基于潮汐車道與燈光護(hù)欄對(duì)動(dòng)態(tài)治理城市擁堵的研究設(shè)計(jì)

劉 杰 李 陽(yáng) 劉 備

（湖北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430079）

近年來(lái)，國(guó)家在城市化進(jìn)程中，中國(guó)各大城市出現(xiàn)了前所未有的大發(fā)展。在發(fā)展過(guò)程中，也不可避免地出現(xiàn)了大城市病，其中最嚴(yán)重的就是城市交通問(wèn)題。城市的人口過(guò)度集中，車輛的過(guò)度集中，導(dǎo)致曾經(jīng)的城市道路規(guī)劃嚴(yán)重影響了現(xiàn)代人的出行。特別是車輛的流動(dòng)不僅不規(guī)律，而且具有不可預(yù)見性，這就讓原來(lái)固定模式的道路出現(xiàn)了瓶頸。文章主要從技術(shù)創(chuàng)新角度出發(fā)，結(jié)合北京和深圳的潮汐車道與十字路口的紅綠燈智能轉(zhuǎn)換，在現(xiàn)有道路的基礎(chǔ)上，提出解決擁堵的技術(shù)方案，為我國(guó)的交通事業(yè)、我國(guó)的城市化進(jìn)程添磚加瓦。

1 城市交通擁堵的現(xiàn)狀

依托互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)資源，中國(guó)城市研究進(jìn)入人工智能時(shí)代。百度地圖首發(fā)《2017年第一季度中國(guó)城市研究報(bào)告》，通過(guò)挖掘地圖大數(shù)據(jù)洞見城市發(fā)展真實(shí)現(xiàn)狀。

“城市擁堵”是所有大城市的“痛”。2017年第一季度受春節(jié)影響，全國(guó)主要城市工作日高峰擁堵指數(shù)環(huán)比2016年第四季度有所緩解。參評(píng)的49個(gè)城市工作日高峰擁堵指數(shù)都出現(xiàn)了不同程度的下降，一線城市高峰擁堵指數(shù)降幅最大。按城市級(jí)別來(lái)看， 一線城市擁堵狀況最為嚴(yán)重； 按地域來(lái)看，沿海城市擁堵狀況整體好于內(nèi)陸城市。

互聯(lián)網(wǎng)+交通管理已經(jīng)成為城市交通治理的趨勢(shì)，各地交管部門紛紛與百度地圖深度合作，北京市海淀交通支隊(duì)開展了上地地區(qū)信號(hào)燈調(diào)優(yōu)項(xiàng)目，上海交警基于百度地圖開發(fā)了PDA勤務(wù)管理系統(tǒng)，成都交警通過(guò)百度地圖導(dǎo)航利用中小街道來(lái)分擔(dān)車流壓力，深圳交警將百度地圖應(yīng)用于指揮調(diào)度和應(yīng)急處置系統(tǒng)，都有力提升了交通治理效率，百度地圖的人工智能技術(shù)與交通大數(shù)據(jù)服務(wù)，已經(jīng)有效應(yīng)用于緩解城市擁堵。

2 城市交通擁堵原因的深入分析

目前，中國(guó)的城市化進(jìn)程正處于高速發(fā)展期。根據(jù)百度地圖《2017年第一季度中國(guó)城市研究報(bào)告》分析，其原因有的是冰雪期的影響，有的是通勤距離過(guò)遠(yuǎn)的影響，但城市擁堵的原因主要有以下原因：

（1） 城市是在原有的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)，中心城區(qū)道路的規(guī)劃是多年前的規(guī)劃。現(xiàn)在的車輛急劇增加，道路已無(wú)法拓寬，這勢(shì)必導(dǎo)致中心城區(qū)的擁堵。

（2） 中心城區(qū)的土地“寸土寸金”，土地用來(lái)商業(yè)開發(fā)能獲得更大收益，而道路等公共設(shè)施只會(huì)增加政府的投資與維護(hù)成本。

（3） 道路容量的嚴(yán)重不足、汽車增長(zhǎng)速度過(guò)快、交通管理技術(shù)水平底下、缺乏整體交通發(fā)展規(guī)劃、道路使用者的不文明行為等。

