黑科技破解“堵局”:解决城市交通拥堵的第一步该往哪里迈?

2017年7月3日

交通,现代化,畅通工程,出行需求管理,智能交通

一、快速发展,让我们措手不及

我国进入机动车时代的速度,是高速而猛烈的,其速度和规模,应该可以说是人类历史上没有任何先例的。在过去短短的20年时间里,我国道路运输整体发展成就,举世瞩目,汽车工业和筑路工业已经基本成功地追赶上世界的前进步伐。但同时,这种高速增长,也导致我们在很多方面,根本来不及做充分的准备,在很多基础的交通管理科技领域里,还缺少科学的教学研体系和广泛的共识,在交通管理基础科技人才的教育和培养上,有着了严重的不足甚至课程类的空白,这就导致我们在面对很多交通问题时,从第一步,就面临了难题!

这种差距,是有深刻的历史原因的。我国的建设,始于二十世纪80年代,大规模建造道路,始于二十世纪90年代中后期,汽车普及到千家万户也只是不足15年的事情,也就是说,我们今天在出主意想办法的主力人群,其实儿时并没有全面接触过汽车运送,甚至连看都没看过汽车,对于机械化的运送规律和需求,我们更多地需要靠书本知识来借鉴。

为了追赶世界的脚步,我国派遣了大批研修学者出国学习和考察,而这个阶段,发达国家早已完成了很多基础交通管理技术理论体系的建设工作,很多从上世纪初叶到70年代、甚至80年代就形成体系的基础交通管理技术教学和研究资料,都以缩微胶片和复印件的形式沉睡在各类型图书馆里,各科研机构和大专院校,已经鲜有电子文档可供轻松拷贝和查阅,所以这类涉及到道路交通安全运行管理、驾驶行为干预技术、道路通行效率评估与控制技术的课题与技术,就被大批地忽视掉了,让位给筑路筑桥技术、工程自动化技术等等,交通控制设施。

从一开始,就被评价为“附属技术和附属设施”,总是无法吸引足够的眼球和注意力,也就吸引不到充分的资金和政策进行支持,国家乃至各级政府,包括大专院校,都不认为交通控制设施,特别是最基础的标志标线和反光材料,是保障道路建设投资发挥作用的最基本的必要技术要素。而这种对道路交通管理技术、交通控制设施的价值与作用认识上的缺失,对手段和细节领悟上的不足,是导致我们今年遭遇到的交通拥堵“不治之症”的一个非常重要的因素。

我们很多人,将“不治”的拥堵,归结于机动车增速过快,数量过大,人口素质低,道路资源不足等等,于是提出了很多对策,各地政府也开始花重金拓宽道路、增设公交和轨道交通,但这些年下来,我们能看到,其治理效果,是差强人意的。这里面到底出了什么问题呢?难道我们的人口众多,城市居民密度大,真的就是“拥堵不治”的元凶吗?

为了搞清楚这个问题,我们来看这样一些数据:纽约市的市中心区,曼哈顿岛,面积23平方公里,有160万居民,而每天要进入曼哈顿的工作人员,还有160万人!其为维持日常运转所承担的运输量,独步天下。

《南华早报》2010年10月2日电文转述世界银行资深交通问题专家肖米克·梅恩迪拉塔的观点时报告说:

北京国贸地铁站一带,步行10分钟的路程半径内,有6.52万个工作地点,伦敦地铁10分钟和20分钟路程半径的范围内,工作地点的数量比北京国贸要多出一倍;

纽约市中心,地铁附近20分钟路程半径内的工作地点是174万个,是北京的11倍;

从纽约市中心地铁站步行20分钟可抵达商业区为52.2万平方米,伦敦是10.6万平方米,北京的CBD仅为1.5万平方米;

在国贸地铁站,如果你走错一个出口,回到正确的出口需要至少10分钟的时间;同样,据相关研究显示,北京西单与曼哈顿的开发密度相比,工作岗位是22万对118万个,商业面积是190万对3288万平方米,分别是1:5和1:17的密度比。

北京现在有500万辆机动车,总面积1.6万平方公里,其中市区面积约1400平方公里,而美国的洛杉矶,市区总面积1302平方公里,拥有机动车1200万辆。

从数据上可以看出,我们的密度,似乎并不应该让我们“举步维艰”啊?!

