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關鍵詞：城市道路；交通流波動；車流密度；通行能力；差異車道；服務水平

近年來，我國社會經濟發展較為迅速，居民的生活水平穩步提高，機動車保有量日益增長，交通擁堵問題已經成為人們普遍關注的社會熱點。大部分城市興建快速路、改造主干路、擴建次干路等以緩解交通壓力，但其進展緩慢，而且實際的交通成效遠遠低于設計時的預期。道路的通行效率與運行能力及其等級、規模等有著較為復雜的關系，并非簡單的正比關系，而是與當時交通狀況密切相關。良好的交通狀況能有效降低交通流波動幅度，交通流波動性負面影響隨之減弱，道路服務水平隨之提高，使其達到預期設想。

一、城市道路交通流波動的特點

在城市主流道路中經常出現具有非均勻特點的交通流，公路路網也是如此。當對交通流波動進行解釋時，會將交通流假設成為聲音，顯而易見，這種聲音的變化，即聲波的波動就是車流疏密的改變，這是由集結波和疏散波組成的抽象的"交通流波動”。集結波會在道路分流處、交叉口或事故發生導致的擁堵處出現，時間越長，集結隊伍排得越長，運行速度也隨之降低。疏散波會在車輛分流處出現，隊伍可能逐漸變短，運行速度隨之提高。如果受新的外來因素影響，波動也會呈新一輪變換，交通流波動性特征也會隨之更變。學術上把車流密度、車距視距、運行車速、通行能力等4個部分作為交通流的波動特性。

1.車流密度處于波動狀態的交通流出現意味著道路上車流分布不平衡，此時顯然集結波處密度大，疏散波處小。一般情況下，集結波的起始位置有動態和靜態兩種形式之分。前者主要出現在慢車錯行快車道以及路面存在動態作業等情況下，后者則集中在平交口、事故發生點、路面定點作業等位置。而其終點的大部分狀態處于動態之中,可認為與車輛自身的行駛速度相關。車距視距、運行車速、通行能力會隨著車流密度的變化而變化。

2.車距視距交通流波動過程中，車距在集結波態時縮短，在疏散波處增長，故車輛間隔會隨之相應變化。在車距足夠大的情況下，視距越長，行車安全系數就越高，可以達到預先設計標準。若安全距離打破，車距驟減，視距大大縮減，同車道的前后相鄰車輛視距隨之縮短，相鄰車道車輛的視距也會有一定的降低，此時會出現設計預期階段未曾考慮到的安全隱患。

3.運行車速集結交通流會隨著密度的增大，導致汽車行駛速度降低，同時其本身的行駛速度就會比均勻流時低。隨時間增加、隊伍加長、集結波出現次數增加，導致平均速度降低。當疏散波到達并被駕駛員接收后,駕駛員會做出加速反應，由于受限于最高時速要求，總體平均車速根本達不到最高限制速度。一方面，某些車輛在遇到疏散波時很難快速提高速度，如運輸旅客的客車和一些負載較大的貨車，這樣可以降低平均運行速度；另一方面，有著良好習慣的駕駛員，能夠在集結波達到前作出減速操作，這樣進一步降低運行速度。

4.通行能力車輛行駛速度的變化主要受到道路飽和度和通行能力的影響。車速會在飽和度處于定值時下降，通行能力也降低；當交通波流動加強，飽和度局部上升到一定程度后，運行車速持續下降，導致通行能力降低，這 一現象會持續到疏散波傳達后停止。

