美國管控車道概念對中國交通組織管理的啟示

高凡丁，王衛平，李升科

(中交第二公路勘察設計研究院有限公司，湖北 武漢 430052)

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美國管控車道概念對中國交通組織管理的啟示

高凡丁，王衛平，李升科

(中交第二公路勘察設計研究院有限公司，湖北 武漢 430052)

簡要介紹了管控車道的概念、方法及其在美國的研究應用現狀，結合國內公路交通基礎設施建設和城市化建設快速發展的背景，分析了管控車道在國內緩解交通擁堵、提高道路通行能力方面的作用，探討了管控車道在高速公路改擴建和城市主干道路中的應用前景和應用策略。

高速公路；管控車道；交通擁堵；通行能力

0 引 言

近20年來，中國的交通基礎設施建設得到了飛速發展，但高速公路和干線公路的通行能力并未得到有效的發揮，現有設施資源的使用效率也不均衡。尤其是隨著汽車工業和城市化建設的快速發展，城市交通擁堵已成為制約城市發展的重要瓶頸之一。中心城市的主干道路及周邊的高速公路經常出現節假日道路交通擁堵綜合癥，道路變成停車場，服務區人滿為患，服務水平嚴重下降，不僅嚴重影響了居民的出行效率，造成巨大的時間、人力、運力的浪費，而且增加了尾氣排放，消耗了大量能源。

理論上來說，增加交通設施的供給(如修建復線、道路加寬等)是解決交通擁堵的最直接、最有效的措施，但也意味著需要占用更多的土地資源。而對于交通擁堵通常發生在局部路段、單向車道、特定季節、特定時段的情況，則應根據潮汐式交通的特點，進行精細化的組織管理。如在現有多車道公路上重新劃分車道，使不同類型的車輛分道行駛；或者在高速公路新建或改擴建時，根據功能需求的特點增設專用車道；或者根據不同時段兩個方向交通量的變化動態調整車道或收費費率。這樣可有效節約利用現有道路的土地和空間資源，最大限度地發揮交通走廊單位面積的車輛通行能力[1]。

美國是一個“車輪上的國家”，20世紀80年代即已完成國家道路網的建設，其后進入“后高速公路時代”，交通基礎設施建設的重點課題是路網升級改造和城市交通建設。美國對道路通行能力和智能交通系統的研究在世界上居于領先地位，其中一些先進的交通組織、規劃、管理理念和技術以及一些成熟的實踐經驗值得中國研究和借鑒[2]。

1 管控車道的概念和種類

狹義上，管控車道(Managed Lane)是本世紀初美國為提高城市主干道的通行能力，結合道路擴建項目提出的一個新的概念，即通過對現有道路進行擴建，增設新的車道，并采取按高峰時段動態調整費率的方式收取通行費的一種交通組織管理方法。這種方法通過對滿足一定條件并支付一定費用的車輛提供受控的服務，來滿足指定車道的通行能力和運行速度。

廣義上，管控車道是指將各種運營功能和設計功能“打包”以提高主干道通行效率的一種組織方式。管控車道的運營可隨時進行調整，以滿足區域性的目標要求。廣義上的管控車道包括以下幾種。

1.1 高乘用車輛專用車道(HOV車道)

HOV車道是指僅限于指定乘載數量的車輛(合乘小汽車、班車和公交車)通行的隔離車道，其目的是提高現有道路的客流輸送能力。大多數HOV車道要求2人以上(2+)的車輛才能合法使用，但在高峰期，一些HOV車道規定3人以上(3+)的車輛才能通行。HOV車道可以在主干線或快速路上實施。在快速路上實施時，有三種類型：分離式車道、平行流車道、逆流車道。分離式車道也可以是雙向車道或可逆車道。

1.2 高乘用收費車道(HOT車道)

HOT車道是允許低于乘客數量要求的車輛通過繳費通行的一種HOV車道。HOT車道有多種變體：Value-Priced Lanes、Value Express Lanes和Fast And Intertwined Regular (FAIR) Lanes。美國各州對乘載數量要求不一。Value Express Lanes是由科羅拉多州交通廳提出的，類似于HOT車道。大多數情況下，Value Lanes和FAIR Lanes是收費車道。

