西安市太白南路交通擁堵解決方案

任荔娜

（西安鐵路職業技術學院 陜西 西安 710014）

隨著西安城市人口的逐漸增加和人們生活水平的不斷提高，私家車保有量也在急速上升[1]。但隨之而來的交通擁堵問題也日益顯著。交通擁堵使交通延誤增大，行車效率降低，排污量增大城市環境惡化，并誘發交通事故，直接影響人們的正常生活，是制約城市形象建設的重要因素[2]。文章通過對太白南路部分擁堵路段實際調查分析，提出了解決方案，為緩解這一路段和城市其他擁堵路段提供了有益參考。

1 交通現狀

隨著西安市人口的急劇增加，城市的規模也在快速擴大，高新區，太白南路附近這種以前人煙稀少的區域如今也成了住宅區、高新技術企業、商業中心等聚集地。與此同時機動車的保有量驟增，道路建設不及時，公共交通發展不充分等一系列問題導致了這一路段的擁堵問題日益突出。選取2014年3月上、中、下旬在晴朗的工作日對此路段的交通數據進行了3次采集，具體采集地點設定了3個，分別是始端S、中端M和末端L，如圖1中圓圈所示，得到的采集結果如表1所示。

通過對表1的分析可以得出：由于丈八東路的交通流量迅速增長，使得太白南路與丈八東路的交通較為擁擠，西萬路口至太白南路與電子二路十字也較為擁擠，尤其在上下班高峰時期間即7點到9點之間、16點到19點之間已經處于嚴重擁堵狀態。

圖1 西安市太白南路監測位置圖Fig.1 Position monitoring Taibai South Road in XI'AN

2 解決方案

要解決交通擁堵這項頑疾，可以從發展公共交通，加快城市道路交通建設，減少機動車占道停放，提高交通相關收費標準等不同層面來考慮。近幾年來雖然我市不斷加大公共交通的發展，但公交車擁擠、發車頻率緩慢等問題始終不能解決；若從提高相關收費標準，那勢必會降低部分人群的生活質量；因此重點從加快城市道路交通建設方面來考慮。首先可以考慮拓寬道路，此法簡單易行，但對于此區域來說，附近幾乎全為新建小區，鏟除房屋，拆遷戶安置等一系列問題會接踵而至，并且這樣會造成嚴重的資源浪費，因此這種方式應慎重考慮。

表1 西安市西萬路口至太白南路與電子二路十字車流量統計表Tab.1 Traffic stats from Xiwan crossroads to Taibai South crossroads

考慮另一種方式—發展立體式交通。這樣不僅避免了資源的浪費而且節省了寶貴的土地資源。架設立交最理想的方案就是對于擁堵路段全程高架，但這樣會大大增加修建立交的成本和時間。因此從成本、時間、效果幾方面綜合考慮，此路段最適宜的是匝道型交織區。

以從南向北為例來對交織區假設方案進行闡述，反方向同理。具體如圖2所示，其中粗線及虛線部分為高架路段，完全架空部分長度為500m，建成后單向寬度為雙車道，整個高架部分正好跨越電子二路和丈八東路。那么交織區建成后此路段就會成為地面加高架雙向8車道。屆時在電子二路和丈八東路不需要轉向的車輛可以直接從高架橋上通過此路段，這樣會大大提高此路段的通行效率。

圖2 交織區架設方案Fig.2 The solution of theweaving area

3 方案驗證

下面可以對于此種方案的合理性進行驗證，首先將元胞自動機理論和所建立的交織區聯系起來，然后通過基于元胞自動機的道路仿真研究來進行驗證。

通過在德國和美國高速公路和城市路網上的試驗反映，元胞自動機模型在宏觀范圍內得到的結論符合實際情況。元胞自動機（Cell Automation，CA）[3]不同于一般的動力學模型，不是由嚴格定義的物理方程或函數確定，而是由一系列模型構造的規則構成，凡是滿足這些規則的模型都可以算作是元胞自動機模型。因此，元胞自動機是一類模型的總稱，或者說是一個方法框架，其特點是時間、空間、狀態都離散，每個變量只取有限多個狀態，且其狀態改變的規則在時間和空間上都是局部的[4-5]。

為了描述方便，把太白南路由南至北方向交織區的入口和出口分別記為A路段和B路段，C路段為匝道入口和D路段為匝道出口。每個元胞的長度為5米，模擬計算時路段A，B，C，D的長度均取為50m，等分為10個元胞，500米的交織區長度標記為Lw，我們把它平均分成100個元胞。我們設定車輛通過這段城市道路時的最大速度為90千米/小時，即vmax=5*5米/秒，NS模型的隨機慢化概率為p=0.5，主線車道車輛的換車道概率為Pex根據評估結果得出，實際模擬中，每一次運行取25 000個時間步進行數值模擬。以早上8:00-9:00時獲得的數據為例來進行建模仿真[6-7]，表2所示為8:00-9:00時交通特性參數的設置。表2中交通量選自調查結果，根據影響交通流特性的因估測出素隨機慢化率，主線車道的換道概率是根據調查結果中換道車輛的數量與交通總流量的比值得出的。

表2 交通特性參數的設置Tab.2 Settings of traffic characteristic parameters

先對修建交織區之前的參數進行建模仿真，得到的結果如圖3和圖4所示。

圖3 交織區建立前此時間段速度圖Fig.3 The passing speed before establishing the Interchange

可以得出，交織區修建之前通過此路段時速度大約在18 km/h左右，所用的時間基本在180 s左右。

而建立交織區后的交通狀態如圖5、圖6所示。

圖4 交織區建立前此時間段通行時間圖Fig.4 The passing time before establishing the Interchange

圖5 交織區建立后通行速度Fig.5 The passing speed after establishing the Interchange

圖6 交織區建立后通行時間圖Fig.6 The passing time after establishing the interchange

明顯看出，在太白南路由南至北方向交織區建立紡織區后，車輛的行車速度有大幅的提升，基本在40 km/h的范圍內以一種很微小的幅度在波動，從駛入此路段到離開此路段所用的時間基本在85 s，交織區設置較為合理。

4 結 論

綜上所述，本文在解決太白南路部分路段的擁堵問題時，從不同層面進行了分析比較，選擇空間分隔方式—匝道型交織區對此問題進行了解決。減少了司機通過這部分路段時所用的時間，使人們的出行效率得到了提高了。最后通過仿真模擬說明和驗證了此方案對于緩解交通壓力帶來的積極客觀的作用，為以后的城市規劃提供了理論依據，以便更有效地緩解城市交通擁堵、增加交通安全、方便出行者出行[8]。

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