二、城市道路交通流產生的影響

1.對交通安全的影響（1）追尾事件頻發。通過對追尾事件的研究可以發現，駕駛人員在駕駛過程中因為沒看清而導致追尾事件的發生是極少數的，極大部分追尾事故的原因是司機駕駛習慣差，不能夠保持合理的行車距離。如果駕駛員的反應比較慢，再加上駕駛車輛不具有較好的制動能力，制動距離較長，也可能導致事故發生。另外，則是在集結隊伍中，不穩定的車速導致駕駛員為了不被插隊而縮短車距。在集結波臨界點處，事故發生的頻率最高，在此處事故一旦發生，便會造成不可估計的后果，防不勝防。（2）路障難避。相鄰道路的集結隊伍會影響本車道駕駛員的安全視距。與視障礙物不同的地方在于，集結隊伍遮擋的通常是動態的、體形較小的障礙物，大多數情況是駐留在車道上的行人、路面上移動的灑漏物品等。在同一車道的車隊中，如果車輛的間距低于視距，那么駕駛員為了讓車輪躲避路面障礙，如撒漏物、缺失井蓋的井口等，可能會導致事故的發生。（3）危險變線。隊伍在集結時變換車道是非常危險的。駕駛員在超車時需要變換車道，在這個過程中，車道波動特征以及車速的細微差別都有可能影響到駕駛員，導致安全意識不足、經驗較少、性格急燥的駕駛員極易發生危險。駕駛員轉向時，如果信息被遮擋，獲知不及時也會導致危險的發生。還有一種情況是，車輛為了擠進相鄰車道而強行轉向，也容易導致事故發生。（4）信息難以接收。沒有接收到信息的主要原因是其被阻塞了。如果相鄰車道上有車輛隊伍，可能會對該車道上的車輛產生影響，使其難以接收到標志信息。若對該路段的相關規定（如限速等）不了解，駕駛員勢必會違反規則，破壞交通或橋涵結構。另外，駕駛員對危險路段無法提前預測，在遇到急轉彎等緊急情況時，采取的應對方式（如緊急制動或變道等）的危險性增大。

2.對通行效率的影響（1）交叉路口蓄泄與紊流。交叉路口在某些程度上具有蓄泄作用。影響道路通行能力的因素有：交通相位、網絡、車道配對和輔助信息等。①交叉路口處的信號燈在工作過程中是不會彼此影響的。集結隊伍中的第一個司機會在綠燈亮起時加速至最大速度向下一個路口駛去，直到信號燈變紅，便會出現最不利的情況，即道路上會出現集結隊伍排長隊，而前面無車行駛的情況，通行效率較差。②綠燈轉亮，行駛一段距離后或遇到下一路口的集結隊伍，或又暢通無阻；道路交叉路口左右轉向時，駛入主線的車輛會受到尚未疏散車流的沖擊，從而影響道路的通行效率。③分流車輛與相交路口車道的數量和時間配給不匹配問題是不可避免的，大多數情況下，直行車道車流占60%～80%，比轉向車道的車流要大得多。調整了配時后，總體通行能力有所提高，但仍然不能消除左轉車輛占用直行車道的現象，給原本負荷重的直行車道新增了一股壓力，使通行效率降低。（2）公交停靠。公交車的進站、出站對交通流的波動也具有一定的沖擊。這種沖擊是沒有辦法消除的，但通過把公交停靠站改造為港灣式停靠站，可以穩定交通流的波動。首先，城市人口稠密，土地稀缺，難以滿足理想的加、減速車道長度要求。其次，公交車停靠時間在大多數情況下是不會有較大波動的，而且到站車輛一般不會大于2輛，不需要對停靠站進行大幅度改造。由于政策支持，公交線路數量會不斷增加，而港灣式公交車停靠點數量并不多,這就導致了多輛公車、多條線路聚集在同一個站點的情況。此時,道路被占用從而降低了通行效率，公交車流的波動性隨之體現。（3）視距減小。相交路口處的車流密度往往高于正常路段，駕駛員的視距減小，很容易看不到被前面車輛遮擋的信號燈。由于小轎車車型較載客車、載貨車矮小，盡管車距有5米，也會被其遮擋，無法看清信號燈。無論是斜角還是平曲線上的交叉口，相鄰車道的視距會由于這兩處集結隊伍的存在而減小，使其難以看到信號燈。無論哪種情況出現，盡管巧遇綠燈，采取減速或停止是司機在所難免的舉動。在交通流波動性的影響下，車輛行駛過程中如果司機沒有看到只有一個的限速標志，通常會高于或者低于限制速度，新一輪的交通流動出現，通行效率隨之降低。同時，在晚上的行駛途中，視距受集結波沖擊，很難捕捉到路面上的相關標識，如禁止變換車道、指向箭頭等。正常行駛車輛急剎車或突然變道的概率增大，不僅影響通行效率，而且還可能導致交通事故。（4）道路合流與分流。車流匯聚成為一個點，在事先設計的過程中，工程師會將合分流在道路上行駛出入的角度納入設計范圍。在這個點假設成立的情況下，行駛車輛的切入、切出便是不經常存在的，從而使要進行合流或者分流的汽車沒有阻礙地完成操作。如果想要進入主流道路的車輛接收到集結波信號，那么駕駛員只會不計時間成本地強行合流。支流的匯入對于主流車輛來說，相當于減少了可行駛車道，必然會造成大面積擁堵，此時出現在預期之內的交通紊流作用于主流車道，增大了交通流的波動，勢必會對通行能力造成負面影響。此外,即使遇到出口、支線時，事故、修路、慢行大型貨車等也都會使分流遇阻，后合流到另一道路時，也會出現上述情況，導致通行效率降低。

