文/陸玉雪 晏永廷 肖海承（.昆明理工大學交通工程學院；.曲靖交通信號配時中心）

一、預(yù)防排隊溢出策略對城市經(jīng)濟的意義

經(jīng)濟社會的發(fā)展帶來最直接的社會變化，就是人們之間的信息交流、物質(zhì)交流呈暴發(fā)式增長，出行頻率越來越高，出行距離越來越遠，貨物交流的數(shù)量越來越多、速度越來越快，由此造成的后果就是交通越來越堵。城市是人類最集中、經(jīng)濟最活躍、交通最繁忙的地方。城市交通擁堵已成為各國各城市的難題，制約著經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展?，F(xiàn)實生活中經(jīng)常有這樣的情況，一個區(qū)域的經(jīng)濟會隨著這個區(qū)域交通擁堵的加劇而逐漸衰落，交通擁堵與民生息息相關(guān)，解決交通問題就是在解決民生問題。道路交叉口是交通的節(jié)點，排隊溢出又是導致節(jié)點不暢的重要原因，解決好排隊溢出問題，對提高路口通行能力、保障交通安全和暢通、提高城市經(jīng)濟水平具有重要意義。

交通擁堵不僅會導致經(jīng)濟社會諸項功能的衰退，而且還將引發(fā)城市生存環(huán)境的持續(xù)惡化，成為阻礙發(fā)展的“城市頑疾”。交通擁堵給社會整體經(jīng)濟造成了巨額的損失。首先，市民的日常工作效率明顯下降。擁堵浪費了大量的有效工作和休息時間，所造成的緊張抑郁情緒也讓市民的工作效率大打折扣。以北京為例，在平均每年每人擁堵耗時100個小時的情況下，每年所造成的時間價值損失高達282億元。在政府投入方面，政府不得不為了緩解擁堵，追加在道路養(yǎng)護和修建方面的投入，拓寬原有道路，新建微循環(huán)道路和停車設(shè)施等。交通擁堵造成的大氣污染問題也需要政府投入巨資治理，并為大氣污染所導致的病患支付更多的醫(yī)療費用，并追加醫(yī)院等醫(yī)療設(shè)施的投入。根據(jù)交通運輸部發(fā)布的數(shù)據(jù)，交通擁堵帶來的直接經(jīng)濟損失相當于每年GDP的5%-8%，高達2500億元。

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們收入水平的不斷提高，全國各地出現(xiàn)了交通擁堵現(xiàn)象?，F(xiàn)如今，交通狀況已經(jīng)成為影響經(jīng)濟發(fā)展的重要條件。城市交通擁堵對經(jīng)濟的直接影響主要體現(xiàn)在企業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟和客戶利益兩方面，這兩方面都與經(jīng)濟相關(guān)，一個是對運輸相關(guān)企業(yè)的影響，一個是對消費者的影響。交通狀況好，能促進經(jīng)濟的發(fā)展，狀況不好將制約或阻礙經(jīng)濟的發(fā)展，這已經(jīng)或正在被現(xiàn)實所證實。交通的通暢或擁堵是一個通行的問題，同時在很大程度上又是一個經(jīng)濟和社會問題，必須認真研究并設(shè)法解決。因此本文為預(yù)防排隊溢出導致大面積交通擁堵，對曲靖市麒麟?yún)^(qū)的交通狀況進行調(diào)查后根據(jù)交叉口排隊長度提出一些交通管理策略，促進交通狀況良性發(fā)展，以推動城市經(jīng)濟的發(fā)展。

二、預(yù)防排隊溢出策略的研究現(xiàn)狀

關(guān)于交叉口車輛排隊長度的研究，早期主要側(cè)重于檢測方面的研究。Rourke A[1]為了描述交叉口排隊情況和交通擁堵狀態(tài)，利用在交叉口處的關(guān)鍵位置設(shè)置攝像頭，記錄交叉口車輛運行情況及排隊情況，后期通過計算機硬件和圖像處理觀察交叉口的情況。Fathy M 等[2]通過在交叉口設(shè)置攝像頭的方法調(diào)查交叉口車輛排隊長度，提出了有關(guān)交通參數(shù)檢測的兩種方法，即車輛檢測和車輛排隊長度檢測。此外，F(xiàn)athy M 等通過設(shè)置邊緣檢測器對交通數(shù)據(jù)進行調(diào)查，對所調(diào)查數(shù)據(jù)研究后提出了一種全新的交通背景更新和動態(tài)閾值選擇的方法[3]。

