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(xiàn)狀，通過城市道路、軌道交通、機動車等方面的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，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(guī)范，借鑒國內(nèi)外交通擁堵治理經(jīng)驗，對石家莊市交通問題從發(fā)展、創(chuàng)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(fā)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(fā)展的大格局下，河北省面臨著壓力和挑戰(zhàn)，省會石家莊近三年通勤高峰擁堵指數(shù)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(tǒng)現(xiàn)狀

1.1 研究區(qū)域及現(xiàn)狀

石家莊市區(qū)轄8個主城區(qū)同時，2個國家級開發(fā)區(qū)。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(zhèn)人口達710.55萬人，主城區(qū)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(wǎng)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(qū)之間的聯(lián)系更便捷。

1.2 道路系統(tǒng)現(xiàn)狀

石家莊市主城區(qū)路網(wǎng)呈“方格-環(huán)形-放射式”，其主骨架系統(tǒng)由四橫八縱、三條環(huán)線和14條射線編織而成。一環(huán)、二環(huán)、石環(huán)、環(huán)環(huán)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(xiàn)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(shù)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(jù)調(diào)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(tǒng)、城市路網(wǎng)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(jù)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(shù)規(guī)則進行計算得到可達矩陣P，根據(jù)建立的可達矩陣，進行系統(tǒng)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(tǒng)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(xiàn)在城市道路資源不足，市主城區(qū)私家車多、部分街道用來建設商業(yè)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(jù)調(diào)查，石家莊市的交通信號燈均是固定配時的調(diào)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(fā)了擁堵。

2.4 交通非機動車情況

主城區(qū)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(xiàn)象較普遍，并且多數(shù)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(fā)嚴重的“串車”現(xiàn)象?！按嚒爆F(xiàn)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(huán)路以內(nèi)區(qū)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(fā)現(xiàn)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(xiàn)車輛特征識別，實現(xiàn)對交通燈的智能控制，結合單片機等設備實現(xiàn)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(shù)據(jù)進行實時分析，得到車流量情況，進而實時調(diào)控紅綠燈，以減少路口“空等待”現(xiàn)象。三是將十字路口采集的實時圖像數(shù)據(jù)進行實時分析，實現(xiàn)智能交通控制系統(tǒng)。利用磁傳感器和加速度傳感器檢測車輛，實現(xiàn)動態(tài)配時。

此智慧交通燈具有優(yōu)化算法、靈活性、高效性等的優(yōu)點，可以適應環(huán)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(jié)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(wěn)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(chǎn)生向上的浮力，減少運行中的有害摩擦力。車廂內(nèi)部的由駕駛室以及乘務艙組成，內(nèi)部座椅可實現(xiàn)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(xiàn)，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(qū)交通的基本現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)，結合國際上交通規(guī)劃和管理比較發(fā)達城市的先進經(jīng)驗，對主城區(qū)未來的交通發(fā)展提出了一些交通規(guī)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(qū)城市交通的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)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(tǒng)現(xiàn)狀分析及發(fā)展對策[J].特區(qū)經(jīng)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.