交通拥挤常态下城市干道瓶颈演变与分析研究

高明坤

【摘 要】随着机动车数量的迅猛增长，城市干道交通拥堵已经成为城市的普遍现象，是城市中交通状况的常态。城市干道的瓶颈对整个城市的交通流运行具有一定的截流作用，对于城市干道网络运行顺畅度具有重要的影响。城市干道瓶颈可分为常发性瓶颈和偶发性瓶颈，但是无论哪种瓶颈，都对城市交通流具有不利的影响，本文从城市干道瓶颈形成的原因开始分析，探讨瓶颈演变和运行的机理。

【关键词】交通拥挤 城市干道 瓶颈 交叉口

我国机动车数量的迅猛增长，城市干道车流量不断增加，城市交通拥堵已经成为现今我国各大城市的常态。在这种交通拥堵常态下，虽然各大城市都在致力于城市交通建设，期望能够有效的缓解交通拥挤的现象，但是城市建设却远远跟不上车辆增加的速度，交通拥挤成为现今城市交通干道的常见病，也是阻碍城市发展的“顽症”。为了满足不断增加的交通量要求，我国很多大型城市都开始修建高架桥、快速路，建立立体化城市交通系统。虽然在一定程度上缓解了交通拥堵的情况，但是随着城市人们活动的日益频繁，汽车出行量的增大，城市交通拥挤的现象并没有得到根本上的解决，尤其是早晚高峰时间，交通拥堵依然很严重，城市干道瓶颈问题亟待得到有效的解决。

1 城市干道交通瓶颈问题概述

一般来说，城市交通拥挤通常发生在交通瓶颈的地方。城市干道交通瓶颈值得是机动车上游的排队流于机动车下游自由流之间的交接点，或者说是分界点，多称为瓶颈交叉口。城市干道瓶颈一般分为常发性瓶颈和偶发性瓶颈两个类型：常发性瓶颈也可称为固定瓶颈，主要包括交叉口、干道车道数量减少道路变窄、匝道、转弯处等；偶发性瓶颈也可称为临时瓶颈，主要包括交通事故地点、慢车道等。城市干道瓶颈位置对交通流的运行具有一定的截流作用，对交通流的顺畅性及整体路网的运行效率都具有不利的影响，因此要做好城市交通调流工作，首先就要对干道瓶颈处出现交通拥挤的规律进行研究，找到其中规律，探索有效的调流扩散方法，提供城市路网的运行效率。常发性瓶颈具有固定性，其原因在于车流量远远超过了城市干道所具有的通行能力，这是造成城市交通拥挤的根本原因；偶发性瓶颈具有明显的偶然性，没有什么规律可言，发生概率并不大。我们对于交通瓶颈的研究多是指对常发性瓶颈的研究。

2 城市干道瓶颈形成的原因分析

2.1 道路结构设计的问题

现有的城市干道在设计上着眼于眼前，没有充分的考虑到未来车流量增长的速度，随着车流量的不断增加，原有的道路交通能力已经远远无法满足不断增长的交通需求。道路结构设计的落后性使得车流量没能很快的疏导，车辆不断累积而产生排队现象，不能在规定的通行时间内疏导扩散而产生交通拥挤，影响整体路网的运行。

2.2 路段长度的问题

路段长度指的是各个路段交叉口之间的距离，通常路段越短，车辆越容易发生拥挤排队的现象。原本车流量运行很顺畅，但是在经过一个很短的路段时，因为路段长度的问题车辆队伍不能做到及时快速的扩散，从而在瓶颈交叉口产生交通拥挤的现象。

2.3 车道功能分布的问题

车道功能如果呈不合理的分布，在城市早晚通行高峰期，就会因交通流的不同向而产生交通冲突，绿灯通行时间就会显得不充分，通行时间也无法得到充分的利用，车辆在瓶颈交叉口通行需要的时间过长，必然会出现交通拥挤排队的情况。

2.4 交通流量的大小问题

交通流量具有一定的时间周期，一般来说，城市交通流量高峰会出现在早晚上班高峰时段，交通流量离高峰值越近，瓶颈问题越容易出现。通常在城市中心區，交通流量越高，在瓶颈交叉口越容易出现拥堵。在短时间内是无法对空间分布特征进行有效的改变的，如果对道路进行改建，车辆就会被分流到周围的路网上，交通瓶颈也随之转向周围的路网。

3 城市干道瓶颈的运行机理分析

在现代城市道路交通系统中，在道路交通能够满足交通需求，就能够保持畅通无阻的状态，车辆运行稳定、有序。行驶在城市干道中的车辆各自按照实际需求分布在道路路段或者交叉口，交通压力在城市干道上呈均匀的分布，如果是这样，即使受外界环境的干扰，在既定的时间周期内，交通流都会均匀的疏导，车辆通行呈现畅通的状态。

然而实际的城市干道交通运行情况却不尽如人意，城市道路交通系统常常因为受到外界变化的干扰和影响，其稳定性和均衡性受到破坏而变得紊乱。当有交通事件发生时城市干道交通流不在保持有序的状态，在个别瓶颈交叉口就会出现持续的交通流高峰，如果该路段通信能力较小无法满足高峰交通流的需求时，平衡的道路运行状态就会受到破坏，及时通过自身的努力调节也无法满足交通流压力。如果不能及时的对道路瓶颈加以解决，通常就会向周围的路网发展，那么就会造成一定区域内的交通拥挤。这样看来，道路交通的瓶颈主要是来自于供需之间的不平衡，简单来说就是先由干道瓶颈路段产生车辆积累会排队，车辆累积的速度大于车辆驶离扩散的速度，直到车流量溢出向上游瓶颈交叉口蔓延。要有效防止拥堵避开路段瓶颈，就要预先对瓶颈所在路段的拥挤问题加以了解，通过优化控制来缩短排队长度，来达到瓶颈控制的效果。

4 结语

城市经济的快速、健康发展是建立在便捷顺畅的交通的基础之上的，为了能够有效的解决城市干道瓶颈问题，改善城市交通拥挤的状况，建立智能化交通系统，充分利用现代先进的信息技术，是一条有效的途径。城市交通拥挤已经成为一种常态，面对日益增长的交通压力，要积极引进信息化管理技术，建立和完善现代化智能交通系统，在加强城市道路基础设施建设的同时加强路网系统的疏导调节作用，对交通运输系统从整体上全面进行优化，这是现代城市交通系统发展的主要方向。然而，在提倡绿色出行、环保交通的大潮流下，选择绿色环保的出行方式，不仅符合现代城市走绿色发展路线的需要，对于减小城市交通压力，改善城市干道瓶颈问题无疑也是一种值得推广的好办法。

参考文献：

[1]邵敏华，邵显智，孙立军.对城市道路通行能力定义方法的探讨[J].交通与计算机，2015，23（6）：68 - 71.

[2]王殿海，陈学文，杨绍辉 等.北京市快速路交通瓶颈分析[c].第七届世界华人交通运输学术大会论文集.北京：人民交通出版社，2011：329—335.

[3]邓卫，李俊利.高速公路常发性与偶发性交通拥挤的判别[J].东南大学学报，2014.