Wunderlich[4]為預(yù)測交叉路口穩(wěn)定流的最大排隊長度，提出了基于計算機網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的新算法。根據(jù)所估計的最大排隊長度，對交叉口的信號控制進行調(diào)節(jié)。該算法可應(yīng)用于單個交叉口的信號控制問題。其研究結(jié)果表明，根據(jù)交叉口車輛排隊長度對交通信號控制進行調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)可以降低交叉口車輛排隊長度，提高交叉口的車輛通行效率。Henry X.Liu 等[5]利用沖擊波理論，根據(jù)所調(diào)查的當前信號控制周期內(nèi)到達交叉口的車輛數(shù)，對未來交叉口車輛排隊長度實施預(yù)測，其研究結(jié)果表明，通過現(xiàn)有交通量預(yù)測排隊長度精度較高，可以為交通管理部門提供數(shù)據(jù)依據(jù)。Hangfei LIN and Daren LIU[6]利用出租車的GPS定位系統(tǒng)所獲得的數(shù)據(jù)，提取出交叉口車輛排隊及過街數(shù)據(jù)，從而計算交叉口未來的排隊長度和通行延誤。錢喆[7]利用停車波的傳播原理，通過在交叉口處設(shè)置線圈檢測器調(diào)查交叉口的車輛排隊數(shù)據(jù)，基于此數(shù)據(jù)建立了交叉口綠燈時間結(jié)束后兩交叉口間的路段滯留的車輛排隊模型，和基于現(xiàn)有交叉口的車輛排隊長度預(yù)測交叉口車輛排隊溢出模型，通過分別對兩個模型的量化來判斷交叉口的交通狀況，并驗證了該方法的可操作性和合理性。

綜上所述，現(xiàn)有研究大部分是建立模型或是利用軟件進行仿真，驗證模型的可行性，而對于運用到實際案例的少之又少，因此本文基于在云南省曲靖市交通警察支隊實習，參與其中真實案例的交通管理調(diào)節(jié)，通過實時觀測交通管理調(diào)節(jié)前后的優(yōu)化效果，提出針對中小城市優(yōu)化效果較為突出的幾種策略。

三、基于交叉口排隊長度的交通管理調(diào)節(jié)策略

本文基于對云南省曲靖市麒麟?yún)^(qū)165個信號控制交叉口進行排隊情況調(diào)查并根據(jù)實時排隊長度進行時空一體化交通管理調(diào)節(jié)。一方面，基于城市道路交通路網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，利用道路平面交叉口渠化、標志標線對交通流進行合理分流，緩解各道路交叉口的交通壓力，減小排隊長度；另一方面，對各道路交叉口基本情況以及全天高峰、平峰、低峰的流量情況進行實地調(diào)查，匯集整理相關(guān)路口資料，對交叉口的信號配時進行設(shè)計并上傳SCATS信號機系統(tǒng)運行，利用百度地圖結(jié)合交叉口視頻監(jiān)控系統(tǒng)實時觀測交通擁堵情況，并在SCATS信號機系統(tǒng)上實時動態(tài)地對交叉口信號配時方案進行調(diào)整，降低交叉口排隊長度，避免排隊溢出造成交通擁堵，同時保障交叉口安全運營，提高交叉口綜合效益。通過道路交通渠化和交通信號配時優(yōu)化，高效利用好道路時空資源，提高路網(wǎng)的通行效率，以緩解曲靖中心城區(qū)不斷加劇的交通擁堵現(xiàn)象，為經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造一個良好的道路交通環(huán)境。

（一）預(yù)防直行排隊溢出的交通管理調(diào)節(jié)策略

交叉口直行溢流是兩交叉口間路段上的直行車輛排隊長度占據(jù)了整個路段甚至溢出到上游交叉口，影響上游交叉口各個方向的車輛通行。為預(yù)防交叉口直行排隊溢出，提出了以下12個基于排隊長度的交通管理調(diào)節(jié)策略。

（1）壓縮綠燈時間策略；（2）延長綠燈時間策略；（3）跳躍相位策略[9]；（4）上游交叉口截流策略；（5）下游交叉口放空策略；（6）綠波協(xié)調(diào)控制策略；（7）增加進口車道或設(shè)置潮汐導向車道策略；（8）暢通出口策略；（9）減少相位數(shù)量策略；（10）右轉(zhuǎn)車不受燈控策略；（11）非機動車停車區(qū)前置策略；（12）重交通流引導線策略。

（二）綠波協(xié)調(diào)控制策略案例優(yōu)化效果分析

以云南省曲靖市麒麟?yún)^(qū)寥廓南路與文昌街交叉口為案例，對其進行濾波協(xié)調(diào)控制策略優(yōu)化其交通問題，過程包括優(yōu)化前的交通問題調(diào)查、針對問題提出相應(yīng)方案、方案調(diào)優(yōu)及方案評價等，具體交叉口優(yōu)化方案評價指標如表1所示。

表1 寥廓南路與文昌街交叉口方案評價指標

（1）優(yōu)化前交通情況

寥廓南路與文昌街優(yōu)化前存在的問題是早高峰時段北進口排隊長度過長，影響上游路口書院路南出口車輛通行。

（2）優(yōu)化策略

針對寥廓南路與文昌街交叉口北進口排隊長度過長問題，結(jié)合調(diào)查情況，通過將寥廓南路與文昌街路口寥廓南路書院路路口、西關(guān)街路口連接為綠波協(xié)調(diào)路口，以提高路口通行效率，改善寥廓南路與文昌街路口北進口的排隊溢出情況。

