智能交通系統(tǒng)在建設項目交通疏解中的應用

■潘浩國

（廈門市市政工程設計院有限公司，廈門 361004）

城市發(fā)展過程離不開城市建設項目的實施，對于廈門本島區(qū)域建設用地已基本覆蓋城市建筑，隨著近些年廈門城市的快速發(fā)展，交通系統(tǒng)的壓力愈顯突出，尤其是地鐵軌道線等大規(guī)模、長距離項目的實施，交通影響區(qū)域橫貫廈門島，涉及范圍廣，加劇了城市交通的供需矛盾，如何能有效解決城市建設項目實施期間的交通疏解問題[1]，讓城市發(fā)展平穩(wěn)前行是城市管理者思考問題的重中之重。 同時，目前城市智能交通系統(tǒng)工程的建設已經歸入城市的重大工程建設項目，智能交通系統(tǒng)的建設單位要根據地方政府統(tǒng)一建設要求，提出系統(tǒng)的需求和配套資金[2]。

智能交通系統(tǒng)（Intelligent Traffic System，簡稱ITS），是將信息技術、計算機技術、數據通信技術、傳感器技術、電子控制技術、人工智能等先進的科學技術有效地綜合運用于交通運輸、服務控制和車輛制造等方面，通過強化車輛、道路、使用者三者之間的有效鏈接，從而形成一種保障安全、提高效率、改善環(huán)境、節(jié)約能源的綜合運輸系統(tǒng)。 智能交通系統(tǒng)各子系統(tǒng)相輔相成，環(huán)環(huán)相扣構建形成城市智能交通工程：交通大數據處理系統(tǒng)主要用于數據的采集、儲存以及計算；交通視頻監(jiān)控和交通信號控制作為城市智能交通系統(tǒng)集成控制的主要手段，主要用于實現(xiàn)智能交通系統(tǒng)的協(xié)同工作；逐步推進完善的車聯(lián)網技術， 可實現(xiàn)智能系統(tǒng)與動態(tài)交通的契合，構筑智能系統(tǒng)的覆蓋網絡。 綜上所述，智能交通系統(tǒng)可極大提升城市交通通行效率，有效節(jié)約社會出行成本，充分體現(xiàn)人民獲得感，推進智慧網絡新科技、新城市有效落地。

市政工程建設項目的實施是導致城市交通擁堵的重要原因，智能交通系統(tǒng)應用于城市建設項目交通疏解，有助于提高交通疏解效率，實現(xiàn)城市建設項目的低影響化。

1 建設項目交通影響分析

以廈門市軌道交通3 號線工程為例，起點位于廈門火車站，沿湖濱東路、火炬路、枋湖北二路等主干道占道施工，線路橫貫廈門島，區(qū)間路段以盾構或暗挖為主，影響較小；軌道站點位于主要交叉口位置，采用分期圍擋實施，恰好處于交通關鍵節(jié)點，對路網交通影響大。 本次分析選取廈門軌道3 號線枋湖北二路路段雙十中學站站點，該站點位于枋湖北二路與云頂北路路口，現(xiàn)狀為枋湖北二路為城市主干道，道路紅線寬度50 m，雙向6 車道，設計速度60 km/h， 按照 《城市道路工程設計規(guī)范》CJJ37-2012， 枋湖北二路一條車道的基本通行能力No=1800 pcu/h，設計通行能力Ne=1400 pcu/h，道路路段總通行能力按下式計算：

式（1）中，αn 為機動車道的道路分類系數，主干路取0.85；δ 為交叉口影響系數，根據綠信比和交叉口間距確定為0.82；ν 為行車影響系數，根據有無分隔帶、非機動車交通負荷、路面平整度等交通通行條件影響， 取0.6～1；Kn 為相應的各車道的折減系數，靠道路中心線或中央分隔帶第一車道取1，第二車道取0.85～0.95，第三車道取0.65～0.85，第四車道取0.5～0.6。計算可得枋湖北二路道路路段單向總通行能力Cn=2586 pcu/h。 根據現(xiàn)狀調查資料現(xiàn)狀早晚高峰期交通總流量為7251 pcu/h， 其中單向最大交通量為枋湖北二路西入口段，V=2280 pcu/h，高峰期服務水平V/Cn=0.88，為三級服務水平道路擁堵，服務水平較差， 同時由于周邊雙十中學及湖里創(chuàng)新園的上下班高峰影響， 潮汐車流量差值達到708 pcu/h， 潮汐比 （潮汐差/單向平均車流） 達到17%，表明存在明顯的潮汐車流現(xiàn)象。 綜上所述，該項目對于交通的影響主要體現(xiàn)在：（1）通行能力影響；（2）通行條件影響；（3）路網交通重新分布影響。

