突发事件下城市路网脆弱性改善策略思考

向怀坤

摘 要：针对城市路网脆弱性的基本特性，分别从降低城市路网脆弱性出现的概率、降低脆弱性程度和提升脆弱性保障机制三个方面，对突发事件下改善城市路网的脆弱性问题进行了思考，提出了相应的改善实施路径，对城市路网规划、建设、管理等工作具有一定的指导意义。

关键词：城市路网;脆弱性;可靠性;保障机制

中图分类号：U491.13 文献标识码：A

目前，学术界对于城市路网脆弱性的概念尽管还没有统一的定义，但是对路网脆弱性的内涵已基本取得了共识[1-5]，大致包括以下几个方面的内容：①指道路网络系统暴露于不利影响或遭受损害的可能性，体现了与风险类似的一面;②指系统遭受不利影响或损害的程度，这强调了系统面对扰动的结果;③脆弱性是系统承受不利影响的能力，强调系统自身应对能力;④脆弱性是一种概念的集合，包括暴露、敏感性、适应性及恢复力等，强调脆弱性的表征;⑤系统对扰动的敏感性和缺乏抵抗力而造成的系统结构和功能容易发生改变的一种属性，强调系统的内部结构和功能。这五种含义表明，城市路网脆弱性具有高度的复杂性和不确定性。为了降低突发事件下城市路网的脆弱性，需要考虑相应的脆弱性改善策略。关于城市路网脆弱性的改善策略研究，目前国内外重点在以下几个方面进行了探索。其一是针对路网结构优化的技术改善策略，如“加边”或者“移除边”的策略;其二是针对道路容量及交通运行的改善，核心是交通需求管理策略。本文在总结分析现有思路的基础上，提出了突发事件下城市路网脆弱性的几项改善策略。

1 降低脆弱性出现的概率

城市路网脆弱性出现概率体现了路网的脆弱性风险，即路网在结构确定和需求分布基本稳定的日常运行状态下，某一或某几条道路发生中断的可能性。

作为城市的重要功能和城市交通活动的载体，城市道路网可视为城市的“血液循环系统”。从生命周期理论可知，任何一个城市路口、路段和由众多路口与路段构成的城市路网，都会经历从提出、规划、设计、建设、运维到改造的生命活动过程。在这个活动过程中，城市路网的脆弱性作为其自身的固有特性之一，自规划、设计之日起就已经存在，不同的路网结构、不同的道路等级、不同的地点，这种脆弱性程度均有所不同，因而，在面对同等的事件冲击时，不同结构、不同等级和不同地点的城市道路网络所体现出的脆弱性程度将会表现出较大差异，换言之，不同的城市路网，其脆弱性现出的概率或脆弱性风险将有所不同。

对于脆弱性风险较高的城市路网，应该首先改善其拓扑结构和道路自身条件。目前，我国常用的城市道路网络拓扑结构可归纳为四种型式：方格（棋盘）式、放射环形式、自由式及混合式。通过诊断潜在的脆弱性高风险路段，提出具体的有针对性的改善方案。具体包括以下几个方面：

（1）对路网结构进行加固，提高路网结构的通行效率、可达性、通行能力等稳健指数，从而降低路网结构的脆弱性。

（2）对路网自身的功能等级进行改善，提升其应对突发事件的交通疏导功能，从而预防脆弱性导致的路网级联失效事故。

（3）对于交通需求压力较大的城市路网，要考虑从交通需求管理的角度入手，充分运用交通需求管理策略，抑制需求，增加供给，从而达到路网的供需平衡，使路网交通负荷处于可接受状态，保证路网基本功能的发挥。

（4）梳理高路网密度地区的低等级道路，分析其具体交通流量，以及周围连接道路的等级，采取合理提升其道路等级措施来对其进行优化，使路网级配处于合理区间。

（5）对于高路网密度地区的高等级道路，可以保持其道路等级不变，对其周围连接道路的通行能力进行改善，为该路段进行分流;对于低路网密度地区的高等级道路，可以考虑提高附近地区的路网密度，尤其是在与该关键路段平行的位置，修建合理等级的道路，与其共同承担路网组团之间的连通压力。

2 降低路网的脆弱程度

城市路网脆弱性程度侧重于体现脆弱性结果的高低，一般采用定性或定量指标来表达。比如路段失效下路网的脆弱影响程度，是指某一或某几条路段发生中断的后果，表现为整体路网运行效率的下降和相关路段交通负荷的增加。

当城市路网遭受突发事件后，出现路网连接的失效（或降级），从而显著的降低了道路节点的可达性，在某些特定情况下导致网络的不可运转性，使得道路交通运输网络的服务水平极大下降。在某路段失效的情况下，还可能引发周围发生级联失效路段的数目，即路网中某路段的失效，会带来绕行距离增加，路网容量下降、通行延误等问题，同时，原本依靠失效路段通行的交通量会随之转移到其他道路上，进而相关路段交通负荷增大，称之为级联失效的现象。比如：2009年6月，27年来最猛的大暴雨袭击武汉，造成渍水较严重的路段达260余处，最深处超过半米，大范围的渍水造成全城拥堵6小时。为了降低城市路网的脆弱程度，可以从以下几个方面来实施改善策略：

（1）完善该路段的可替代路径，减轻该路段的交通压力，为交通应急疏散做准备。需要针對脆弱性程度较大的路段，研究提出应急事件下的可替代路径及实施方案。对于尚未全面开发的城市区域，可以结合该区域城市规划、交通规划，提出相应的解决方案;对于建成区且开发强度较大的区域，需要考虑在现有的路网中，通过打通微循环等途径，拓展现有替代路径。

