突發事件下城市路網脆弱性改善策略思考

向懷坤

摘 要：針對城市路網脆弱性的基本特性，分別從降低城市路網脆弱性出現的概率、降低脆弱性程度和提升脆弱性保障機制三個方面，對突發事件下改善城市路網的脆弱性問題進行了思考，提出了相應的改善實施路徑，對城市路網規劃、建設、管理等工作具有一定的指導意義。

關鍵詞：城市路網;脆弱性;可靠性;保障機制

中圖分類號：U491.13 文獻標識碼：A

目前，學術界對于城市路網脆弱性的概念盡管還沒有統一的定義，但是對路網脆弱性的內涵已基本取得了共識[1-5]，大致包括以下幾個方面的內容：①指道路網絡系統暴露于不利影響或遭受損害的可能性，體現了與風險類似的一面;②指系統遭受不利影響或損害的程度，這強調了系統面對擾動的結果;③脆弱性是系統承受不利影響的能力，強調系統自身應對能力;④脆弱性是一種概念的集合，包括暴露、敏感性、適應性及恢復力等，強調脆弱性的表征;⑤系統對擾動的敏感性和缺乏抵抗力而造成的系統結構和功能容易發生改變的一種屬性，強調系統的內部結構和功能。這五種含義表明，城市路網脆弱性具有高度的復雜性和不確定性。為了降低突發事件下城市路網的脆弱性，需要考慮相應的脆弱性改善策略。關于城市路網脆弱性的改善策略研究，目前國內外重點在以下幾個方面進行了探索。其一是針對路網結構優化的技術改善策略，如“加邊”或者“移除邊”的策略;其二是針對道路容量及交通運行的改善，核心是交通需求管理策略。本文在總結分析現有思路的基礎上，提出了突發事件下城市路網脆弱性的幾項改善策略。

1 降低脆弱性出現的概率

城市路網脆弱性出現概率體現了路網的脆弱性風險，即路網在結構確定和需求分布基本穩定的日常運行狀態下，某一或某幾條道路發生中斷的可能性。

作為城市的重要功能和城市交通活動的載體，城市道路網可視為城市的“血液循環系統”。從生命周期理論可知，任何一個城市路口、路段和由眾多路口與路段構成的城市路網，都會經歷從提出、規劃、設計、建設、運維到改造的生命活動過程。在這個活動過程中，城市路網的脆弱性作為其自身的固有特性之一，自規劃、設計之日起就已經存在，不同的路網結構、不同的道路等級、不同的地點，這種脆弱性程度均有所不同，因而，在面對同等的事件沖擊時，不同結構、不同等級和不同地點的城市道路網絡所體現出的脆弱性程度將會表現出較大差異，換言之，不同的城市路網，其脆弱性現出的概率或脆弱性風險將有所不同。

對于脆弱性風險較高的城市路網，應該首先改善其拓撲結構和道路自身條件。目前，我國常用的城市道路網絡拓撲結構可歸納為四種型式：方格（棋盤）式、放射環形式、自由式及混合式。通過診斷潛在的脆弱性高風險路段，提出具體的有針對性的改善方案。具體包括以下幾個方面：

（1）對路網結構進行加固，提高路網結構的通行效率、可達性、通行能力等穩健指數，從而降低路網結構的脆弱性。

（2）對路網自身的功能等級進行改善，提升其應對突發事件的交通疏導功能，從而預防脆弱性導致的路網級聯失效事故。

（3）對于交通需求壓力較大的城市路網，要考慮從交通需求管理的角度入手，充分運用交通需求管理策略，抑制需求，增加供給，從而達到路網的供需平衡，使路網交通負荷處于可接受狀態，保證路網基本功能的發揮。

（4）梳理高路網密度地區的低等級道路，分析其具體交通流量，以及周圍連接道路的等級，采取合理提升其道路等級措施來對其進行優化，使路網級配處于合理區間。

（5）對于高路網密度地區的高等級道路，可以保持其道路等級不變，對其周圍連接道路的通行能力進行改善，為該路段進行分流;對于低路網密度地區的高等級道路，可以考慮提高附近地區的路網密度，尤其是在與該關鍵路段平行的位置，修建合理等級的道路，與其共同承擔路網組團之間的連通壓力。

2 降低路網的脆弱程度

城市路網脆弱性程度側重于體現脆弱性結果的高低，一般采用定性或定量指標來表達。比如路段失效下路網的脆弱影響程度，是指某一或某幾條路段發生中斷的后果，表現為整體路網運行效率的下降和相關路段交通負荷的增加。

當城市路網遭受突發事件后，出現路網連接的失效（或降級），從而顯著的降低了道路節點的可達性，在某些特定情況下導致網絡的不可運轉性，使得道路交通運輸網絡的服務水平極大下降。在某路段失效的情況下，還可能引發周圍發生級聯失效路段的數目，即路網中某路段的失效，會帶來繞行距離增加，路網容量下降、通行延誤等問題，同時，原本依靠失效路段通行的交通量會隨之轉移到其他道路上，進而相關路段交通負荷增大，稱之為級聯失效的現象。比如：2009年6月，27年來最猛的大暴雨襲擊武漢，造成漬水較嚴重的路段達260余處，最深處超過半米，大范圍的漬水造成全城擁堵6小時。為了降低城市路網的脆弱程度，可以從以下幾個方面來實施改善策略：

（1）完善該路段的可替代路徑，減輕該路段的交通壓力，為交通應急疏散做準備。需要針對脆弱性程度較大的路段，研究提出應急事件下的可替代路徑及實施方案。對于尚未全面開發的城市區域，可以結合該區域城市規劃、交通規劃，提出相應的解決方案;對于建成區且開發強度較大的區域，需要考慮在現有的路網中，通過打通微循環等途徑，拓展現有替代路徑。