1.1 通行能力影響

由于施工空間有限，廈門市軌道交通項目站點多采用圍擋占道實施的方式，從而導致現(xiàn)狀道路幾何組成發(fā)生變化，出現(xiàn)車道數減少，車道寬度、側向余寬壓縮，道路線形變差等情況，直接導致原有道路的通行速度由60 km/h 降低為30 km/h， 現(xiàn)狀道路城市交通設計通行能力降低為Ne=1100 pcu/h。

1.2 通行條件影響

城市建設項目圍擋占道施工，施工期間通過對現(xiàn)有的道路改道繞行，新建臨時道路進行交通疏解，臨時道路大多存在路面平整度差、交通混行嚴重、視距變差、路口紅綠燈增多等因素[1]，從而導致城市交通通行條件變差，行車影響系數從ν=1 降低為0.8。

1.3 路網交通重新分布影響

廈門市軌道交通項目的建設占用了現(xiàn)有主干道，交通影響區(qū)域橫貫廈門島，同時對項目涉及主干路沿線的次干路和支路路網產生交通重分布影響，連鎖反應大，涉及范圍廣。 城市項目的建設導致圍擋的實施、 道路通行方式變更以及人為的繞行，城市交通根據人的主觀能動性及通行條件的改變，產生被動或主動的重新分配， 重分配系數取0.75，重分配后單向最大交通量仍然為枋湖北二路西入口段，V=1710 pcu/h。 軌道3 號線實施后，枋湖北二路道路路段單向總通行能力降低為Cn=1625 pcu/h，交通重分配后高峰期服務水平V/Cn=1.05， 為四級服務水平，道路嚴重擁堵，服務水平極差。

2 傳統(tǒng)交通疏解方式

2.1 “占一還一”

以軌道3 號線雙十中學站為例，項目的建設圍擋占用了現(xiàn)有交叉口空間，現(xiàn)狀東西向枋湖北二路和南北向云頂北路通行斷面受到壓縮，交通疏解利用現(xiàn)狀市政綠化用地及周邊地塊臨時借地，按照占用一個車道還建一個車道的原則，圍繞施工圍擋進行臨時改道繞行疏解，交通線型差，通行效率低。

2.2 控制交通需求

城市建設項目圍擋占道施工，道路的通行能力和通行條件相比未建項目時遠遠下降，雖然路網交通重新分布可以分解部分過境外部交通，但剩余的內部交通和慣性交通仍然會造成交通擁堵，交通主管部門通常采用局部區(qū)域限牌、限號等措施控制交通需求[3]，可以緩解交通壓力但無法根本解決，同時也會造成交通違法違章案例上升，不利管理。

2.3 強化交通組織

在城市建設項目過程中，交通管理部門常通過增派現(xiàn)場執(zhí)勤警力，人工管控引導交通；增加交通標志牌提前分流交通；增設紅綠燈管控等方式來強化交通組織，保障交通疏解。

綜上所述，根據以往項目實施經驗，傳統(tǒng)的城市建設項目交通疏解方式雖然能勉強實現(xiàn)交通的疏解，但容錯率較低，也存在眾多的局限性，如協(xié)調強度大、耗費成本高、效果不突出等，建設項目對整個城市的交通影響仍舊十分大， 交通擁堵常常發(fā)生。 根據廈門市規(guī)劃院交通研究中心調研資料，軌道3 號線實施期間采用傳統(tǒng)交通疏解方式，在枋湖北二路至金尚路路段交通服務水平為1.02，雖然可以部分緩解軌道3 號線施工期間的交通擁堵問題，但從現(xiàn)場實際實施情況來分析，難以解決長期的交通疏解問題，尤其是枋湖北二路西入口段經常出現(xiàn)長距離排隊堵車現(xiàn)象。