（2）对于重要路段（非薄弱路段），虽然发生脆弱性故障的概率不高，但是一旦发生故障后，将对路网容量产生极大的影响，从而难以在短期内降低其脆弱性风险和脆弱影响程度时，需要了解路段失效后的路网故障传播情况，对影响范围内的路段做好应急准备和实时监测。

（3）对于发生故障的风险较大的地点和区域，特别是对城市路网容量产生较大影响的地点和区域，需要从路网结构、交通管制等方面研究制定专门的应对保障方案。城市发展离不开道路建设，当现有的网络规模不能满足其上的交通流量和强度时，就需要对网络中的道路进行扩建或者改建。道路扩建或者改建都是在原有道路规模上进行拓展，是通过在原有交通网络上改善某些路段的通行能力或者增加一些新的路段来达到优化交通系统的目的。

3 提升脆弱性保障机制

随着城市道路网不断扩大和发展的同时，其承担灾害的风险也在加大，抵御灾害能力的脆弱性不断地暴露出来。比如最常见的情况是：道路网的供给与需求在数量和分布上不平衡，从而发生常态性的交通拥堵。具体表现为，在日常的交通状况下，交通事故、车辆抛锚、追尾、路面塌陷、道路施工改建项目等都会对城市的交通运行带来巨大干扰，使得道路交通运输系统所能承载的容量大大降低。其次，自然灾害的发生会使得道路网的通行能力受到很大影响，受交通事故、自然灾害、人为事件等突发事件的发生，造成局部甚至整个地区交通网络的瘫痪。为此，建议从以下几个方面，提升城市路网脆弱性保障机制。

（1）改善交通设施自身状况，降低道路交通突发事件应急管理系统的脆弱性。交通基礎设施总体分为：一般公路交通设施、高速公路交通设施，市政道路交通设施，轨道交通设施、停车场设施等。交通基础设施包括为交通系统保障安全正常运营而建设的公路、轨道、隧道、高架道路、车站、通风亭、机电设备、供电系统、通信信号、道路标线等设施。把交通基础设施建设与改善工作摆在城市建设的突出位置，提升路网载体功能，降低其遭遇突发事件时的脆弱性。

（2）完善道路交通应急预案体系，加强道路交通突发事件应急准备能力。所谓应急预案体系，是指相关部门要针对各级各类可能发生的事故和所有危险源制订专项应急预案和现场应急处置方案，并明确事前、事发、事中、事后的各个过程中相关部门和有关人员的职责。一般包括综合应急预案、专项应急预案和现场处置方案三大部分。其几大重要子系统为：完善的应急组织管理指挥系统;强有力的应急工程救援保障体系;综合协调、应对自如的相互支持系统;充分备灾的保障供应体系;体现综合救援的应急队伍等。其中，生产规模小、危险因素少的生产经营单位，其综合应急预案和专项应急预案可以合并编写。

（3）加强道路交通脆弱性监测与排查，形成良性的道路交通管理正反馈系统。为了开展脆弱性排查，需要首先建立完善的脆弱性评价指标体系，在此基础上，通过多种渠道收集整理道路交通网络数据，对监测数据进行整理，进行脆弱性（度）测算和评价。其中，数据的收集工作，可以与道路交通安全隐患排查工作相结合，两者之间进行有效的衔接，从不同的角度对道路交通运行状况进行分析。其次，在脆弱性评价基础上，生成道路交通网络脆弱性分级清单，对那些存在较大脆弱性的地点、路段，建立重点监测信息表，并且将其反馈到相应的道路交通主管部门，作为年度工作重点，确保不发生重大道路交通事故或改善该处的路网脆弱性。

（4）建立路网脆弱性分析与应急预案管理之间的有效联运机制。在道路交通领域，所有的道路交通应急预案应该紧紧围绕如何应对常规性的道路交通事件（如拥堵、道路施工影响等）和突发重大道路交通事故的应急处置来展开，包括综合性的处置方案，以及针对特定情景下的事故处置方案，并且明确各类事件处置的工作流程和规范要求，以加强道路交通突发事件应急准备能力，从而最大程度降低道路交通的脆弱性。

4 结语

本文在总结现有研究成果的基础上，分别从降低脆弱性出现的概率、降低路网的脆弱程度和提升脆弱性保障机制三个方面，对突发事件下改善城市路网的脆弱性进行了一些思考，这些措施具有以下几个方面的意义：①有助于道路管理部门更好地认清交通系统的脆弱环节，对道路的保养和维修确定优先次序;②有利于优化日常交通运输网络的运营管理，降低交通拥堵和时间延误;③有助于评估各种不同的控制和管理策略所可能产生的后果和整体效应，增强人们对灾难事件和应急事件的预防能力和应对能力;④有助于评估各种路网规划方案可能具有的连通脆弱性，通过交通网络规划增强预防能力和应对能力。

参考文献：

[1]杨露萍，钱大琳.道路交通网络脆弱性研究[J].交通运输系统工程与信息，2012，12（01）：105-110.

[2]毛亚会，余丹林，郑江华，等.城市脆弱性评价研究进展[J].环境科学与技术，2017，40（12）：98-99

[3]吴璟.智慧城市的脆弱性及其综合应对[J].天津社会科学，2020，231（02）：109-113.

[4]钟琦.城市群干线路网脆弱性评价[D].2019.

[5]李永成，刘树美，于尧，等.兼顾路段和交叉口的路网脆弱性识别机制[J].北京邮电大学学报，2020，43（01）：18-24.