三、改善城市道路交通流波動的對策措施

1.設置差異車道車流量分布不均勻且車流行駛速度不一致導致一系列的問題，應當在設計道路橫斷面時劃定差異車道以減少低速車輛影響高速車輛行駛、超車，進而引發交通事故的情況。車輛按大型和小型劃分已經不能滿足現實社會的需求，按車輛速度劃分為快速車道和慢速車道比較符合現實情況。為了兼顧小型客車的數量較多、性能較優的特點，在單向三車道以上的道路新增“小型客車專用道”，專門供小型客車行駛。其它車道（如公交車道等）另作分析。

2.進行道路擴建新舊車道的分隔物會影響交通安全，所以需要進行全面而精確的道路安全、環境保護分析以清除其負面影響。進行道路擴建時，應把喬木和管線放到距離遠期機動車道較遠的地方，作出長遠發展的規劃。無論是對新的還是舊的橋梁作出處理，都是有一定難度的。而獨立建設會導致道路分幅，減少了車輛轉向的空間。新舊橋在拼接時存在一系列的差異，容易造成巨大應力，使得新舊橋需經過變化調整后才能形成整體。在空間位置允許的情況下，可將原橋變成單向通行，同時新建橋梁，新舊橋梁共同組成雙向通行，并對舊橋進行加固措施。如果線形條件不被允許，新舊橋兩側對稱擴寬方案成為優先方案。如果所有條件都不滿足，那么只能獨立擴建。這種情況會存在褸空帶，影響居民出行，應該進行多次信息提醒，幫助駕駛員提前規劃新的路線，提前選擇車道。

3.減少信息過載交通信息主要是通過交通標志或者廣播電臺向駕駛者傳遞必要的通知并指引駕駛者駕駛方向。管制信息、指路信息都是交通信息。交通標志的設計必須簡潔明了，在不影響駕駛者駕駛的前提下向駕駛者傳遞信息，信息內容應簡短，同時符合國家標準。道路信息、地點信息、方向和距離，都是廣泛運用的規范而典型的指路標志。

4.排除慢行交通與公交的影響“慢行交通系統”是指以步行、自行車等慢行方式作為城市交通的主體，緩解交通擁堵。在規劃道路時,道路的寬度應該符合基本要求，在規范要求內，不縮短其它車道的情況下，盡可能預留機動車道擴寬空間，同時也保證舒適度以及路面的平整度。對于公交系統，在條件允許的情況下可以設置公交專用車道，若路況條件不允許則從優化公交線路、優化公交站點布局入手。

5.優化交叉路口管理一方面，采用自適應控制系統，充分發揮智能交通的優勢，使交通燈自適應與分時段調節，將上一個交通燈周期或上幾個周期的交通量作為參考進行本次的調整，在產生突發情況時進行人為干預。另一方面，健全輔助設施，包括輔助信號燈、輔助提示標志以及倒計時器等屬于交通燈的輔助設施，安裝時應符合相關標準。大車遮擋的情況愈發嚴重，在條件允許的情況下，信號燈采用懸臂支撐的方式，節約投資。

6.建設綠波帶綠波帶是指在一個路段內規定一個速度，使車輛在經過一個綠燈后，之后遇到的每個信號燈都是綠燈。綠波帶可以大大提高該路段的通行效率，當主干路車流遠遠大于支路時，設置綠波帶是有很大優勢的。當處于主干路段且交叉口距離不大時,無法滿足設立的條件，此時，需要設立信號控制機聯動，或者一個控制機至少控制兩個交叉口，使得車輛在一段路程內是暢通無阻的。

四、結語

很多因素會對城市道路的交通安全與通行效率產生影響，交通流的波動幅度與服務水平有著十分緊密的關系，而且隨著交通量的增加，這種關系變得愈加明顯。交通流波動的特征與道路設計、規劃、管理和維護等有很大的聯系，筆者通過對交通流波動的特點以及成因進行研究并得出解決辦法，為提高道路管理和服務水平提供參考。

作者：劉雪蓮 焦新龍 胡潔 俞恬恬 單位：寧波工程學院經管學院