基于路网容量的城市机动车管理策略

2018-10-31耿庆武左忠义曹弋

大连交通大学学报 2018年5期

耿庆武，左忠义，曹弋

(大连交通大学交通运输工程学院，辽宁大连 116028)*

0 引言

随着社会经济的快速发展与汽车保有量的迅猛增长，城市交通问题愈加突出.人们起初采用增大交通供给设施的方式试图予以缓解，但由于资金、资源及土地的有限性，单纯依靠修路、架桥等增大交通供给的手段是不可能从根本上缓解城市交通问题的.鉴于上述原因，如何利用政策或经济手段合理限制机动车保有量及其增长速度，促使公众理性使用机动车，从适当限制出行需求的角度缓解交通拥堵，是当今社会亟待解决的问题.

国内外对机动车保有量限制策略进行了大量研究.Timo[1]等采用车流量数据信息进行统计分析来评价交通需求管理策略的可行性.Todd[2]从交通安全角度考虑，以交通事故发生率为主要指标，分析了部分交通需求管理策略的效用，为决策部门提供参考.Lindhjem C[3]等建立基于个体交通选择行为和一般均衡理论相结合的多用户、多准则、多模式组合模型，对交通需求管理的实际效果进行评价并提出个人出行的机动车限行和限购政策.王炜[4]等提出了汽车限行、汽车限购、拥堵收费，错峰出行等交通需求管理策略，研究了实施效果评估，并开发了相关软件.魏新[5]针对三个远郊区县对车辆限行措施的分析，发现限行措施及其上位法的内容与行政法基本原则的抵触之处，并结合现实提出了相应的对策建议，以期实现政府对社会公共事务的有效治理.甘勇华[6]从影响出行生成、出行方式选择及出行路线和时间选择三方面，系统分析了交通与土地利用协调发展，公共交通优先和道路拥堵收费等措施，通过适用条件和实施效果比较，提出实施组合形式策略来应对交通需求管理.

从现有研究来看，不论国内还是国外，均侧重交通需求管理的模型及方案研究，在汽车限购依据及策略应用效果评价等方面缺少相应的研究.鉴于此，本文将在交通调查的基础上，对汽车限购依据、尾号限行方案及策略效果分析等问题进行探讨.研究成果对城市机动车保有量限制策略的提出与改进具有一定的实用价值.

1 典型城市机动车限制策略

(1)北京

①北京是最早实行尾号限行的城市，限行区域为五环路以内道路(不含五环)；限行时段为每天6∶00～23∶00；限行措施为按车牌尾号工作日高峰时段区域限行的机动车车牌尾号分为五组，每13周轮换一次限行日，星期一～星期五每天限制2个车牌尾号的机动车.

②2010年12月23日，北京正式公布《北京市小客车数量调控暂行规定》实施细则，2013年对该细则进行了修订，并于2014年起开始实施，普通小汽车的“限购令”则将逐年收紧，到2017年每年非新能源车的配比量仅为9万辆.由此可确保2017年机动车保有量不超过600万辆.

(2)济南

济南市出台了尾号限行的策略，限行区域为绕城高速(东至G2京沪高速公路济南段、西至G3京台高速公路济南段、南至绕城高速公路南线、北至G35济广高速公路济南段，不含以上道路)以内区域道路；限行时段为每天7∶00～21∶00；尾号限行政策是限行区域内行驶的机动车根据车辆号牌最后一位阿拉伯数字实施限行(号牌末位为英文字母的，以最后一位阿拉伯数字为准)，单日限行号码为2、4、6、8、0，双日限行号码为1、3、5、7、9.

(3)哈尔滨

哈尔滨出台了尾号限行的策略，限行路段为霁虹桥、霁虹街(兴安街至霁虹桥)、经纬街(尚志大街至霁虹桥)、红军街(霁虹桥至大直街)、邮政街(海关街至果戈里大街)、一曼街(果戈里大街至鞍山街)、果戈里大街(东大直街至一曼街)、兆麟街(田地街至经纬街).仅对上述路段进行尾号限行.限行时段为每天6∶30～19∶00.尾号限行政策是尾号为1、3、5、7、9的车辆只准许单数日行车；尾号为2、4、6、8、0的车辆只准许双数日行车；车牌尾数为英文字母的以字母前一位阿拉伯数字为准.表1为2016年底国内典型城市的机动车保有量及其相对指标.