HOT車道的目的是提高HOV車道的利用率，并出售閑置車道的通行能力。HOT成功實施的假定條件如下。

(1) HOT車道應與現有的或已規劃實施的HOV車道合并。

(2) 所在區段經常發生擁堵，而HOT車道可幫助駕乘人員通過繳費避免擁堵。

(3) HOT車道不得占用已有的主車道。

(4) HOT車道不是一條獨立的車道。

HOT成功實施的關鍵是如何管理車輛的數量，以最大限度地使用HOV車道而不超越其承載能力和產生擁堵。一種有效的方法是采用動態收費(Dynamic Toll Pricing)，即根據擁堵程度自動調整計費，一般每5 min調整一次。收費提高時，愿意支付費用使用HOT車道的車輛就會減少，以此管理車道的使用。

1.3 專用車道

顧名思義，專用車道就是為指定類型的車輛提供專門的通行車道。常用的兩種指定類型為公交車輛和載重汽車。指定公交專用車道的初衷是為了減少延誤，而設立載重汽車專用車道的目的是，通過隔離減少卡車對安全的影響，并降低卡車對載客車輛的沖突。

需要注意的是，截至目前，只有很少的真正意義上的專用設施，而且許多這樣的專用設施實際上限制了卡車或公交車行駛在指定車道內，但卻允許其他車輛使用任意的車道。近年來，在一些大城市中，已經出現了一些真正意義上的公交專用車道。

1.4 分離車道與輔道

分離車道與輔道是對某一段道路的一種局部處理形式。美國某些地區對于具有某些特征的路段，如交織區、陡坡、貨車流量較高或擁堵路段，成功地采用了這種管理策略。例如，交織區車輛的穿行會在車流中產生紊流，貨車阻礙了小型汽車的視距和可操作性，妨礙了它們進入或駛出主干道。在交織區的碰撞、追尾、側碰事故中，貨車是主要的元兇，這種混合交通導致的“棚欄效應”極大地影響了道路運力的發揮。

1.5 車道限制

車道限制是將某些特定類型車輛限制在指定車道的一項管理措施。車輛限制的最常見類型是貨車交通。無論在農村還是城市，大量的貨車會降低客車的運行速度、舒適性和便利性。為此，某些州實行了貨車車道限行或指派了貨車專用車道。1986年，聯邦公路局邀請其一些分部對26個實行車道限制的州進行了一項調查，表明實行車道限制可有效地改善公路運營狀況，減少交通事故，同時有利于路面結構的維護。

1.6 雙重車道

雙重車道是在兩個方向分別有分離的內部行車道和外部行車道的管控車道。內部行車道僅供輕型汽車或轎車使用，而外部行車道對所有車輛開放。新澤西付費公路有一段35英里長的路段在同一用地范圍包含內部行車道(客車)和外部行車道(貨車/公交車/轎車)。其中23英里中，內部行車道和外部行車道在每個方向都有3個車道。在1990年通車的10英里路段中，每個方向外部行車道有2個車道，內部行車道有3個車道。每個行車道有12英尺的車道和路肩，內部和外部行車道之間用柵欄分隔。車輛的斷面分布為：大約60%位于內部行車道，40%位于外部行車道。

這種方式稱為“雙-雙”路段，可用來緩解擁堵。在付費公路上通過車道限制和匝道路肩改造來提高貨車的通行能力。20世紀60年代實行車道限制，不允許貨車在單向3+車道的左側行車道上通行。在該付費公路的“雙-雙”路段部分，自第9號互通至第14號互通，允許公交車輛在左側車道通行。結果左側車道變成了公交車道，而貨車在右側車道行駛。

實際上，管控車道是主干道中的快車道，是在主干道斷面上與常規車道隔離的一個或幾個車道。其目的是通過三種管控方式(車輛合格性、準入控制、收費)，采用綜合的手段與技術，持續地達到一種最優狀況，如最大通行能力。管控車道種類與管控措施如圖1所示。

2 美國管控車道的研究和應用

21世紀初，美國聯邦公路局(FHWA)在部分州實行HOV、HOT車道管理的成功經驗的基礎上，建立了一個“主干道路管理計劃”(Freeway Mana-gement Program)，旨在支持和促進主干道路的集成應用和協調發展，提高國家主干道路設施的安全性、有效性和可靠性。該計劃主要關注以下兩方面：主干道路運營與交通管理；管控車道與HOV設施。