二、盲人摸象与科学定义

就道路交通拥堵与治理对策而言,盲人摸象是个非常贴切的描述,因为大家摸到的都是“象”,但不科学地进行定义时,怎么也不是“象”。换句话说,面对拥堵,科学定义,是我们应该第一步尝试的工作。

那么,我们今天有对“拥堵”的科学定义吗?在百度上搜索“交通拥堵的定义”,这个问题不难回答:没有!

例如,在大城市里,在一个交叉口前,等候两段红绿灯变化间隔,大家不会认为堵车,而在小城市里,这种等候,就会很难接受了。所以,我国的“”评价指标里,多了个“路口信号等候间隔不能超过3段”的指标来定义拥堵,但象北京这样的大城市,3段等候似乎太普遍了,于是等候5段才能定义为“堵”。

这个貌似简单的角度和观察,其实对于我们探讨治堵的对策,是有重大意义的。正所谓对症下药,如果连症状都搞不清,怎么配药呢?信号灯等候时间长,路口前过不去,就是拥堵了吗?这是我们要找到的那个“象”吗?

为了能有效治理拥堵,我们首先需要完成的,就是建立对拥堵的真正科学的定义。首先,我们要依托道路交通管理技术的基础理论体系,先明确以下几个非常重要的观点:

1、城市道路交通管理的首要任务是实现人和货物的安全运送;

2、安全运送的手段要求效率和更优化的投入产出比,也就是道路资源的更合理占用;

3、一个城市的道路交通资源,首要的服务对象是本地居民和货物的运送需求,本地交通出行和通勤出行是最主要的交通内容;

4、衡量道路交通运送效率的首要指标,是社会出行时间总量和社会通勤时间总量;对居民影响最大的,是人均通勤时间。

所谓通勤交通,就是当地居民上下班路上的交通行为(一般以上班时长为基础计算),而总量,就是受统计人群的通勤时间总和。美国的交通管理专家,在上个世纪60年代就已经提出,美国人的单程通勤时间承受范围是30分钟之内,1968年,美国人均的这个时间是约22分钟多,到2008年,美国的全美人均通勤时间约28分钟,40多年间,这个数字只增加了几分钟,这个数字,在大城市有所放大,会增加到42-45分钟。

从这个角度看,美国人的城市规划能力和道路运行管理水平,应该说都是很高的。(北京市居民在2010年的平均通勤时间为45.04分钟,这与2005年的平均通勤时间相比增长了18.53%。这是北京市社会科学院在23日上午的“创新驱动与北京城市发展论坛”上发布的《2010-2011北京城乡发展报告》显示的数据)

在美国的交通统计报告里,我们会发现几个非常有意思的交通拥堵统计指标,一个是出行时间指数(Travel Time Index),一个是通勤者压力指数(Commuter Stress Index),一个是年度单车通勤时间延误量(Yearly Delay per auto commuter)。这三个指标,如果仅仅从文字上,人们是很难看出门道的,但如果解析开来,我们就会发现端倪:

出行时间指数,是以高峰期的通行用时与平峰期通行用时比对,比如,某路段平峰时段自由流车速用时20分钟,高峰时用时26分钟,那出行时间指数就是1.3。

通勤者压力指数,是往返程高峰期出行时间与平峰期出行时间的比率关系。

年度单车通勤延误量,是计算私人通勤车辆和乘员以单车为单位,在一年里因为高峰期出行比平峰期出行所额外花费的时间总和。

从这三个统计角度,我们就不难发现,关于交通拥堵,美国人一直在围绕着出行时间做统计和分析,重点在出行时间的总量和延误的计算。也就是说,交通拥堵的第一特征,其实就是车速的不合理非正常下降,其直接后果,就是通勤时间增加,出行时间变得不可靠了!

如果我们仔细想想,这个并不难理解——拥堵带给人们最大的痛苦,其实并不是拥堵本身,而是出勤时间的不可靠性,是通勤时间不可靠所带来的压力感受,是延误!

