基于ISM模型的石家莊市交通擁堵問題的研究

于博西 劉寶民

摘 要：本文為解決石家莊市交通擁堵問題，結合石家莊市現狀，通過城市道路、軌道交通、機動車等方面的統計數據，使用ISM模型分析了石家莊綜合交通存在的問題。深入探討了石家莊市交通在基礎設施、通行能力等方面存在的問題。并結合國家相關規范，借鑒國內外交通擁堵治理經驗，對石家莊市交通問題從發展、創新、技術等角度提出使用新型智慧交通燈和新型索軌的對策與建議，從而使交通擁堵問題在路面、空中分別得以解決，最終使得交通更加的智能化和立體化。

關鍵詞：交通擁堵;石家莊市交通;ISM模型;智慧交通燈;索軌

0 引言

近年來我國城市交通迅猛發展。截至2020年9月我國機動車保有量達3.65億輛，其中汽車2.75億輛[1]。雖然出行便利但交通擁堵問題接踵而至。重慶市[2]、天津市[3]等城市的相關研究表明，交通擁堵問題亟待解決。

在京津冀一體發展的大格局下，河北省面臨著壓力和挑戰，省會石家莊近三年通勤高峰擁堵指數不斷上升[4]。石家莊市機動車保有量位居全省第一。交通活動與出行方式彼此影響，機動車保有量的增長勢必會增加城市交通的壓力。

1 石家莊市綜合交通系統現狀

1.1 研究區域及現狀

石家莊市區轄8個主城區同時，2個國家級開發區。截至2017年，石家莊市實際總面積達13 504 km2。截至2019年末，石家莊市城鎮人口達710.55萬人，主城區平均城市常住人口密度為0.496 4萬人/km2。石家莊市軌道布局為“大放射、小方格”。骨干線3條，輔助線3條，線網總長241.7公里。截止到2020年11月，石家莊市地鐵已開通三條線路，里程總長約61.6 km。目前，石家莊市謀劃了6條BRT快速公交線路，使各城區之間的聯系更便捷。

1.2 道路系統現狀

石家莊市主城區路網呈“方格-環形-放射式”，其主骨架系統由四橫八縱、三條環線和14條射線編織而成。一環、二環、石環、環環相扣，京石、石安、石黃等6條高速，107、307、308、石閆、正港等國省干道密密交織。

1.3 機動車現狀

截止到2019年4月30日，石家莊市機動車保有量2 899 397輛，并不斷上升。

2 石家莊市綜合交通體系存在的問題

本城市在2020年第三季度高峰擁堵延時指數達到1.547，車輛平均速度為30.55 km/h[5]，說明該城市擁堵較為嚴重，尤其是在早晚高峰期。

2.1 基于ISM模型石家莊交通擁堵的主要因素分析

據調查分析得交通擁堵出來源于以下幾大方面，交通出行組織、公共交通系統、城市路網結構、交通基礎設施、道路通行能力、交通出行結構、交通量空間分布。根據上述交通擁堵主要影響因素及對相關人員的訪問，當各影響因素有直接關系時取1，否則取0，從而得到石家莊交通擁堵主要影響因素的直接關系鄰接矩陣A。

對相鄰矩陣A運用布爾代數規則進行計算得到可達矩陣P，根據建立的可達矩陣，進行系統各要素之間劃分。劃分結果如圖1。

通過ISM分析了解到交通出行結構、交通量空間分布位于第一層，具有直接導向作用，若沒進行合理配置，必導致交通擁堵;第二層是間接影響因素，若道路通行能力或公共交通系統或交通出行組織不強，將影響交通出行結構以及交通量空間分布，造成擁堵;第三層是根本原因，實則該項還受石家莊城市功能與布局的影響。

2.2 交通設施不足

主要表現在城市道路資源不足，市主城區私家車多、部分街道用來建設商業街等。斷頭路和主路多支導致主路交通不能達到預期速度等。石家莊市地鐵線路少，主要交通方式為公交汽車、小汽車等。