（4） 人們的出行頻率會(huì)有波動(dòng)，但是道路的通行效率卻是一成不變。

如果道路也能動(dòng)態(tài)調(diào)整，則擁堵就能輕易化解。

3 城市交通擁堵的治理方法

3.1 常規(guī)治理方法

針對(duì)城市的擁堵問(wèn)題，現(xiàn)在最常見的有以下幾種：（1）修高架；（2）修隧道；（3）修環(huán)線；（4）單行道；（5）限號(hào)出行；（6）收擁堵費(fèi)。這些方法一定程度上解決了城市擁堵問(wèn)題。

3.2 北京和深圳潮汐車道的介紹

在所有治理?yè)矶碌姆椒ㄖ校恼伦钫J(rèn)同的就是潮汐車道。這種車道的設(shè)計(jì)，與“會(huì)呼吸”的道路理念一致。

在北京的一些道路上，中間車道采取了根據(jù)早晚高峰的時(shí)間，可以相互轉(zhuǎn)化的模式。這一種模式在一定程度上緩解了進(jìn)城難，出城難的問(wèn)題。

而深圳的潮汐車道采用的是專業(yè)車輛將護(hù)欄左右移動(dòng)，讓普通道路變成潮汐車道。

4 本文的解決方案

解決交通擁堵的辦法有許多。最有效的辦法就是規(guī)劃新城區(qū)，做好整體的城市規(guī)劃。但是這種方法的成本過(guò)大。因此，我們的解決方案只能回歸現(xiàn)實(shí)，在原有的基礎(chǔ)上來(lái)解決問(wèn)題。

4.1 潮汐車道的改進(jìn)

文章設(shè)計(jì)的潮汐車道是用燈光護(hù)欄來(lái)改變城市道路的單邊車道數(shù)量。方案靈感來(lái)源于城市建設(shè)的樓體亮化工程。如今LED顯示屏的應(yīng)用越來(lái)越廣，道路也是城市的一部分，所以，道路上也可以采用燈光的方式來(lái)展示道路的擁堵情況。

首先，燈光的變換比實(shí)體護(hù)欄更容易實(shí)時(shí)控制。通過(guò)燈光的點(diǎn)亮，讓兩車道瞬間變?nèi)嚨馈１壬钲谟脤＼嚫淖円憬莞袝r(shí)效性。其次，整條道路的燈光具有及時(shí)性。當(dāng)車道變換后，車主可以立即知道車道變化情況，可以及時(shí)根據(jù)情況調(diào)整車道，避免到紅綠燈處再變車道，引起不必要的擁堵。然后，燈光護(hù)欄可以在任何時(shí)候進(jìn)行變換。不一定要局限于某個(gè)時(shí)間段，也就是能夠更好地應(yīng)對(duì)突發(fā)擁堵。最后，燈光護(hù)欄的顏色可以提示前方的擁堵情況。讓車主及時(shí)根據(jù)情況調(diào)整車道或者駛離本路段。具體對(duì)比如表1所示。

表1 潮汐車道的對(duì)比

由此可以得出，燈光模式在時(shí)效性、便捷性、擴(kuò)展性、維護(hù)成本方面具有十分突出的優(yōu)勢(shì)。燈光模式最大的問(wèn)題在于建設(shè)初期需要一定的投入，后期需要電力供應(yīng)。而針對(duì)最受爭(zhēng)議的燈光的可見度問(wèn)題，文章的論述如下。

首先，需要用到潮汐模式的時(shí)候一般在早上和晚上，這個(gè)時(shí)間的陽(yáng)光不強(qiáng)，其燈光的效果還是非常明顯的。其次，燈光模式的目的僅僅是為了區(qū)別兩條線的不同，在有燈光的情況下，特別是加入顏色后，有燈和沒(méi)燈一對(duì)比還是非常明顯的。最后，燈光的可見度其實(shí)在技術(shù)層面是可以解決的。

綜上所述，潮汐車道采用燈光模式是完全可行的。

4.1.1 燈光隔離帶的初步設(shè)計(jì)

燈光采用燈柱的形式，光源放在燈柱底部，同時(shí)根據(jù)需要可以在底部放多個(gè)顏色的LED燈管，或者采用可調(diào)LED燈管，根據(jù)需要調(diào)整不同顏色和亮度。