如果沿着这条路径,围绕出行时间和通勤压力与延误去寻找,我们就会越来越接近那些可以缓解拥堵的基本对策了!——简言之,设法削减所有可能导致出行时间延误的因素,设法削减全社会的出行时间总量,才是我们真正应该去首先选择的治堵之策,而不是动辄限制购车,限制出行。

事实上,人们之所以要修建快速路,立交桥,要去限制一些路口的左转弯车流,建立公交专用道,都和管理出行时间有关系,都是为了要降低社会出行时间总量,我们希望有更高效率的运送能力,来减少社会出行时间总量,进而更充分地利用道路资源,在道路交通管理领域,一系列的管控措施,就是这样出台的!

三、在治堵的路上,我们并不需要摸着石头过河

在国际交通工程界和交通管理领域,针对日益困扰着大城市的道路交通拥堵问题,是有着成体系的治理对策的,而且是有效果的。我们时常听到的所谓“全世界都解决不好拥堵问题”,不过是一种没有量化的评价而已,也属于盲人摸象式的结论。

前文说过,从社会通勤时间而言,美国在过去的40多年时间里,并没有出现巨大的变化,这就是一个基本的事实。事实上,这种出行时间指数,在1982年到2010年的近30年间里,在被统计的439个城市,出行时间指数平均不足1.2,而且在从1982年的1.09攀升到2005年的1.25(峰值)后,更开始逐年下降,从2008年开始,一直都控制在了1.2左右。

1.2是个什么概念呢?就是如果平峰时从家里到达单位的时间是30分钟,那么高峰时,就是36分钟,如果我们能有这样的交通质量,我们会觉得幸福了吧?

就治理拥堵而言,美国的交通部门和科研机构,是有着成体系的技术措施的,具体可以分为三个基本途径:

增加更多基础设施的运送能力——也就是修建更多的道路

通过运行管理提升现有道路通行能力——从现有道路资源挖掘更多运能

鼓励使用更少产生拥堵的交通和土地使用模式——(TDM),比如非驾车出行,科学规划用地等。

上述三个方向虽然都能缓解拥堵,但业界的结论是,最有效的方式就是优化道路运行管理!因为这一途径可以应对导致拥堵的常规原因和突发的不可靠通行影响因素。

美国2011年的统计报告里显示,1982年,通过道路运行管理措施的改进,全美439个被统计的城市,一共节省了8百万小时的出行时间,使用公共交通工具,节省了3亿8千1百万小时的出行时间,但是到了2010年,通过运行管理措施优化,这些城市一共节省了3亿2千7百万小时的出行时间,而公共交通工具,节省的贡献值是7亿9千6百万小时,也就是说,经过了28年的努力,通过道路运行管理水平优化的通行能力,节省的延误时间改进了接近40倍,而公交出行则只优化到了约2.08倍,所以说,道路运行管理水平的优化,其实应该摆在治堵的首要地位!

事实上,美国的出行时间指数,从1998年开始,就超越了1.2,并且中期一直徘徊在1.24左右,但2008年,却一下从2007年的1.24降到了1.2,并且此后基本就在1.2了,那么,2008年发生了什么呢?如果我们能够再深入去研究,我们就会发现,在2008年的美国交通界,发生了一件势必将改变国际交通工程界很多传统观念的事情,这就是纽约市交通局提出来的“世界级街道”的交通管理理念和街道再造计划。

在这个雄心勃勃和充满想象力的计划里,治堵不再单方向地拓宽道路,而是压缩道路宽度,不再是单纯的去提高车速而是设法让车辆使用更狭窄的道路降低车速匀速前进,同时为行人和自行车提供更多的保护和路权,在很多地方,为了治理拥堵,甚至会把有些路面腾挪出来,改为路边咖啡店、占路停车位等等。

以纽约市政府为首推动的这种变化,有一个更早出现、也流行的词汇,叫TrafficCalming,翻译成交通静化,这是新城市主义的一种全新的观念和思潮,是人们在过度关注机动车的发展之后,开始重新审视城市的生活环境和交通需求的一种行为表示,人们更多地开始关注如何更科学地打造和谐的社区生活和城市生活,在这种全新的城市街区再造过程中,拥堵现象则像剥丝抽茧一样,在逐渐消退,更让人欣慰的是,现在,在这个汽车王国,又开始出现各种全新的管理理念与技术手段,正在尝试使用信息时代的技术手段,全面优化通行质量。

根据上面的点滴资讯,再审视一下我国今天的交通治堵对策就会发现,在增加道路资源和尝试改变人们出行需求和方式的领域,国家都投入了巨大精力和资源,而恰恰是被国际上公认的最有效的“通过运行管理提升现有道路通行能力”,却鲜有人提及。而今天导致我们道路资源使用效率低下的,恰恰是这个问题!

