交通设施｜为什么治堵措施会造成拥堵

近日，江西日报有这样一则报道《快速路为何快不起来？》，报道指出：洪都大道高架与九洲高架是南昌市一环线重要的组成部分，这条贯穿南昌新老城区的快速路，原本是为了使交通更通畅。没想到开通后，这两条高架连接处反而成了南昌最拥堵路段之一，让快速路遭遇了“肠梗阻”，严重影响了快速路的通行能力。记者调查发现，高架快速路最宽处是5车道，而行至九洲高架与洪都大道高架连接的匝道时变成了2车道，拥堵的车辆争相向前，秩序混乱。

事实上，这些年围绕新增快速路、拓宽主干道、加宽加大路口等工程方案展开的疏堵工程，不仅在南昌，在中国各个特大型和一线城市中，很多并不成功，斥巨资修建的快速路高架桥、大路口，给人的印象却是导致更严重的拥堵。这种治堵的尴尬，进而引起对机动车的限购限行，似乎这些疏堵工程方案无法预测机动车的增长数量，而那些因限购导致汽车数量增长缓慢的城市，虽然到处都是高架桥和快速路，拥堵却并没有消失。

为什么治堵反而导致拥堵？这与一个重要的技术概念被忽视有关。

在各种道路服务水平的评价方法里，有一个指标非常重要，就是流率。所谓流率，说的是道路上通过的车辆数量与道路设计容量的比率，英文是v/c（volume/capacity），并不是很多人误以为的flow rate，flow rate只是单位小时的车流量。

由于交通流和道路都是连续的，交通流通过一个路口后，会发生分合，进入下一段路的车辆数可能有变化，所以每个路段的流率会经常变动。特别是城市道路，流率变化更频繁。

有些车辆会因下游的瓶颈，比如车道减少，流动性被阻滞，不能按原来的流速进入下一段路。因此，车流量与道路容量之比的流率计算，并不能简单使用一段路上的现实流量来做分子，而是要以上游输送过来、需要进入下一段路的车辆数量来做分子，也就是需求与道路容量的比率（demand/volume）。

当需求大于道路容量时，这个比率是大于1的，在道路服务水平的分级评价中，这种现象为F级，意味着交通已被阻塞断流，是超级延误。

F级的概念来自道路服务水平（Leve of Service, LOS）的分级。LOS一般分A、B、C、D、E、F六级，而且针对不同的路（公路、快速路、城市道路）有不同的考虑因素和依据。最基本的公路LOS主要是不间断交通流的评价，其数据来源是依据车道数量、车辆密度、车辆类型、行驶速度、流量和流率、道路地形、接口数量等。总体的评价角度如下：

●A级是车速最高的，驾驶人可不受干扰地使用自由流速度行进；

●B级接近于自由驾驶，但会偶受干扰；

●C级一般是接近自由流车速的极限（快速路上是70英里时，约110公里时速；公路上一般会高于50英里时，约80公里时速），此时车辆密度已需要引起注意；

●D级的驾驶人操作已受到路上的车辆干扰，车速开始下降；

●E级是，车辆密度已很不稳定，接近道路饱和容量，这时明显达不到自由流车速，但车速仍处在可接受的相对高速度（快速路上不低于49英里时，约80公里时速；普通公路上，如果公路自由流车速是45-60英里时，这时会是在42-55英里时，也就是下降不到10%），流速干扰随时可能出现，这时的交通流密度明显变高；

●F级，会出现车流中断，比较典型的原因是事故和车道减少导致的交织流干扰。

上述这些围绕公路车速、密度、流率等的观察，还要结合一系列会对速度产生影响的路况、车况元素来梳理。而在城市道路里，要考虑的因素更多。一般情况下的道路设计容量，是围绕着C到D级之间的临界点展开的，一般说的道路最大设计能力，是指D级的交通流状态，也就是驾驶人的驾驶状态开始受到路上车辆的干扰，车速开始被迫下降。

对城市道路LOS的评价，还分机动车道、行人步道、非机动车道、公交车交通。其中机动车道，延续着以车辆流动速度为基础判断依据的主逻辑，但会增加很多其他综合考量因素。

城市机动车道的LOS，主要针对信号灯控路口、双向主动停车路口（仅用“停”标志控制车辆在路口停下后再通行的方式）、四向主动停车路口以及环岛型交叉口展开。灯控交叉口还可以被理解为，一个立交桥的匝道终端。