該計劃的主要活動內容為：與主干道路管理和運營有關的規劃與開發、性能監控與評估；培訓與會議；法規、政策、標準與技術指南的制定；出行目標與意愿；相關領域的合作及協調。

德克薩斯州人口的迅速增長對交通基礎設施特別是快速主干道，提出了迫切的需求。在城市地區，由于資金、土地、環境等因素的制約，無法通過擴建足夠的車道來滿足高峰期流暢交通的需求，因此，德州交通廳(TxDOT)一直在研究尋求更好地管理運輸流量、提高現有和規劃道路網絡的通行效率的方法。

2000年，TxDOT啟動了一項五年計劃，研究設計一種實用、靈活、安全、有效的方法來確保管控車道的成功實施。德州交通學院(TTI)和德州南方大學(TSU)參加了這個研究項目，系統研究了管控車道的規劃、設計與運營。2005年，該項目取得了許多重大成果，為TxDOT在這個領域奠定了領先的地位。

2007～2010年，佐治亞州交通廳(GDOT)編制了一項“管控車道系統規劃MLSP(Atlanta Regional Managed Lane System Plan)”研究項目，在亞特蘭大中心城區全面實行管控車道規劃。

該項目的目標如下。

(1) 保護管控車道內的機動能力：提高平均通行速度；降低延誤；提高交通管理中心的訪問效率；提高系統效率。

(2) 最大限度地提高管控車道內的通行能力：提高吞吐量；降低行駛時間的不定性；改善運輸準點性能。

(3) 最大限度地減小管控車道施工的環境影響：改善空氣質量，降低污染；降低對現有環境的影響。

(4) 為管控車道網提供靈活的融資渠道：通過杠桿作用優化公眾現金流出；將融入市場機制作為傳統融資渠道的補充。

(5) 為變化的車道管理設計、維護一種靈活的基礎設施，適應未來的車道管理潛力。

根據GDOT的分析預測，到2030年，與未建設管控車道相比，管控車道體系將為公眾減少83%的出行延誤。這項收益相當于在系統范圍內節約了470億美元的城市交通擁堵成本，并為管控車道用戶節省了370億美元的擁堵開支。實施管控車道后，對于行駛在管控車道上的小汽車，45 min車程的覆蓋范圍增長了196%，90 min車程的覆蓋范圍增長了132%。管控車道還為普通車道上的車輛節約了40%的行駛時間，這意味著可減少約40%的尾氣排放，節約了大量的能源消耗，降低碳排放，提高居民的生活質量。

建設用地是不可再生的資源。管控車道的實施，不僅可以提高現有道路資源的利用效率，減少對新建道路的剛性需求，還可以最大限度地使用現有的用地范圍，通過平面或立體的交通組織，有效地提高土地利用率，充分節約土地資源。

圖2是美國德州LBJ-635項目開發商所設計的管控車道斷面布置方式。此設計概念得到業界的高度贊揚。

3 管控車道相關的政策、技術和方法

管控車道不只是一個概念，而是一套靈活、完善的體系，包括相關的政策法規、技術標準和管理措施。管控車道的總體框架如圖3所示。

影響管控車道的因素包括：道路因素(現有道路的功能、長度、車道數等)、交通因素(高峰期平均車速、飽和度等)、土地因素(用地規劃、功能布局、路權等)、環境因素(交通擁擠造成的出行延誤、噪音污染、大氣污染、燃料消耗等)、政策法規(與管控車道的規劃、設計、施工、運營、管理、維護、收費、投資、融資、用工等相關的法律、法規、條令等，以及相關的立法、執法、違法管理)與公眾意愿等。

管控車道概念是通過對一定范圍內的交通需求進行精細化的研究，運用先進的技術手段和適當的政策法規體系，充分利用和改造現有的設施資源，最大限度地提升道路通行能力的一種靈活、系統的交通組織管理方法，屬于智能交通體系的一種綜合運用。管控車道的規劃和實施需要滿足以下政策和技術條件。

(1) 需要完善的政策法規體系保障。管控車道涉及到靈活的收費策略(如僅針對部分車道收費，或高、低峰時段動態收費)或準入制度(如公交專用車道、載重汽車專用車道或滿足一定條件的小型汽車專用車道的管控)，一定條件下(如潮汐式交通)甚至可能在局部路段實行可逆車道，這需要在充分考慮公眾意愿的情況下，對現有的政策法規體系進行必要的調整和完善。

