黃志堯
[摘要]改變紅綠燈的設置是提高道路通行效率,解決城市交通擁堵情況最行之有效的辦法,智能化動態控制的紅綠燈系統勢在必行。
[關鍵詞]道路通行效率
一、概述
城鎮化逐步發展,與之相應的是每個城市的道路越修越寬,路卻越來越堵。除了行人不遵守交通規則和車輛多過的原因外,紅綠燈設置不合理,導致紅綠燈的通行效率不高也是重要原因。
我國城市道路橫斷面的基本形式可根據機動車和非機動車不同的組織方式分為:調查發現,現有的紅綠燈設置類型主要有三種:一是機動車和非機動車不分離,左轉和直行同時,右轉不受限。二是機動車和非機動車不分離,左轉和直行分離,右轉不受限。三是機動車和非機動車分離,左轉和直行分離,右轉不受限。一條車道的基本路段機動車通行能力(考慮到交叉口、非機動車影響折減)。[pcu/h表示等效通行能力,即單位時間內可能通過的最大交通實體數]。
我們怎么才能使紅綠燈路口通行效率的最大化呢?怎樣改進紅綠燈的設置,才能使道路的通行效率最大化呢?
二、研究方法
(1)查閱資料,設計針對道路通行效率的調查問卷。本調查問卷通過受訪者對所在城市道路紅綠燈通行狀況的描述,從大眾(或交通參與者主體)角度發現道路通行效率高低對人們的影響。本調查問卷通過受訪者對減少交通堵塞所提的建議進行統計整理,分析理解人們對交通的關注和對理想交通的向往,為城市道路管理者提供獨特的大眾視角。
(2)查閱資料,設計十字路口通行效率中各通行要素的統計工具。工具應用說明:①紅綠燈路口的基本情況:主要對道路級別、車道數量和紅綠燈周期進行統計,便于下一步量化。②時間段:主要選取高峰和平峰有代表性的時段進行統計。③行車方向和綠燈周期:如實填寫。④各種要素通行數量:把所有車道上通行的機動車和非機動車統計清楚。⑤首車通過時間:第一輛機動車和非機動車通過路口的時間。⑥折算成標準車型數量:最新的標準(《公路工程技術標準》將小客車作為標準車型給出的車輛換算系數(見表2)。⑦單位車道的通行效率:在正常的道路條件下,交通條件下,在單位時間內通過單位寬度道路(只包括行車道與其隔離設施)橫斷面的標準小汽車數量,單位是輛/時。測算出一小時一條車道通過的標準汽車的數量。⑧占標準通行能力的百分比:通過折算,快速路單車道通行能力為1318pcu/h,主干道單車道通行能力1120pcu/h,次干道單車道通行能力為770pcu/h,次干道單車道通行能力為,504pcu/h。最后測算出百分比。
三、研究的過程
第一階段;查閱資料,設計調查問卷,設計十字路口通行效率中各通行要素的統計工具。第二階段:發放問卷,對收取的資料進行統計;到紅綠燈現場統計通行效率的原始數據。第三階段:分析統計結果,制定改進方案,撰寫調查報告。
四、調查分析
(一)對城市紅綠燈通行能力現狀調查問卷的分析
通過兩周的辛苦努力,本次共發放70份調查問卷,收集上來58份,其中8份不符合要求,分析樣本50份。現分析如下:
(1)通過對個人在各交通要素中表現的分析,選擇私家車出行的占70%,認為紅綠燈偶爾擁擠占90%;對道路紅綠燈擁堵狀況理解的占64%,偶爾闖紅燈的占98%,其中對面綠燈沒車輛反而自己車道擁擠,覺得不公平而闖紅燈的占42%。
(2)通過對個人在各交通要素中表現的分析,選擇私家車出行的占70%,認為紅綠燈對路口紅綠燈在各交通要素中表現的分析,通過城市的紅綠燈時,不能忍受的是什么?48%選擇對面道路綠燈無車,自己道路紅燈擁擠不堪。46%選擇道路擁堵,綠燈亮了又滅,滅了有亮,反復數次通行不了,氣急敗壞。
(3)什么樣的紅綠燈路口的通行能力高?46%選擇機動車和非機動車分離,左轉和直行分離,右轉不受限,32%選擇不同時段,不同的流量采用不同的通行方法。74%的人們認為可以通過對路口紅綠燈的優化設置,提高通行效率,交通可以得到好轉。
(4)對減輕交通擁堵有什么建議?提的最多的是改善紅綠燈的設置和讓紅綠燈變聰明。
可見,在交通各要素中,車輛要素不斷增加,對道路產生了越來越大的壓力。只能通過改變人和路兩個要素,才能使交通和諧發展。一方面提高人的素質,另一方面提高道路的通行效率,特別是提高紅綠燈路口的通行效率勢在必行。
(二)對紅綠燈現場通行效率的分析
(1)確定實地統計紅綠燈的位置。
(2)應用統計表實地統計,并進行計算。
(3)各路口單位車道通行效率(輛/時)。
(4)各路口單位車道通行效率占標準通行能力的百分比。
(5)分析結果:我們清楚地看到,閑時的通行效率和占標準通行能力的百分比都比較低,主要是因為有空等綠燈現象存在。那為什么路口4和路口5,閑時東西方向的通行效率和占標準通行能力的百分比都雙雙逼近100%,達到99.19%和98.21%呢?那是因為這兩個路口均處在市區東西方向交通大動脈上,車流量大,東西方向交通壓力山大,相反這兩個路口東西方向閑時卻有空等綠燈現象。得出結論:道路的通行效率與紅綠燈的設置有關。定時控制的紅綠燈,在對面沒有機動車或機動車流量減少,綠燈照常亮著,帶來了相對方向車輛和行人無意義的空等。定時控制的紅綠燈,在高峰期和平峰期沒有變化,導致高峰期車輛沒有完全通過紅綠燈,綠燈已經轉換,幾個或者十幾個紅綠燈周期才能通過。