根據(jù)路面的實(shí)際情況，需要進(jìn)行一定的加工，才能將燈帶固定在道路中?？梢詫糁裨诘缆分?，低于地平一定距離；也可以將燈柱高于一定距離安裝，這種選擇根據(jù)燈柱的材料耐磨程度等物理特性決定。高出一定距離可以有減速帶隔離帶的效果。燈光安裝示意圖如圖1所示。

圖1 燈光安裝示意圖

道路的隔離帶完全用燈帶取代，如果為了經(jīng)濟(jì)性，可以將正中間的雙黃線保留，只在兩邊設(shè)立燈光隔離帶。道路隔離帶如圖2所示。

4.1.2 燈光隔離帶的聯(lián)動(dòng)效果

整個(gè)燈光隔離帶可以統(tǒng)一在交通管理中心控制，也可以在十字路口由十字路口的智能控制模塊控制。比如由南向北方向的車流量加大，可以增大往北的車道，同時(shí)也增加往北的綠燈時(shí)間，反之亦然。最終的效果就是，隔離帶的變化根據(jù)十字路口的紅綠燈情況進(jìn)行聯(lián)動(dòng)工作，最大限度地保證道路暢通。

圖2 道路隔離帶

4.2 十字路口的配合改進(jìn)

現(xiàn)階段來(lái)說(shuō)，十字路口的紅綠燈都是采用固定模式，比如多少秒跳轉(zhuǎn)，這都是人為設(shè)定且不能隨路口情況變動(dòng)。潮汐車道的運(yùn)用，最大的特點(diǎn)是改變某一方向的車容量，保證其快速通過(guò)，避免擁堵。但是在城市中，最大的瓶頸就出現(xiàn)在了紅綠燈處。因此，十字路口進(jìn)行改進(jìn)就變得尤為重要。

首先，十字路口的車道需要細(xì)分。每一個(gè)車道配備一個(gè)紅綠燈。這樣，每一個(gè)車道就變得更加靈活，在有必要時(shí)可以相互轉(zhuǎn)換。其次，十字路口的紅綠燈時(shí)間需動(dòng)態(tài)調(diào)整。當(dāng)后方車輛堆積時(shí)，紅綠燈動(dòng)態(tài)調(diào)整，在下一個(gè)綠燈時(shí)，增加本車道的綠燈時(shí)間。然后，十字路口車道的變化和紅綠燈時(shí)間進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。當(dāng)某個(gè)時(shí)間段左轉(zhuǎn)的車輛突然增多，本來(lái)只有一個(gè)左轉(zhuǎn)車道，現(xiàn)在變成兩個(gè)左轉(zhuǎn)車道，同時(shí)，增加左轉(zhuǎn)的綠燈時(shí)間。確保十字路口車輛的堆積在可控范圍。十字路口的車道動(dòng)態(tài)調(diào)整可以避免這種車道浪費(fèi)的現(xiàn)象。最后，讓每一個(gè)十字路口的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)形成聯(lián)動(dòng)。比如局部突發(fā)有很多車通過(guò)一個(gè)路口，在下一個(gè)路口，可以提前做好準(zhǔn)備，確保這波車流高峰盡可能不停留，保證道路的通暢。

4.3 相關(guān)交通法規(guī)的配合改進(jìn)

設(shè)立十字路口、制定交通法規(guī)其本質(zhì)目的是為了安全、確保城市的暢通。因此，相應(yīng)的法律法規(guī)在這種模式下也要進(jìn)行調(diào)整。確保合理有效。

5 結(jié)語(yǔ)

要解決城市擁堵的辦法就是讓道路活過(guò)來(lái)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)整、聯(lián)網(wǎng)互動(dòng)、增大容錯(cuò)率、提高自我修復(fù)能力。根據(jù)以上的技術(shù)理念的創(chuàng)新，可以有效地解決城市道路的通行效率，減少擁堵?？梢杂行У販p少早晚高峰的單邊車道空置率，最大程度地避免車輛擁堵。可以有效減少十字路口某時(shí)段的車道空置率，最大限度提高十字路口車輛通過(guò)效率。可以有效調(diào)配各車道通行時(shí)間。確保車輛十字路口合理有效通過(guò)，避免嚴(yán)重?fù)矶碌那闆r發(fā)生。

綜上所述，本文的技術(shù)方案是可行的。