(2) 需要完善的電子監控和管理體系。管控車道需要根據不同車型、不同時段、不同路段交通量的分布數據進行靈活、動態的車道管理(開放、關閉、限行、收費等)。因此，完善的電子監控體系和精細的交通量分析是影響管控車道效率的決定性因素。同時，管控車道還需要對各類交通信息進行動態監測、發布和預告，對交通事故和緊急事件進行疏散、救援和管理，對各類執法途徑(例行巡邏、電子監控、賬單與罰單管理等)進行協調。因此，管控車道是一個系統工程，需要相關機構(政府部門、規劃部門、交管部門、運輸部門、執法部門、收費部門等)有良好的協調機制，并對管控車道試運行期間的交通量和安全性監測、政策法規的適用性、管理部門的協調能力、監控設施的協同能力等進行評估，從而制定改善措施和備選方案。

(3) 需要建立專門的設計技術標準。管控車道的規劃和設計與高速公路和城市道路既有聯系又有區別。針對管控車道，需要建立專門的技術標準，包括：幾何要素(如設計車型、設計車速、橫向凈空、豎向凈空、視距、超高、橫坡、縱坡、最小轉彎半徑、平曲線、豎曲線等)，橫斷面(如車道、護欄、隔離帶、路肩、停車帶、執法島等)，出入口(如交織、分流、合流、轉向、交叉等)、構造物(高架橋梁、下穿通道、匝道、輔道、擋墻等)；并制定相關的交通控制(信號控制、交通標志、攝像監控等)設施的功能和性能要求及可靠性評估準則。

(4) 需要對管控車道進行系統的研究。管控車道在美國的公路交通尤其是城市交通體系中發揮了重要的作用，但它不是一項可以直接借鑒的理念和技術，除了建立上述技術標準外，還必須結合中國的國情和具體的交通環境進行有針對性的研究，包括：建立全斷面交通量預測分析模型，提出按時段、車型、車道進行交通量預測的分析技術；建立公眾出行目標分析模型，提出公路和城市道路公眾出行信息系統原型；建立駕駛員決策分析模型，研究各類信息(管控車道信息、交通狀況信息、車輛信息等)和交通控制措施(開放、關閉、限行、收費等)的動態發布預告機制；建立管控車道動態收費模型，研究管控車道的收費策略和收益預測方法。

4 管控車道在國內的應用前景

4.1 在高速公路改擴建中的應用

高速公路改擴建的根本原因在于現有道路的通行能力不能滿足交通量增長的需要，但高速公路建成后交通量的增長往往是不均衡的，不同時段、不同季節、不同方向、不同車型的流量往往存在較大的差異。

分析高速公路交通擁堵的原因不難發現，除了通行能力不足以外，未在高速公路規劃、建設期間對季節性、功能性、方向性的流量差異引起足夠重視也是重要因素之一。同時，高速公路交通擁堵往往發生在局部路段，反映出現行高速公路設計標準的應用不夠靈活。在高速公路改擴建的同時，運用管控車道的理念和技術，可在以下方面進一步提高通行能力，解決交通擁堵的問題。

(1) 對于橫向交通分流或雙向交通量不均衡的高速公路，可在局部路段或單向擴建車道，甚至局部利用對向車道，配合適當的交通管制措施，充分利用閑置的道路空間，避免資源浪費。

(2) 對于以承載能源或生活物資運輸為主的路段或方向，可開辟載重汽車專用車道，提高該類專用車道的路面、橋梁設計標準。

(3) 對于以小汽車通行為主的高速公路(如城際高速公路、機場高速、環城高速等)，可在原有高速公路上方架設高架橋，或在中央分隔帶區域挖掘地下通道，開辟輕型汽車專用車道，適當降低橋梁構造物的荷載標準，減少用地。

(4) 對于起終點有復線或其他等級公路，或因收費限制了交通量增長而對其他公路造成過大交通壓力的公路，或未到收費年限但已償還本金的高速公路，可采取靈活的收費政策，調節交通流量。

(5) 對于雙向四車道以上的高速公路，可根據不同時段、不同車型交通量的特點，重新劃分車道，分道行駛，避免混合交通降低通行效率，減少交通事故。

此外，與發達國家類似，國內公路建設經歷快速發展階段后，受土地資源的約束，必須依靠交通運營管理和智能交通技術進一步提高道路通行能力。管控車道的研究和應用，對于促進智能交通體系的完善、加快城市化建設的進程，必然有著重要的意義。