表1 2016年底国内典型城市的机动车保有量及其相对指标

2 预测车流量模型

2.1 转移模型

随着居民对出行交通方式便捷性和舒适度的要求不断提高，小汽车成为居民首选的出行交通工具，此行为导致城市小汽车保有量急剧增加，小汽车向公交车转移将成为城市降低机动车保有量的方法之一.社会车辆向公交车的转移比例与社会车辆和小汽车的行程速度之间存在一个动态平衡的关系，这种动态平衡可以保证模型可靠成立.

由于假设断面的客流量为固定值(即现状交通状态下的人数)：Qp=pb×qb+pc×qc

故可得:

(1)

式中,qc、qb表示该断面的小汽车数、公交车辆数(辆)；Qp表示断面客流量(人)；pc表示该断面小汽车数转换系数(取值为3)、pb表示公交车辆数转换系数(车内未产生拥挤时，取值为60)[7].

2.2 预测模型

(1)增长率模型

增长率法是根据预测对象的预计增长速度进行预测的方法.预测模型的一般形式为：

Q=q(1+i)n

(2)

式中,Q表示预测年限的交通量(辆)；q表示现状交通量(辆)；i表示增长率：n表示预测年限(年).

(2)路网容量模型

基于路网道路的服务水平，通过不同路网服务水平下各类道路的交通流密度，可以进一步推算路网容量.城市道路机动车发展不应该超过路网容量，否则就达不到要求的“路网服务水平”.

设第i类道路(i=1,2，3，4分别对应快速路、主干路、次干路以及支路)在路网服务水平指数(V/C)为λ时的车流密度为K(i)，第i类道路总车道公里数为L(i)，则路网容量计算模型为：

Cλ=∑K(i)×L(i)×u(i)

(3)

式中,Cλ为对应路网服务水平指数为λ时的路网容量；u(i)为第i类道路时空资源的综合利用系数.

3 实例分析

3.1 交通调查及数据处理

本次交通调查针对大连市核心区中心地带的16个路段及4个重点交叉口开展.采取人工计数法，集中一天采集交通流量与地点车速数据.调查时段为早高峰6∶30～9∶00与晚高峰16∶00～19∶00.调查地点分布如图1所示.

对于机动车行驶速度数据的获得，利用雷达测速仪进行测速，综合统计高峰时期路段速度，最终算出路段行驶平均车速.本文以第一天观测到的中心区域16条道路机动车流量、路段平均车速以及道路饱和度为例，汇总于表2中.

图1 调查地点

路段名方向早高峰流量pcu/h平均车速km/h饱和度路段名方向早高峰流量pcu/h平均车速km/h饱和度西北路南向北487030.70.58北向南 499331.40.59长江路东向西2598 28.00.51西向东3355 19.20.66华北路南向北45189.40.90北向南366732.00.73长春路北向南3847 29.30.57南向北3310 31.50.66中山路东向西447935.90.53西向东611932.80.73松江路东向西3287 35.80.49西向东4378 33.60.65西南路南向北381631.60.57北向南384130.70.57解放路南向北3988 32.40.79北向南2257 36.30.45五一路东向西290118.90.57西向东336116.90.67东方路东向西3833 34.80.57西向东4519 33.80.67黄河路东向西269335.50.53西向东419431.40.83五惠路东向西5692 18.00.85西向东6162 14.40.92东北路南向北38539.10.76北向南456910.50.91疏港路东向西4427 31.60.66西向东6149 14.40.92联合路南向北415526.80.62北向南390322.90.77西部通道南向北1977 32.80.59北向南3273 17.20.98

(注：根据道路通行能力手册可知，城市单车道道路通行能力设置为1 670 pcu/h)

3.2 预测分析

本文基于调查数据，通过转移模型、增长率模型，路网容量方法以及考虑到居民出行交通供给的增长，对道路车流量进行综合交通预测.增长率模型中增长率是通过对大连市近五年的人均GDP、机动车保有量以及常住人口总数进行数据查找，计算出近五年三个指标的变化率，最后经过综合考虑设定增长率为7%.最终将预测的数据输入到Transcad软件中对2025年16条主要路段交通量进行交通负荷情况分析.如图2所示.

图2 预测2025年不采取任何限制措施主要道路交通负荷

通过上图已知，预测年限主要道路机动车数量迅猛增长，道路交通饱和度也随之增加，2017年和2025年不实施策略大连市主要道路服务水平分布对比情况如表3.

