李书覃,程启先,夏圆向,吕思悦,陈剑平

(1.信阳师范学院 地理科学学院,河南 信阳464000;2.信阳师范学院 精准扶贫与乡村振兴软科学研究基地,河南 信阳464000;3.河南城建学院 土木与交通工程学院,河南 平顶山467036)

“交通稳静化”(Traffic Calming)起源于20世纪中叶的西欧,是指通过速度控制、流量管理等措施来进行交通管理的模式,相较于传统“大拆大建”的道路优化模式,交通稳静化具有工程量小、效果突出等优点,更适合于建设条件较差且工程受限的区域[1].交通稳静化的实质是从道路系统的微观环境着手,试图解决人行与车行之间的矛盾并实现人和司机利益平等化,进而保障道路的宜人性和安全性[2],该模式是人车共存理念的突破性发展.

交通稳静化被认为是发挥街区空间共享功能的有效途径[3].现有研究多从交通稳静化的措施和实践着手,通过实地调查或技术模拟进行优化实践[4,5],但对交通稳静化在体系化、规范化等方面缺乏深入探讨,导致关于交通稳静化模式的研究比较零散、孤立.许多学者倡导从理论框架、概念机理等宏观尺度进行交通稳静化模式的探索,指出交通稳静化在住区吸引力和道路安全性中的突出作用[6,7],但对交通稳静化在具体方案中的实施策略缺乏深入探讨.汤天培等[8]将交通稳静化的系统规范和实施策略结合,进行交通稳静化在住宅区的应用研究,具有较强的参考价值,但该研究对于具体区域的改造方案未能进行调查模拟的实践,亟需后续研究加以补充完善.

中小城市在我国城镇体系中居于重要地位,占据我国国土面积的96.57%和总人口的75.4%[9],但是目前国内学者针对中小城市尺度研究在数量和深度方面存在“双重不足”.随着我国城市化进程的不断加快,部分城市住区中所存在的交通问题也逐渐从大城市蔓延到中小城市,中小城市的城市交通设施多存在发展滞后、资金不足、管理理念和技术相对落后等问题[10].尤其是本世纪初的中小城市普遍未能对私家车普及的速率和规模进行合理准确的预测评估,因此多数既有小区中的交通设施已难以适应当前需要,亟需对既有交通设施进行优化.本研究明确交通稳静化的相关概念与内涵,并结合居住小区交通行为调查结果,进行居住小区交通稳静化优化方案和微观仿真研究,以期为缓解居住小区内“人车冲突”提供可行方案,并探索居住小区交通“人车和谐”发展方向.

1 交通稳静化的相关概念与内涵

1.1 交通稳静化的相关概念

交通稳静化模式提出时间较晚、发展不长,但国内外的学者都对该模式及其相关概念进行了较多研究,其中比较重要的相关概念有庭院式道路、生活性街道、家园地带、共享街道等.本文依据区域、时间、目标等将交通稳静化的相关概念进行归纳[3,11～14],结果见表1.

1.2 交通稳静化的内涵与实施措施

本质上来看,交通稳静化是一种新型的人车混行模式,并突破了以往“人车对立”或“人让车”的交通管理方式[15].交通稳静化通过道路、环境等多方面的限制来降低车速,即从道路系统的微观环境缓解人车矛盾,达到控制交通速度、完善流量管理等目的(图1),在此基础上,降低人车共存带来的交通安全隐患,营造舒适、安全的人车共存空间.广义上的交通稳静化模式还包括交通引导、执法监督等内容,如:车道彩化、人行横道可视化、限速图案及减速标记等,为该模式的落实提供保障.

图1 居住小区交通稳静化路径选择机制

2 居住小区交通行为调查

2.1 调查区域现状

信阳市地处豫南大别山区,是我国中部的集中连片贫困区域,经济发展水平不高、城市设施落后.在信阳市的中心城区内存在较多的老旧居住小区,因此在交通稳静化研究方面具有一定的典型性,信阳市在我国中小城市中也具有一定的代表性.本研究以信阳市中心城区泰和苑等6 个居住小区为对象进行交通行为的实地调查,调查的主要内容包括道路与交通设施现状、高峰期交通量和交通冲突等方面.