（3）優(yōu)化后效果

寥廓南路與文昌街路口、寥廓南路書院路路口、西關(guān)街路口鏈接為協(xié)調(diào)路口，提高了路口通行效率，改善了寥廓南路與文昌街路口北進口的排隊情況。北進口左轉(zhuǎn)綠燈亮起前排隊長度降低了42.85%，而直行綠燈亮起前排隊長度降低了46.15%。

（三）預(yù)防左轉(zhuǎn)排隊溢出的交通管理調(diào)節(jié)策略

交叉口左轉(zhuǎn)溢流，即左轉(zhuǎn)車輛排隊長度超過了兩交叉口間的路段長度，發(fā)生排隊溢出到上一個交叉口，影響上一個交叉口各個方向車輛的通行。為預(yù)防左轉(zhuǎn)車輛排隊溢出，可以在預(yù)防直行排隊溢出交通管理策略的基礎(chǔ)上再提出以下4個交通管理調(diào)節(jié)策略。

（1）增設(shè)左轉(zhuǎn)車道；（2）左轉(zhuǎn)待行區(qū)；（3）借對向出口道左轉(zhuǎn)；（4）借本向直行進口道左轉(zhuǎn)。

（四）借對向出口車道左轉(zhuǎn)案例優(yōu)化效果分析

以云南省曲靖市麒麟?yún)^(qū)寥廓南路與沿江南路交叉口為案列，對其進行借對向出口車道左轉(zhuǎn)策略優(yōu)化其交通問題，過程包括優(yōu)化前的交通問題調(diào)查、針對問題提出相應(yīng)方案、方案調(diào)優(yōu)及方案評價等，具體交叉口優(yōu)化方案評價指標如表2所示。

表2 寥廓南路與沿江南路交叉口優(yōu)化方案評價指標

（1）優(yōu)化前交通狀況

早高峰1時段（7:10-7:40）：寥廓南路與沿江南路南進口左轉(zhuǎn)排隊溢出到玉帶路口，影響玉帶路口車輛通行。早高峰2時段（7:40-8:10）：進城方向交通流量增大，同時寥廓南路與玉帶路路口西進口左轉(zhuǎn)車流較大，寥廓南路與沿江路東西向直左沖突，導致路口車輛通行緩慢，南進口車輛排隊溢出，在玉帶路口形成 “交通鎖”。早高峰3時段（8:10-9:00）：進城方向交通流量較大，隧道口片區(qū)三個路口南進口交通壓力較大，沿江南路南進口排隊溢出。

（2）優(yōu)化策略

經(jīng)觀測當前沿江南路南進口一個左轉(zhuǎn)調(diào)頭車道已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有交通量，另外當沿江南路南進口左轉(zhuǎn)調(diào)頭車道排滿車輛時，由沿江南路到玉帶路進行調(diào)頭左轉(zhuǎn)的車輛較少，一個周期有2～3輛車，造成該車道利用率較低。因此將沿江南路出口道的左轉(zhuǎn)調(diào)頭車道設(shè)為可變車道，在沿江南路東西向放行時供南進口車輛左轉(zhuǎn)調(diào)頭車輛排隊，提高車道利用率，緩解南進口排隊溢出現(xiàn)象。

（3）優(yōu)化后效果

在結(jié)合時間和空間條件下，對沿江南路口的信號配時方案（相位、相序、配時）和道路渠進行優(yōu)化后，沿江南路早高峰南進口左轉(zhuǎn)調(diào)頭車輛在直行左轉(zhuǎn)綠燈結(jié)束時，無排隊溢出現(xiàn)象，提高了沿江路口、玉帶路口的通行效率。南進口左轉(zhuǎn)綠燈亮起前排隊長度降低了54.55%，而直行綠燈亮起前排隊長度降低了25.00%。

四、結(jié)論

城市交通與社會經(jīng)濟相互聯(lián)系、相互影響，是城市化進程的關(guān)鍵構(gòu)成，是城市產(chǎn)業(yè)布局的關(guān)鍵因素，也是城市社會經(jīng)濟發(fā)展的促進劑，因此，交通擁堵的產(chǎn)生和蔓延會對社會經(jīng)濟產(chǎn)生多種影響。本文通過對云南省曲靖市麒麟?yún)^(qū)的165個信號控制交叉口進行調(diào)查，分析了2個實際案例，發(fā)現(xiàn)綠波協(xié)調(diào)控制方案和借道左轉(zhuǎn)方案對預(yù)防排隊溢出的優(yōu)化效果較為突出，其可為中小城市交通管理部門提供一個參考，推動城市經(jīng)濟發(fā)展。