3 智能交通系統(tǒng)促進交通疏解

智能交通系統(tǒng)是以區(qū)域的交通大數據分析作為基礎，通過對城市建設項目影響區(qū)域的整體交通情況建立模型分析，模擬項目建設前、中、后可能發(fā)生的交通流量再分配情況[4]，通過交通信息服務、智能紅綠燈、智能潮汐車道等方式，有效改進傳統(tǒng)交通疏解方式的功能，實現(xiàn)建設項目交通疏解的實用性與高效性。

3.1 智能交通信息交互系統(tǒng)

智能交通系統(tǒng)是以交通大數據信息作為基礎進行作業(yè)，其原理如下：由交通信息中心對建設項目影響區(qū)域范圍的交通信息分析整理后， 通過交通系統(tǒng)物聯(lián)網內的信息發(fā)布設備， 及時將交通信息發(fā)布給各個交通參與者。 對于行人與司機，可以根據這些信息確定最適合自己的交通出行方式與路線[5]；對于交通管理部門，可以根據這些信息提前進行交通流量的有效疏導繞行， 管理城市交通的合理運行，實現(xiàn)交通事故的快速報警與處置。 智能交通信息交互系統(tǒng)是實現(xiàn)所有智能交通的基礎， 可以有效地預警與處置城市項目建設過程的交通疏解問題[6]，通過智能交通信息交互系統(tǒng)可以將施工項目對路網交通重新分布影響變得高效可控，重分配系數預計可以達到0.60，同時不對周邊道路產生嚴重影響。

3.2 智能紅綠燈

智能紅綠燈系統(tǒng)是一種可以緩解交通壓力、使十字路口通行效率最大化的智能交通系統(tǒng)。 基于區(qū)域交通大數據的分析，智能紅綠燈可以根據所在路口和周邊路口的現(xiàn)狀交通情況，實現(xiàn)實時的、動態(tài)的交通紅綠燈配，實現(xiàn)建設項目影響路段交通疏解效率的最大化。 目前比較常用的主要有：英國綠信比、周期、相位差優(yōu)化技術（SCOOT）；悉尼自適應交通控制系統(tǒng)（SCATS 系統(tǒng)）；日本智能感應紅綠燈等[7]。 實施智能紅綠燈后交叉口影響系數由δ=0.82 修正為δ=0.9。

3.3 智能潮汐車道

智能潮汐車道又稱“信號燈與可變車道聯(lián)動控制系統(tǒng)”，通過智能交通系統(tǒng)的大數據統(tǒng)計，依據短時交通流預測系統(tǒng)[8]，分析各個施工影響路口的早晚高峰期交通流量數據，對于潮汐交通路口，采用智能潮汐車道的交通解決方案，在傳統(tǒng)“占一還一”交通疏解方式的基礎上，實現(xiàn)“需一給一”的智能交通配給新方案。 實施智能潮汐車道后，高峰期枋湖北二路車道數動態(tài)調整， 西進口增加一個車道，西出口減少一個車道，此時路口交通服務水平分析計算結果如表1 所示。

表1 路口交通服務水平分析

綜上所述，智能交通系統(tǒng)的實施可以有效緩解建設項目交通擁堵問題。

4 結語

交通疏解是每一個城市建設項目都需要面對和解決的問題，傳統(tǒng)的交通疏解方式受到資金、人力、土地等方面的限制，無法有效的解決城市建設項目造成的交通擁堵。 本文從廈門市軌道3 號線建設項目實際情況出發(fā)， 提出了智能交通系統(tǒng)解決建設項目交通疏解的概念。 智能交通系統(tǒng)應用于建設項目交通疏解， 能夠最有效地利用有限的城市資源，高效地解決城市交通擁堵問題。 目前國內的智能交通系統(tǒng)發(fā)展仍舊處于起步階段， 不斷更新實現(xiàn)的智能交通定制方案， 都將為以后的建設項目智能交通疏解積累寶貴的經驗， 實現(xiàn)城市建設項目的低影響化。