（2）對于重要路段（非薄弱路段），雖然發生脆弱性故障的概率不高，但是一旦發生故障后，將對路網容量產生極大的影響，從而難以在短期內降低其脆弱性風險和脆弱影響程度時，需要了解路段失效后的路網故障傳播情況，對影響范圍內的路段做好應急準備和實時監測。

（3）對于發生故障的風險較大的地點和區域，特別是對城市路網容量產生較大影響的地點和區域，需要從路網結構、交通管制等方面研究制定專門的應對保障方案。城市發展離不開道路建設，當現有的網絡規模不能滿足其上的交通流量和強度時，就需要對網絡中的道路進行擴建或者改建。道路擴建或者改建都是在原有道路規模上進行拓展，是通過在原有交通網絡上改善某些路段的通行能力或者增加一些新的路段來達到優化交通系統的目的。

3 提升脆弱性保障機制

隨著城市道路網不斷擴大和發展的同時，其承擔災害的風險也在加大，抵御災害能力的脆弱性不斷地暴露出來。比如最常見的情況是：道路網的供給與需求在數量和分布上不平衡，從而發生常態性的交通擁堵。具體表現為，在日常的交通狀況下，交通事故、車輛拋錨、追尾、路面塌陷、道路施工改建項目等都會對城市的交通運行帶來巨大干擾，使得道路交通運輸系統所能承載的容量大大降低。其次，自然災害的發生會使得道路網的通行能力受到很大影響，受交通事故、自然災害、人為事件等突發事件的發生，造成局部甚至整個地區交通網絡的癱瘓。為此，建議從以下幾個方面，提升城市路網脆弱性保障機制。

（1）改善交通設施自身狀況，降低道路交通突發事件應急管理系統的脆弱性。交通基礎設施總體分為：一般公路交通設施、高速公路交通設施，市政道路交通設施，軌道交通設施、停車場設施等。交通基礎設施包括為交通系統保障安全正常運營而建設的公路、軌道、隧道、高架道路、車站、通風亭、機電設備、供電系統、通信信號、道路標線等設施。把交通基礎設施建設與改善工作擺在城市建設的突出位置，提升路網載體功能，降低其遭遇突發事件時的脆弱性。

（2）完善道路交通應急預案體系，加強道路交通突發事件應急準備能力。所謂應急預案體系，是指相關部門要針對各級各類可能發生的事故和所有危險源制訂專項應急預案和現場應急處置方案，并明確事前、事發、事中、事后的各個過程中相關部門和有關人員的職責。一般包括綜合應急預案、專項應急預案和現場處置方案三大部分。其幾大重要子系統為：完善的應急組織管理指揮系統;強有力的應急工程救援保障體系;綜合協調、應對自如的相互支持系統;充分備災的保障供應體系;體現綜合救援的應急隊伍等。其中，生產規模小、危險因素少的生產經營單位，其綜合應急預案和專項應急預案可以合并編寫。

（3）加強道路交通脆弱性監測與排查，形成良性的道路交通管理正反饋系統。為了開展脆弱性排查，需要首先建立完善的脆弱性評價指標體系，在此基礎上，通過多種渠道收集整理道路交通網絡數據，對監測數據進行整理，進行脆弱性（度）測算和評價。其中，數據的收集工作，可以與道路交通安全隱患排查工作相結合，兩者之間進行有效的銜接，從不同的角度對道路交通運行狀況進行分析。其次，在脆弱性評價基礎上，生成道路交通網絡脆弱性分級清單，對那些存在較大脆弱性的地點、路段，建立重點監測信息表，并且將其反饋到相應的道路交通主管部門，作為年度工作重點，確保不發生重大道路交通事故或改善該處的路網脆弱性。

（4）建立路網脆弱性分析與應急預案管理之間的有效聯運機制。在道路交通領域，所有的道路交通應急預案應該緊緊圍繞如何應對常規性的道路交通事件（如擁堵、道路施工影響等）和突發重大道路交通事故的應急處置來展開，包括綜合性的處置方案，以及針對特定情景下的事故處置方案，并且明確各類事件處置的工作流程和規范要求，以加強道路交通突發事件應急準備能力，從而最大程度降低道路交通的脆弱性。

4 結語

本文在總結現有研究成果的基礎上，分別從降低脆弱性出現的概率、降低路網的脆弱程度和提升脆弱性保障機制三個方面，對突發事件下改善城市路網的脆弱性進行了一些思考，這些措施具有以下幾個方面的意義：①有助于道路管理部門更好地認清交通系統的脆弱環節，對道路的保養和維修確定優先次序;②有利于優化日常交通運輸網絡的運營管理，降低交通擁堵和時間延誤;③有助于評估各種不同的控制和管理策略所可能產生的后果和整體效應，增強人們對災難事件和應急事件的預防能力和應對能力;④有助于評估各種路網規劃方案可能具有的連通脆弱性，通過交通網絡規劃增強預防能力和應對能力。

參考文獻：

[1]楊露萍，錢大琳.道路交通網絡脆弱性研究[J].交通運輸系統工程與信息，2012，12（01）：105-110.

[2]毛亞會，余丹林，鄭江華，等.城市脆弱性評價研究進展[J].環境科學與技術，2017，40（12）：98-99

[3]吳璟.智慧城市的脆弱性及其綜合應對[J].天津社會科學，2020，231（02）：109-113.

[4]鐘琦.城市群干線路網脆弱性評價[D].2019.

[5]李永成，劉樹美，于堯，等.兼顧路段和交叉口的路網脆弱性識別機制[J].北京郵電大學學報，2020，43（01）：18-24.