我們也清楚地看到,忙時的通行效率和占標準通行能力的百分比都比較高,大多都接近100%。那為什么路口3和路口4南北方向的通行效率占標準通行能力的百分比都不足60%,分別只有53.03%和44.2%呢?通過又一次實地勘察發現,這兩個路口南北方向都是雙向四車道,在十字路口分成左、中、右三道通行,其中在路口3,機動車和非機動車還不分離。我們不難得出結論,是車道狹窄和非機動車的干擾,影響了忙時的通行效率。
那為什么同為機動車和非機動車不分離的路口6,忙時的通行效率達到標準通行能力的148.51%呢?通過又一次實地勘察發現,路口6道路狹窄,大多小汽車都繞道行駛,附近上下班的人們的主要交通工具是摩托車和電動車。我們又一次得到結論,汽車在車道寬、限速高、機非分離的十字路口通行效率高;摩托車、三輪車和電動車在機非不分離的十字路口通行效率高。
另外,等紅綠燈時,首車通過時間與通行效率成正比關系,首車完全通過路口時間短,通行效率高;相反,首車完全通過路口時間長,通行效率低。
我們發現,道路的通行效率與城市整體的交通協調聯動有關。在城市道路上,特別是主干道上行駛,每一個紅綠燈路口都會(或絕大多數會)停車等待綠燈,是造成城市道路通行效率低下的主要原因。在城市道路上行駛,有很多條道路可以到達目的地,但是駕駛員不能得到提示,選擇交通相對通暢的路線(哪怕距離遠一點)提前到達目的地。進入中心城區的車輛總量沒有得到控制,哪怕擁擠不堪,系統癱瘓,一樣可以不受限制的進入,繼續加重了交通的負擔。
五、對提高道路通行效率的思考
(一)定時紅綠燈控制系統已經不適應城市的發展,智能化動態控制的紅綠燈系統勢在必行
(1)給道路裝上眼睛和觸覺。我們設想:在每兩個紅綠燈之間,根據實際距離和該路段的限速,設置兩到三個監視儀或電子傳感器,連接到下一個左轉、直行和右轉路口的紅綠燈系統上,實時提供將要通行車輛信息。監視儀或電子傳感器可以安裝在路燈等道路設施上,減少投入并能美好道路。可以是雷達型的,可以是熱成像型的,可以是電磁感應型的,也可以是衛星定位型的。這些技術現在都比較成熟,下一步搞一下技術攻關和實際測試,就一定能推廣。
(2)給紅綠燈裝上大腦和神經。我們設想:給每一個紅綠燈裝上計算機控制系統,處理與之相聯的四個方向8-12個傳感器傳來的車輛信息,分將要、即時、當時三個等級處理信息,并作出紅綠燈時長最合理的分配并執行。計算機處理系統在當今社會應該很好完成。下一步就是要建立與之相匹配的軟件處理程序。
(3)建立便捷的交通狀況實時提示系統,為駕駛員選擇是否駕車與選擇合適路線提供可能。我們設想:將所有的紅綠燈計算機系統的數據連接起來,建立一個交通神經中樞,處理整個城市的交通信息,通過各種渠道有預見性的發布給廣大駕駛員。為駕駛員選擇是否駕車與選擇合適路線提供可能。實時和預見的交通狀況,可以通過建立在道路兩旁的監視儀或電子傳感器發布,可以通過無線通信系統發布到網絡平臺上,也可以通過技術手段強迫汽車的導航儀無償接收。下一步就是要借助信息技術把便捷的交通狀況實時提示系統變成現實。
(4)優先保證快速路、主干道的通行通暢度,加快城市區域性車流的移動,盤活城市交通。人為控制快速路、主干道上的紅綠燈間隔節奏,使之一直走綠燈,或多走綠燈。既科學控制了車速,又加快大范圍車流的移動,提高了整體道路的通行效率。
(5)優先保證重點人群的交通需求,如學生和上班族。根據學校和工廠附近道路時段性定向流動的特點,設置定時單行道,或動態改變車道的方向,定向控制流量,服務人民群眾,提高道路的通行效率。
(二)以智能化動態控制的紅綠燈系統為基礎,加大對道路通行各要素的宏觀控制,創建活力和諧的城市交通體系
(1)對進入中心城區的車輛進行總量控制.最終建立新式無紅綠燈城市交通系統.
根據調查發現中心城區堵車異常嚴重,主要是因為車輛總數大,流動緩慢造成的。控制進入中心城區的車輛總量是很好的解決辦法。可以借鑒發達國家的做法,英國倫敦進入市中心需交擁堵稅。另外,為緩解每天早晨上班高峰期交通阻塞的情況,英國政府準備采取措施,限制家長每天用私家車接送孩子上學。
(2)提高人民素質,保障道路通行效率,創建活力和諧的城市交通體系。交通系統是一個眾多要素組成的龐大集合。道路通行效率的提升,關鍵在于人這個要素。作為城市道路管理者,要提前、及時發現問題,用科學的方法解決它,有所作為;作為道路上的行人,不闖紅燈遵守交通規則,為提高道路通行效率作出自己的貢獻;作為機動車駕駛員,遵守交通規則,行人至上,提高通行效率,為城市創造更大的空間,也是一種貢獻。