2.2 道路与交通设施现状

信阳市的居住小区内部道路能够分为居住小区级、组团级、入户路3 级,其路面宽度、附属设施与行车特征随道路等级变化而变化(表2);信阳市停车位以地上停车位为主,既有小区中地下停车位较为少见,且户均(地上)停车位数量仅为0.59 ± 0.22 个(经95%置信区间检验).

表2 居住小区道路等级特征

2.3 扩大高峰小时交通量

居住小区扩大高峰小时交通量统计时间为国家法定工作日上午7:00 ～ 8:00,下午17:30 ～ 18:30,统计日期为2018年11月12 ～ 16日.在该时间段内由高峰小时内连续15 min 累计交通量最大的区间的累计交通量推算而得出小时交通量.对不同类型交通工具进行分类交通量统计,道路总交通量分为机动车(小汽车、燃油摩托车)、非机动车(自行车、电动自行车、电动摩托车)以及行人3 个部分,具体数据略.

2.4 高峰期交通量构成特征

依据信阳市住区与交通的相关研究文献[16～18]并结合实地调研数据,整理得到居住小区高峰期交通量构成特征表(表3).从居住小区道路扩大高峰小时交通构成来看,早、晚高峰两个时间段交通量总体差别不大,不同类型交通存在一定规律,早、晚高峰期机动车交通量波动较大,非机动车及行人交通量波动较小,高峰期机动车平均车速较高,不同规模居住小区3 类交通量的比例较为接近.

表3 居住小区高峰期交通量构成特征

2.5 高峰期交通冲突特征分析

高峰期居住小区内各等级道路的交通冲突现象频繁发生,且不同等级道路主要交通矛盾也不尽相同.居住小区高峰期交通行为主要包括各类车辆的调头、转向、改变车速、路线交叉、突然停车及居民横穿道路等,居住小区高峰期交通冲突主要分为“机非冲突”和“人车冲突”2 类(见表4).“机非冲突”主要发生在居住小区级道路与组团级道路交叉口区域,“人车冲突”主要发生在组团级道路交叉口.

表4 居住小区高峰期交通冲突

3 居住小区交通稳静化优化方案

3.1 居住小区级道路优化

居住小区级道路以满足居民各类通行需求为首要目的,让各类车辆尽可能快速、方便地通过.在这类道路上强调车辆的主导性,主要采用交通分流的方式实现交通稳静化的目标.通过道路交叉口机非分流、路面隔离、过街安全岛等方法(图2),来减少不同交通流之间的相互干扰与线路交叉,实现各类交通高效、有序、稳定运行的目标.具体措施见表5.

图2 居住小区级道路交通稳静化优化示意图

表5 居住小区级道路交通稳静化优化措施

3.2 居住组团级道路优化

居住组团级道路在保证车辆通行的同时为居民休憩、娱乐、社交等行为提供活动空间.在这类道路中强调行人的优先性,主要采用速度控制的方式实现交通稳静化的目标.通过交叉口窄化、交叉口铺装、花坛或绿岛、弯曲行车路面及设置路拱(图3),来达到减缓车速、保障行人安全等目的.具体优化措施见表6.

图3 居住组团级道路交通稳静化优化示意图

表6 居住组团级道路交通稳静化优化措施

4 居住小区交通稳静化微观仿真

4.1 VISSIM 软件概况与仿真设置

VISSIM 软件又称PTV-VISSIM 软件,是一款1992年上市基于CAD 的仿真建模工具.该软件能够根据车道、车速、车流、信号灯等复杂情况,进行基于时间间隔和驾驶行为以及城市和公共交通通行模拟的交通建模工具,是城市交通工程与规划领域内的常用模拟软件[20].本研究利用VISSIM 软件进行交通稳静化仿真模拟,选取交通冲突较为密集的典型道路交叉口区域作为仿真对象,就居住小区和居住组团两级道路交叉口分别进行仿真模拟.

以本文第2 部分“居住小区交通行为调查”内容为基础,结合参考文献[21～28]和《中华人民共和国道路交通安全法(2017 版)》进行微观仿真模拟.受文章篇幅限制,对VISSIM 软件中指标的具体设置不再进行详细阐述.其中,参数指标主要包括道路路幅、道路结构、车辆类型、车辆流量、行车速度、行车规则等;输出指标主要有平均行程时间、车辆延误时间平均值、平均排队长度等.

