智能交通系统在建设项目交通疏解中的应用

■潘浩国

（厦门市市政工程设计院有限公司，厦门 361004）

城市发展过程离不开城市建设项目的实施，对于厦门本岛区域建设用地已基本覆盖城市建筑，随着近些年厦门城市的快速发展，交通系统的压力愈显突出，尤其是地铁轨道线等大规模、长距离项目的实施，交通影响区域横贯厦门岛，涉及范围广，加剧了城市交通的供需矛盾，如何能有效解决城市建设项目实施期间的交通疏解问题[1]，让城市发展平稳前行是城市管理者思考问题的重中之重。 同时，目前城市智能交通系统工程的建设已经归入城市的重大工程建设项目，智能交通系统的建设单位要根据地方政府统一建设要求，提出系统的需求和配套资金[2]。

智能交通系统（Intelligent Traffic System，简称ITS），是将信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、人工智能等先进的科学技术有效地综合运用于交通运输、服务控制和车辆制造等方面，通过强化车辆、道路、使用者三者之间的有效链接，从而形成一种保障安全、提高效率、改善环境、节约能源的综合运输系统。 智能交通系统各子系统相辅相成，环环相扣构建形成城市智能交通工程：交通大数据处理系统主要用于数据的采集、储存以及计算；交通视频监控和交通信号控制作为城市智能交通系统集成控制的主要手段，主要用于实现智能交通系统的协同工作；逐步推进完善的车联网技术， 可实现智能系统与动态交通的契合，构筑智能系统的覆盖网络。 综上所述，智能交通系统可极大提升城市交通通行效率，有效节约社会出行成本，充分体现人民获得感，推进智慧网络新科技、新城市有效落地。

市政工程建设项目的实施是导致城市交通拥堵的重要原因，智能交通系统应用于城市建设项目交通疏解，有助于提高交通疏解效率，实现城市建设项目的低影响化。

1 建设项目交通影响分析

以厦门市轨道交通3 号线工程为例，起点位于厦门火车站，沿湖滨东路、火炬路、枋湖北二路等主干道占道施工，线路横贯厦门岛，区间路段以盾构或暗挖为主，影响较小；轨道站点位于主要交叉口位置，采用分期围挡实施，恰好处于交通关键节点，对路网交通影响大。 本次分析选取厦门轨道3 号线枋湖北二路路段双十中学站站点，该站点位于枋湖北二路与云顶北路路口，现状为枋湖北二路为城市主干道，道路红线宽度50 m，双向6 车道，设计速度60 km/h， 按照 《城市道路工程设计规范》CJJ37-2012， 枋湖北二路一条车道的基本通行能力No=1800 pcu/h，设计通行能力Ne=1400 pcu/h，道路路段总通行能力按下式计算：

式（1）中，αn 为机动车道的道路分类系数，主干路取0.85；δ 为交叉口影响系数，根据绿信比和交叉口间距确定为0.82；ν 为行车影响系数，根据有无分隔带、非机动车交通负荷、路面平整度等交通通行条件影响， 取0.6～1；Kn 为相应的各车道的折减系数，靠道路中心线或中央分隔带第一车道取1，第二车道取0.85～0.95，第三车道取0.65～0.85，第四车道取0.5～0.6。计算可得枋湖北二路道路路段单向总通行能力Cn=2586 pcu/h。 根据现状调查资料现状早晚高峰期交通总流量为7251 pcu/h， 其中单向最大交通量为枋湖北二路西入口段，V=2280 pcu/h，高峰期服务水平V/Cn=0.88，为三级服务水平道路拥堵，服务水平较差， 同时由于周边双十中学及湖里创新园的上下班高峰影响， 潮汐车流量差值达到708 pcu/h， 潮汐比 （潮汐差/单向平均车流） 达到17%，表明存在明显的潮汐车流现象。 综上所述，该项目对于交通的影响主要体现在：（1）通行能力影响；（2）通行条件影响；（3）路网交通重新分布影响。

1.1 通行能力影响

由于施工空间有限，厦门市轨道交通项目站点多采用围挡占道实施的方式，从而导致现状道路几何组成发生变化，出现车道数减少，车道宽度、侧向余宽压缩，道路线形变差等情况，直接导致原有道路的通行速度由60 km/h 降低为30 km/h， 现状道路城市交通设计通行能力降低为Ne=1100 pcu/h。

1.2 通行条件影响

城市建设项目围挡占道施工，施工期间通过对现有的道路改道绕行，新建临时道路进行交通疏解，临时道路大多存在路面平整度差、交通混行严重、视距变差、路口红绿灯增多等因素[1]，从而导致城市交通通行条件变差，行车影响系数从ν=1 降低为0.8。

1.3 路网交通重新分布影响

厦门市轨道交通项目的建设占用了现有主干道，交通影响区域横贯厦门岛，同时对项目涉及主干路沿线的次干路和支路路网产生交通重分布影响，连锁反应大，涉及范围广。 城市项目的建设导致围挡的实施、 道路通行方式变更以及人为的绕行，城市交通根据人的主观能动性及通行条件的改变，产生被动或主动的重新分配， 重分配系数取0.75，重分配后单向最大交通量仍然为枋湖北二路西入口段，V=1710 pcu/h。 轨道3 号线实施后，枋湖北二路道路路段单向总通行能力降低为Cn=1625 pcu/h，交通重分配后高峰期服务水平V/Cn=1.05， 为四级服务水平，道路严重拥堵，服务水平极差。