4.2 在城市道路中的應用

改革開放30多年來，中國以年均10%的經濟增長率帶動著城市化和交通機動化的飛速發展，城市爆炸性擴張和交通擁堵成為國內大城市的共性特征。

造成城市交通擁堵的原因，除了城市交通規劃滯后、機動車保有量快速增長之間產生的供需矛盾之外，城市交通組織與管理措施的不完善也是一個重要的原因，主要表現在：宏觀交通組織不合理，相關政策、法律管理措施有待改進；區域交通組織不合理，路網的整體利用率不高；微觀交通組織不合理，交通資源的分配不合理，主要涉及交叉口沖突分離、通行能力分配、路權分配和停車資源分配。

為緩解城市交通擁堵與城市化建設之間的矛盾，城市規劃和交通管理部門正積極采取措施，組織實施道路改造、建設并加強交通管理。一些城市建立了公交專用車道(如京通高速)，但由于缺乏系統的交通組織規劃，且相關的政策法規也不完善，車道利用率偏低，對整個城市交通通行能力的貢獻難以體現。一些城市通過車輛限購控制車輛增長，采取道路和車輛限行控制流量分配，但仍然難以從根本上解決交通擁堵。

美國在城市智能交通管理方面的研究起步較早，應用也比較成熟。截止2005年，美國共有62個特大城市區域擁有中等或高水平的綜合ITS，其中比較突出的一個特點是廣泛采用HOV、HOT等專用車道管理，近10年來一些城市開始對管控車道進行研究和應用。管控車道的理念和方法，可在國內城市化建設和城市交通管理的以下方面得到借鑒和應用。

(1) 通過管控車道的研究，結合城市總體功能定位和綜合交通規劃，出臺相關的法律法規、政策，實行合理有效的交通組織與管理，充分利用現代交通科技促進智能城市交通體系的發展。

(2) 通過管控車道的規劃，實行交通需求管理(TDM)和交通系統管理(TSM)，提高公共交通服務水平和道路通行空間使用效率。

(3) 通過管控車道的設計，實行各種交通限制措施、收費措施，通過建立交通銜接與轉換樞紐，對過境交通、貨運交通、城市快速路系統、城市非機動車交通系統、城市公交客運走廊等進行系統組織，使各類交通有序運轉，達到交通需求與供應的匹配與均衡。

(4) 通過管控車道的應用，充分發揮交通基礎設施的作用來緩解交通擁堵，提高公眾出行的安全性和舒適性，保護環境、節約能源，發展低碳交通，實現城市交通可持續發展。

5 結 語

管控車道(Managed Lane)是美國在數十年綜合交通組織管理技術的基礎上研究并成功應用的一套先進、成熟的交通組織管理理念和技術，即將各種專用車道形式配合適當的交通組織和管理措施，減少混合交通，有效提高道路通行能力和運行效率。系統性地研究、借鑒管控車道技術，對于提高中國公路和城市道路的通行能力、緩解城市交通擁堵、節約和有效利用土地資源、節約能源和保護環境、促進ITS的建設與發展，具有重大意義，擁有廣闊的應用前景。

[1] 王維禮.大城市合乘優先的規劃方法研究[J].重慶交通大學學報：自然科學版，2010，29(2)：248-253.

[2] 畢高波，薛令嬌,丁建明.美國管理車道對中國城市交通體系影響的研究[J].山西建筑，2010,36(1):278-279.

[責任編輯:王玉玲]

Edification of American Managed Lane Concept for Chinese Transport Organization and Management

GAO Fan-ding, WANG Wei-ping, LI Sheng-ke

(CCCC Second Highway Consultants Co. Ltd., Wuhan 430052, Hubei, China)

The concept of managed lane and its application in America were briefly introduced. Combined with the background of domestic traffic infrastructure construction and booming urbanization, the role that managed lane could play in mitigating traffic jams and improving traffic capacity was analyzed, and the prospect and strategies of managed lane applied to expressway and urban trunk road reconstruction and expansion were discussed.

expressway; managed lane; traffic jam; traffic capacity

1000-033X(2015)04-0067-06

2014-11-12

U491.1

B