表3 大连市主要道路服务水平分布对比

4 限制策略

4.1 鼓励公交出行

为了缓解大连市近期机动车保有量快速增长的情况，2017～2020年间应大力发展公交，在交通政策上鼓励公交出行，用公交替代小汽车，确定公共交通优先的地位；在规划上建立公交优先安排的顺序；在资金投入、财政税收上确立公共交通倾斜的做法；在道路通行权上确立公共交通优先的权利(包括专用道、通行信号等).目前大连市公交线网总长达1 324 km，线路总长度为8 102 km，共有包括有轨道电车和常规公交5 996台，共有186条公交线路，公交站点300 m覆盖率位为84.6%，500 m覆盖率为98%.公交改进具体措施如下：

(1)设置公交专用道

专用道的设置是为了吸引更多的居民乘坐公交车出行，优化道路上各出行方式的分担率.使居民出行结构促进交通的良性发展，从而解决大连市机动车保有量快速增长的问题.目前大连市共有49条道路，66个路段设置了单向或双向公交专用道.经测算，未来预测交通负荷条件下，公交专用道将提升公交车运行速度40%以上；但会降低小汽车行驶速度5%～10%.因此，公交专用道的设置将明显改善公交车的运行质量.大连市仍然应该按照规划要求鼓励设置公交专用道.

(2)设置优先通行信号

公交车不准时性成为乘客不选择公交出行的一个很重要的原因.参考国内外典型城市设置优先通行信号的措施，根据大连市实际道路情况，本文提出公交信号优先策略.在交通拥挤严重路段，如中山路、黄河路、西南路等，推行公交绿灯延时红灯提前结束的方法，使公交车能优先通行，保持道路通行顺畅，增加了公交准点率.

(3)公交枢纽站规划

公共交通枢纽是城市公共交通客运的重要组成部分，是交通枢纽系统的核心，对于提高城市客运系统的服务效率、引导城市客运发展方向和优化城市交通出行结构等，有着十分重要的作用.综合考虑大连市公交枢纽建设，继续完善已有的公交枢纽和建设新的公交枢纽站对于大连市公交发展有至关重要的作用.

4.2 尾号限行

未来缓解近期道路交通拥挤状况，鼓励公交出行的同时，依据大连市现状交通拥堵状况，吸收现有国内各大城市实施尾号限行政策的经验，系统的提出未来大连市机动车尾号限行政策.

(1)主要道路实施限行策略

首先对部分拥挤路段实施限行策略.通过预测道路交通流量，计算饱和度，利用Transcad软件出图可知，目前已经有部分道路变为拥挤状态，如东北快速路、华北路以及疏港路，进行尾号限行策略.近期具体限行策略为每天限行1个尾号，限行尾号为当日日期个位数的车辆.车牌尾数为英文字母的，以字母前最后一位阿拉伯数字为准.周六周日及国家法定节假日不限行.

(2)区域限行策略

随着预测流量的快速增加，只对拥挤路段进行限行已经不能有效的缓解道路拥挤状况了，需要对大连市进行区域限行，具体限行措施如下：

限行区域为：北至东方路-松江路，西至西北路-西南路-五一路-凌水路，南至南部沿海，东至黄海所围区域(含上述道路).具体如图3所示.

图3 大连市机动车尾号限行区域

2018～2020年限行方案：每天限行1个尾号.

限行尾号为当日日期个位数的车辆.车牌尾数为英文字母的，以字母前最后一位阿拉伯数字为准.周六周日及国家法定节假日不限行，每月31日不限行.

2021～2025年限行方案：每天限行2个尾号.

每周一限行尾号为：1、6；每周二限行尾号为：2、7；每周三限行尾号为：3、8；每周四限行尾号为：4、9；每周五限行尾号为：5、0.车牌尾数为英文字母的，以字母前最后一位阿拉伯数字为准.周六周日及国家法定节假日不限行.

本次限行只针对小汽车，而大型客车、公共汽(电)车、省际长途客运车辆以及客运出租汽车、城市快运车辆、上下学期间承载学生的专业校车、军(武警)车、警车、消防车、救护车、工程抢险车以及其他涉及国计民生、应急救援的车辆不受此限行政策约束.

4.3 汽车限购

通过预测2020年16条主要道路的交通流量，进行饱和度分析可得，到了2020年，处于拥挤状态的道路占32条单方向道路的46.8%，意味着将近有一半的道路已经处在拥挤或是堵塞状态.为了提前应对城市机动车保有量迅猛增长之态势并缓解城市交通拥堵问题，在确定未来大连市购车年度总量控制指标时，主要本着机动车增长速度与城市道路建设速度基本持平的原则进行控制.吸取现有城市汽车限购政策的实施经验，计算将在2020年对大连市实施限购策略，总结提出大连市未来汽车限购策略：

(1)针对大连市市域范围内的中小型客车实施限购政策;

(2)每月末实行无偿摇号方式分配车辆指标;

(3)拟对中签不购车者采取相应处罚措施，如“五年内不得再次申请摇号”等.