2 传统交通疏解方式

2.1 “占一还一”

以轨道3 号线双十中学站为例，项目的建设围挡占用了现有交叉口空间，现状东西向枋湖北二路和南北向云顶北路通行断面受到压缩，交通疏解利用现状市政绿化用地及周边地块临时借地，按照占用一个车道还建一个车道的原则，围绕施工围挡进行临时改道绕行疏解，交通线型差，通行效率低。

2.2 控制交通需求

城市建设项目围挡占道施工，道路的通行能力和通行条件相比未建项目时远远下降，虽然路网交通重新分布可以分解部分过境外部交通，但剩余的内部交通和惯性交通仍然会造成交通拥堵，交通主管部门通常采用局部区域限牌、限号等措施控制交通需求[3]，可以缓解交通压力但无法根本解决，同时也会造成交通违法违章案例上升，不利管理。

2.3 强化交通组织

在城市建设项目过程中，交通管理部门常通过增派现场执勤警力，人工管控引导交通；增加交通标志牌提前分流交通；增设红绿灯管控等方式来强化交通组织，保障交通疏解。

综上所述，根据以往项目实施经验，传统的城市建设项目交通疏解方式虽然能勉强实现交通的疏解，但容错率较低，也存在众多的局限性，如协调强度大、耗费成本高、效果不突出等，建设项目对整个城市的交通影响仍旧十分大， 交通拥堵常常发生。 根据厦门市规划院交通研究中心调研资料，轨道3 号线实施期间采用传统交通疏解方式，在枋湖北二路至金尚路路段交通服务水平为1.02，虽然可以部分缓解轨道3 号线施工期间的交通拥堵问题，但从现场实际实施情况来分析，难以解决长期的交通疏解问题，尤其是枋湖北二路西入口段经常出现长距离排队堵车现象。

3 智能交通系统促进交通疏解

智能交通系统是以区域的交通大数据分析作为基础，通过对城市建设项目影响区域的整体交通情况建立模型分析，模拟项目建设前、中、后可能发生的交通流量再分配情况[4]，通过交通信息服务、智能红绿灯、智能潮汐车道等方式，有效改进传统交通疏解方式的功能，实现建设项目交通疏解的实用性与高效性。

3.1 智能交通信息交互系统

智能交通系统是以交通大数据信息作为基础进行作业，其原理如下：由交通信息中心对建设项目影响区域范围的交通信息分析整理后， 通过交通系统物联网内的信息发布设备， 及时将交通信息发布给各个交通参与者。 对于行人与司机，可以根据这些信息确定最适合自己的交通出行方式与路线[5]；对于交通管理部门，可以根据这些信息提前进行交通流量的有效疏导绕行， 管理城市交通的合理运行，实现交通事故的快速报警与处置。 智能交通信息交互系统是实现所有智能交通的基础， 可以有效地预警与处置城市项目建设过程的交通疏解问题[6]，通过智能交通信息交互系统可以将施工项目对路网交通重新分布影响变得高效可控，重分配系数预计可以达到0.60，同时不对周边道路产生严重影响。

3.2 智能红绿灯

智能红绿灯系统是一种可以缓解交通压力、使十字路口通行效率最大化的智能交通系统。 基于区域交通大数据的分析，智能红绿灯可以根据所在路口和周边路口的现状交通情况，实现实时的、动态的交通红绿灯配，实现建设项目影响路段交通疏解效率的最大化。 目前比较常用的主要有：英国绿信比、周期、相位差优化技术（SCOOT）；悉尼自适应交通控制系统（SCATS 系统）；日本智能感应红绿灯等[7]。 实施智能红绿灯后交叉口影响系数由δ=0.82 修正为δ=0.9。

3.3 智能潮汐车道

智能潮汐车道又称“信号灯与可变车道联动控制系统”，通过智能交通系统的大数据统计，依据短时交通流预测系统[8]，分析各个施工影响路口的早晚高峰期交通流量数据，对于潮汐交通路口，采用智能潮汐车道的交通解决方案，在传统“占一还一”交通疏解方式的基础上，实现“需一给一”的智能交通配给新方案。 实施智能潮汐车道后，高峰期枋湖北二路车道数动态调整， 西进口增加一个车道，西出口减少一个车道，此时路口交通服务水平分析计算结果如表1 所示。

表1 路口交通服务水平分析

综上所述，智能交通系统的实施可以有效缓解建设项目交通拥堵问题。

4 结语

交通疏解是每一个城市建设项目都需要面对和解决的问题，传统的交通疏解方式受到资金、人力、土地等方面的限制，无法有效的解决城市建设项目造成的交通拥堵。 本文从厦门市轨道3 号线建设项目实际情况出发， 提出了智能交通系统解决建设项目交通疏解的概念。 智能交通系统应用于建设项目交通疏解， 能够最有效地利用有限的城市资源，高效地解决城市交通拥堵问题。 目前国内的智能交通系统发展仍旧处于起步阶段， 不断更新实现的智能交通定制方案， 都将为以后的建设项目智能交通疏解积累宝贵的经验， 实现城市建设项目的低影响化。