2.3 交叉口渠化率低，信號燈配時不合理

據調查，石家莊市的交通信號燈均是固定配時的調控方式，很大程度上沒有形成“綠波帶”及線控制或面控制。一些十字路口信號燈在進行控制時，相位安排不太合理。從而引發了擁堵。

2.4 交通非機動車情況

主城區人口不斷上升，沒有自行車專用道，步行街在完善中。“綠燈未亮，車已先行”的現象較普遍，并且多數為機非混行道路。

2.5 換乘問題

公交線路較多，車輛在換乘站點的停車時間具有強不確定性，引發嚴重的“串車”現象。“串車”現象導致乘客等車時間以及車輛運能的浪費、增加上下車危險性。

2.6 ISM模型檢驗

本文選取了市一環路以內區域中山路段對分析結果進行驗證。最長相位差為2分鐘，早、晚高峰時期有大量的非機動車，公交車等待時間長，最長同站等候15分鐘，由于交叉口多，車輛多方匯入，造成擁堵。分析發現ISM所反應的影響因素正確。

3 針對石家莊市綜合交通體系的建議

3.1 政策建議

可利用定期免費或打折乘坐公交、增加停車場的費用、少開私家車、鼓勵合乘，對交通流進行引導、可以減免相關稅等政策沖擊其他方式，從而達到公共交通第一出行方式理念。

3.2 路面—智慧交通燈

智慧交通信號燈有以幾方面組成：一是利用深度學習圖像處理的方法實現車輛特征識別，實現對交通燈的智能控制，結合單片機等設備實現算法功能并控制交通燈。二是將十字路口采集的實時圖像數據進行實時分析，得到車流量情況，進而實時調控紅綠燈，以減少路口“空等待”現象。三是將十字路口采集的實時圖像數據進行實時分析，實現智能交通控制系統。利用磁傳感器和加速度傳感器檢測車輛，實現動態配時。

此智慧交通燈具有優化算法、靈活性、高效性等的優點，可以適應環境變化、提高通行效率，降低錯誤率。

3.3 新型交通方式—索軌

在當今城市立體化已成為一個新方向、新熱點。索軌在節省材料、資源等情況下減緩擁堵問題，并減少污染。索軌主要包含車站、車廂、索道等幾個方面。

站臺層包括了兩條車道，采用上下層運行。索道采用多組帶凹槽的滾輪相互咬合夾持鋼索，兩滾輪外側均有減震裝置，用于保證纜車運行的平穩與乘客的舒適。

車體采用合金高分子材料做成，車廂模仿飛機機翼的形式，使其在行進中產生向上的浮力，減少運行中的有害摩擦力。車廂內部的由駕駛室以及乘務艙組成，內部座椅可實現自由旋轉，可以在乘車的同時欣賞到四周的景色。行駛路線設計雙交叉路線、三交叉路線或者更多的交叉路線，這樣可以保證通過兩層實現，并且車道運行不沖突。索軌的建成將會在空中解決路面道路的交通壓力，使得交通擁堵問題得到解決。

4 結語

通過介紹石家莊市主城區交通的基本現狀和面臨的挑戰，結合國際上交通規劃和管理比較發達城市的先進經驗，對主城區未來的交通發展提出了一些交通規劃和管理方面的個人建議。

參考文獻：

[1]百度地圖.2020年第3季度中國城市交通報告[R].2020：6.

[2]張宜華，郭春俠.重慶市主城區城市交通的現狀、挑戰及建議[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2012，31（S1）：579-582+732.

[3]李軍，張建勇.天津市城市綜合交通系統現狀分析及發展對策[J].特區經濟，2011（9）：60-63.

[4]百度地圖.2019年度中國城市交通報告[R].2019：8.

[5]高德地圖.2020Q3中國主要城市交通分析報告[R].2020：10.