,城市道路交通拥堵控制已经成为了一个研究热点,本文将对此展开深入讨论。

一、城市交通拥堵形成机理分析

交通擁堵的本质是交通供给与交通需求不平衡的结果,在供需不平衡所造成的干扰下,道路上的交通流呈现两种变化态势。一种是干扰-失稳-稳定;另一种是干扰-失稳-拥堵。前一种变化态势是在供需不平衡的情况下,造成道路交通流的不稳定状态,通过道路自身的调节能力或实施有效的疏导,在一定时间内能恢复到正常的稳定状态。后一种供需不平衡时,靠道路本身调节,或在实施相应的交通管控措施下仍不能疏散滞留的车辆,从而造成道路交通流运行不稳定,形成交通拥堵[1]。交通拥堵的产生最初出现在道路的某一个点上,这个点可以是路段的瓶颈处或交通事故的发生点,也可能是连接路段的交叉口处。该点是拥堵的核心,当该点滞留的车辆靠自身的调节能力无法消散时,或在交通管理者的控制和疏导下仍不能及时排除时,拥堵现象将逐渐向相关路段蔓延,滞留的车辆会出现在相邻的路段和交叉口,随着时间的累积效应,点拥堵逐渐演变为主干道上的线拥堵。

(一)初始期。在交通拥堵的起始阶段,交通拥堵首先出现在路网的关键位置,如关键路段、关键交叉口或交通事件地点。在该位置,通行能力开始下降,车队行驶速度下降,在道路或交叉口处开始出现车辆滞留和排队现象[2]。这种交通阻滞现象只是出现在局部范围内,属轻微拥堵。如果在该位置的交通能及时疏导,或者偶发的交通事件能有效排除,交通拥堵的现象可以在短时间内恢复正常。

(二)发展期。随着时间的推移,不同方向的车流逐渐在拥堵点汇集,受阻车辆不断向上游、各个支路和各个方向蔓延,相关联的道路交通状态受到影响,原来畅行的道路行车速度也急剧下降,相关路段和交叉口的交通流出现停停走走的现象,致使局部路网的通行能力下降,交通供给满足不了交通的需求。此时,一些交通参与者开始出现烦躁不安的情绪,在部分交叉口和路段会出现人流和车流混合的现象,车队的行驶处于混乱状态。这种情况下,整个交通状态还是处于可控状态,在交通管理者的指挥或利用其他手段进行协调情况下,对各个方向的交通流进行有效的疏导,使滞留车辆逐渐消散,需要比较长的时间才能恢复正常的交通状态。若没有交通管理者的协调和指挥,也没有及时实施有效的交通控制、诱导措施,交通拥堵的范围将进一步扩大,阻塞程度将向更加严重的方向发展。

(三)拥堵期。即大面积交通堵塞阶段。在这种情况,区域内交通流基本处于饱和状态,相邻路段和交叉口均出现拥堵现象,整个区域的交通形成一个闭环,交通陷入停顿和瘫痪状态。在这种情况下除了需要交警的协调和指挥外,还需要实施一些临时交通管制措施,如禁止转弯、临时限行等,为关键路段或交叉口开辟车辆通行的通道,解开闭环的“死锁”状态,然后逐渐使相关路段及交叉口保持通行状态[3]。在这种情况下,需要更长的时间对区域内阻塞的交通流进行疏导,才能恢复整个路网的运行状态。

二、控制策略

(一)基于BIM技术的城市道路科学设计。城市道路设计包括空间结构设计、交通分流、信号灯变化等内容。传统的道路规划设计依靠大量的勘探人员通过实地测绘,构建数据图进行规划,这种方式不仅耗时耗力工期较长,而且数据的精度也无法保证。基于现代化的BIM技术则可以很好的解决这类问题,具体设计有以下几个方面。第一,BIM 技术可以实现对道路周边环境的三维数字重构,以最大的相似度还原地貌特征、建筑格局等信息。技术人员依据工程需求对道路形式进行合理的规划,同时随着工程的进行对施工空间的转移进行优化布置,最大程度的降低施工过程对城市区域交通的影响。第二,BIM技术提供了城市道路交通流量信息,技术人员在道路施工设计过程中可以根据实际情况评估人流车流信息,从而更加合理的布置道路建设方案,设计信号灯变化方案,从而缓解交通拥堵问题。

(二)多中心城市格局规划。常发性交通拥堵由地区服务水平吸引市民流向导致。而多中心式的城市布局能够大大降低居民出行的路程长度,减少居民出行的空间跨度。多个城市中心能够很好的将市区人们的活动范围分流,从而减少市民向少量区域集中的情况,分散城市交通压力。非常发性交通拥堵通常由事故所致,例如交通事故、自然灾害等。在突发情况中,多中心城市格局能够更加有效的实现交通分流,降低拥堵情况。

(三)大力建设交通基础设施。城市交通拥堵问题的解决具有复杂性、综合性的特点,策略制定需要多种方案共同发挥作用。其中,交通基础设施的建设在很大程度上会缓解城市中心交通压力,例如:兰州市中心城区受地形条件限制,东西狭长,而车流量却很大,长期以来被交通拥堵所困扰。但是在2019年中旬地铁一号线开通运营后大大减少了地面的拥堵状况。由此可见交通基础设施建设改善交通系统结构对于优化城市交通具有重要作用。

(四)应用智能交通技术。人工智能技术为城市发展提供了更多选项,在控制城市道路拥堵中具有极大的利用价值。例如基于智能算法的交通流量预测与信号灯智能控制。借助于计算机对区域道路的车流量历史信息进行数学统计分析,并建立起不同时间段各个方向车流量的预测模型,将模型应用到交通路口信号灯控制当中则可以根据不同方向车流量的实时变化情况对红绿灯变化频率进行实时调整,进而降低道路拥堵发生的概率。

(五)完善公共交通系统。政府需要在公共交通设施的建设上投入更多资源,并提倡和吸引民众利用公共交通工具出行。首先,城市道路交通的直接原因是私家车数量的不断增加,因此想要减少人们使用私家车代步出行的数量就要吸引他们主动选择公共交通工具。可以通过完善城市交通结构、优化交通系统的方式进行,例如:投资建设轻轨项目、地铁项目、快速公交项目等等。在载具上实行设备优化增加空调系统等,提升乘坐舒适度。

结 论

通过以上论述,本文从现代建模技术应用、城市格局优化、大力加强交通基础设施建设、智能交通技术应用、完善公共交通系统等方面提出了一些控制城市交通拥堵的策略,通过论述证明其具有一定实用价值,但在实际运用中还是存在许多不足,因此,广大从业技术人员应当投入更多的精力到相关研究当中,为我国城市化进程稳步健康推进提供保障。

参考文献

[1] 邱岳.城市道路交通拥堵机理及控制方法分析[J].山西建筑,2018,44(32):29-30.

[2] 雷洋,黄承锋.城市交通拥堵治理的研究综述和建议[J].综合运输,2018,40(04):8-11+42.

[3] 周师凯.城市道路交通拥堵机理及控制方法研究[J].资源信息与工程,2018,33(01):159-160.

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