在这些点之间的路段，机动车的速度、密度、流率相互作用，构成了第一步的LOS，如果要评价的路程里有多个点，评价逻辑是一样的，只是多了一个节点位置的延误时间，即停顿和再启动的时间测算。

以下流程表是针对机动车的服务水平评价的基本工作方式。

下表是用实际速度与自由流的基数比，根据百分数，得出城市道路机动车服务水平的分级。

通俗来说，上表反映的是，单位时间里，有多少要通过的车能到达下一个交叉口，即流率。当这里的交通流超过到达下游路口的车流数量了，就是流率大于1，这段路就是F级。

从上表可见，城市道路上，当车速小于或等于自由流车速基数的30%时，意味着交通流已经中断，即是F级。

比如一段路的自由流车速是70公里／时（中国城市主干道的标准限速值，道路基础技术条件都可以轻松达到这个速度），如果平均车速低于21公里／时，就是F级了。

同时，如果尽量减少一段路的各种延误，特别是信号灯延误，能让平均车速达到35公里／时，就是比较理想的C级和D级的临界点，也是道路设计容量的基准点。而道路的服务水平并非一成不变，比如夜间和白天、高峰和平峰，都是不同的LOS。

这个表揭示了一个很重要的问题：如果在交叉口，为缩短信号灯等候排队的延误，而增加直行车道数量，但在下游路段又减少车道数量，这其实是F级的人为设计，实际是添堵的治堵措施。

比如，在交叉口是3条直行车道，但过路口后变成2条车道，或很快从3条车道缩到2条车道，这就在流量饱和时，输送了超过下游道路容量的车流，从而人为制造了一个流率大于1的路段，而那条增加的车道，在车辆饱和时（大概率是高峰时段）就会带来反作用。

再比如，一条城市快速路一路都是90公里／时，下游突然降到70公里／时，然后立刻接一个信号灯控路口，就会形成人为的交通流中断，这也是添堵的治堵措施；还有双车道快速路承接了上游的2条快速车道和1条辅路上来的匝道交通流，也是添堵的措施。

这些F级的人为设计，车少时往往无法被发现（有经验的交通工程师会通过车道数直接发现问题），但当交通流量稍大，车辆的随车行驶比率一高，就会形成交通流中断，成为人为制造的拥堵点段。如果一条交通走廊上，很多地方都是这样的F级设计，交通流无法流畅、均匀、稳定，自然会越来越堵。

所以上游扩大道路资源或提速，下游再收小，服务的交通流量不变，从而让路段的流率轻易就大于1，这是完全错误的治堵措施。在没有具体车流量数据时，这种治堵措施出错的机率非常大。还有一个重要的问题是，纵向的拓宽，会增加横向的穿越交通流的延误，这种人造延误是否值得也是个问题。

除了人造F级的添堵问题外，还有衍生的人造F级问题，就是交叉口信号导致的延误总量增加。

下表是美国一般使用的交叉口机动车LOS的评价表。可以看到，大于80秒的延误是F级，属于超级延误。中国不少大城市的信号灯红灯等候时间，有不少会超过80秒（智能交通时代，甚至还有一线城市存在现场人工控制信号灯的现象），表面上是让主干道上的交通流能大流量集群通过，其实是无效通过。因为增加的直行车道是虚增，车多时，下面路段还是流率F级，车少时，这种增加根本起不到作用。而这种长时间延误，也是导致相交路口积压大量电动车和机动车，引发秩序型延误的主要原因。

评价一座城市的路网能力，是道路服务水平综合指标体系的点、线、面的运用和展现。只有将速度、密度、流率这些要素一一梳理出来，有针对性地进行验算，并在日常道路运行管理中，不断观察、采集和完善数据，才能最终建立一套实时跟踪路网服务状态的评价体系。当LOS里的指标出现负面趋势，比如车辆的交通流出现减速，密度加大，从D级到E级了，就要分析交通流增加和导致车速下降的原因，看看如何能恢复到D级。

从上面这两个LOS的评价思路可以明白，如果道路是按C-D级服务水平设计的，那么稳定、均匀、有周期性的延误的低速交通流是正常的，车速低不等于拥堵这个“城市病”。而夜间是A级道路，白天就是F级道路，也不一定正常，需要去分析F级的真正原因。

更重要的是，需要检验，一项治堵措施是让拥堵点搬了家（流率大于1的路段发生了转移），还是真的把道路从F级提升到了E级，甚至D级的状态。因此，在各种交通提升方案里，流量特征数据、车道容量的上下游匹配仍是非常重要的技术意识，绝对不能缺失。