我们今天的道路上,有太多的驾驶任务完成错误,找错路的,变错线的,多车道削减车道数而不进行控制的,因为犹豫不决导致的降速行使,因为找不到停车位而四处游荡,因为路口信号灯的设置错误和交通组织错误而被迫破坏交通秩序的,发生碰撞事故的,支路与主路职能错位的,快速路出入口区域交通组织错误的,交通标志和标线缺失和设置错误引发驾驶困难的等等,不一而论……这些错误行为,所占用的道路资源和形成的延误和车速干扰,是我们应该第一个去面对的,也是最容易打掉的那部分致堵因素!

四、结论与建议

拥堵并不是本质而是现象,真正困扰着我们的,是因为拥堵导致的延误,是社会出行时间总量的增加,是通勤者所面临的交通压力和成本的增加,是怠速行驶导致的燃油浪费和污染排放。在尝试通过长期的努力,逐步改变人们的出行方式的同时,我们需要做出更大的努力,来挖掘和管理好我们现有的道路交通资源,用最短的时间,解决最棘手和明显的问题,一项项地打掉各种延误和错误,向管理要效率。

为了能完成这一任务,除了上面图表里所显示的内容外,我们需要做好以下重点工作:

1、解放思想,建立更加科学的拥堵延误评价指标体系,以为治堵工作提供准确和科学的目标;

2、充分重视交通控制设施在优化道路通行质量和效率上的作用,下大力气改进标志标线等基本设施的相关技术标准,投入资源、保证资金以提高设计和施工的技术含量,提高积极引导驾驶行为的力度,以加速优化全体国人的驾驶任务完成质量;

3、全面调查本地通勤交通流特征,在的背景下,归纳总结并解析相关线路,建立主要通勤走廊的通行效率维护措施和各种应急预案;

4、依托科学的交叉口控制技术,严格制定并优化信号灯的使用规则,在改造前,投入资源全面完成交叉口流量特征调查,针对本地通勤交通流,有的放矢地进行交叉口交通组织优化工作;

5、利用智能交通技术,以车辆身份识别技术为依托,建立可以定性的车速与行驶轨迹的跟踪系统,以全面建立行之有效和准确的交通管理评价体系,打造物联网时代的智能交通管理技术平台和车辆诱导平台,对货运车辆和客运车辆实施更高水平和更高效率的管理;

6、建立更科学和更高效的事故管理和事件处置机制,特别是突发事件路段上游的车流引导措施,用模式化的程序工作和设施,减少突发事件对交通延误造成的影响;

7、对重点区域,特别是学校和医院等,实施专项化的停车资源整治与再造计划,动态管理周边的占路停车资源;

8、对有明确和固定通勤规律的学生运送问题,制定专项管理计划,统筹安排校车、私家车和社会车辆的运送资源;

9、全面优化公交线路,从行车道变化和各种影响通行效率的角度,审视公交专用道的价值和设置方法,提高公交车的使用价值,减少公交车导致的延误和拥堵;

10、加快引进海外师资,尽快完善交通管理技术教育资源,以加速国内交通管理工程技术队伍的技术能力。

上述这些内容,貌似简单,但其实复杂,特别要注意的,是不能仅仅凭借字面想当然,应该建立系统工程的基本理念,用科学和系统的逻辑思维方式,去解析和筹划,所谓“谋定而动”,如果我们能把上述各项工作做到位,相信在2到3年时间里,很多城市的交通拥堵问题就能有本质性的改观,辅之以交通需求方式管理,那么更美好和更和谐的城市交通,就有可能逐渐实现!

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