4.2 居住小区级道路交叉口微观仿真

居住小区级道路优化重点在于提高行车效率、减少拥堵.居住小区级道路交叉口场景预设构建中考虑采用机非分流的交通稳静化方法:机非分流车道端点距同向道路中心线30m,在此范围内,实现机非分流,减少机动车与非机动车因减速、起步、转向产生的线路交叉与干扰,如图4所示.

图4 居住小区级道路交叉口优化示意图

求解结果如图5所示.由图5可知:优化后,机动车通过车辆数增加14%,行程时间减少9%,平均延误时间降低19%,平均排队长度减少17%,平均速度增加23%;非机动车辆通过数变化不大,平均行程时间减少14%,平均延误时间降低28%,平均排队长度减少40%,平均速度增加9%.总的来说,优化后机动车的行车效率获得较大提升,非机动车行车效率也有所提高;各类车辆的延误时间、排队长度问题得到缓解,居住小区级道路的通行效率得到提升;交叉口分流对机动车的影响幅度普遍大于非机动车辆.

图5 居住小区级道路优化模型求解结果

4.3 居住组团级道路交叉口微观仿真

居住组团级道路优化重点在于降低车辆速度,保障行人安全.在居住组团级道路场景预设构建中考虑采用交叉口窄化,即通过窄化区域、人行道的组合设置,来进行居住组团级道路交叉口的VISSIM 模拟,如图6所示.

图6 居住组团级道路交叉口优化示意图

求解结果如图7所示.由图7可知:优化后,机动车通过车辆数减少6%,行程时间增加8%,延误时间增加10%,平均排队长度增加17%,平均速度降低33%;非机动车辆通过数变化不大,平均行程时间减少5%,平均延误时间降低14%,平均排队长度优化前后无变化,平均速度减少1%.总体上来说,交叉口窄化对机动车速度的影响最大;非机动车模拟区域行程时间、平均延误时间得到缓解,非机动车通行效率得到提高,居住组团级道路的机动车行驶速度得到控制,对保障行人安全起到积极作用.

图7 居住组团级道路优化模型求解结果

5 结论

5.1 主要结论

(1)明确了交通稳静化的相关理念与内涵,以信阳市为例进行居住小区的交通行为调查.依据区域、时间、目标等内容对庭院式道路、生活性街道、家园地带、共享街道等相关概念进行整理和归纳;经交通行为调查发现,信阳市居住小区中的交通设施难以满足实际需要,早、晚高峰期的交通量总体差别不大且构成比例接近,但机动车交通量波动较大.

(2)依据不同的道路等级,提出了相应的交通稳静化优化方案,并通过VISSIM 软件进行微观仿真的场景构建与求解.“居住小区级+居住组团级”的等级优化措施切实可行,经实地调查和分析技术模拟的结果发现,居住小区的交通稳静化方案在保障行人安全、提升行车效率、维护交通秩序等方面效果显著,且对于非机动车的不利影响较小.

5.2 相关讨论

(1)交通稳静化优化在改善住区交通秩序、提升住区居住品质等方面有着显著作用.居住小区是与城市居民生活息息相关的区域,在城市化加快、老龄化加深、家庭小汽车普及化等背景下[29～31],居住区交通矛盾日渐突出并引起广泛关注,交通稳静化在居住小区中的应用是一次有意义的尝试,处理好居住小区的交通问题,对提升居民的安全感、归属感、幸福感极为重要.

(2)中小城市居住小区人车混行交通稳静化模式研究有待进一步深化.一是本研究仍然停留在仿真模拟的研究层面,对于优化设施在建设成本、建设周期的控制以及后续维护的工作探讨较少,且未能将各种优化措施进行逐次模拟检验;二是本研究侧重信阳市居住小区的交通行为调查结果,虽然对其他中小城市有一定的借鉴与参考价值,但是仍然难以代表所有中小城市,具体的方案实施中仍然需要“因地制宜”进行交通稳静化方案的设计;就目前而言,本研究能够为缓解居住小区内“人车冲突”提供可行方案,就居住小区交通“人车和谐”发展方向进行浅要探索,能够为后续居住小区交通在规划、建设、改建等全生命周期范围内的有关研究提供可借鉴的理论基础[32],并有待相关研究内容的进一步完善[33～35].