卡子门立交交通拥堵特性调查与分析文献综述
（一）研究背景：
伴随着社会经济的发展，城市道路交通的需求也在不断增大，随之而来的交通拥堵问题不容小觑，此外，交通拥堵问题也成为了城市进一步大规模人性化发展的掣肘。交通枢纽路段交叉口通行能力不足、行车延误问题严重等均为城市交通拥堵的根本通病。近年来，国内外学者不断研究，根据特定交通系统的现状特征，用科学方法预测交通系统需求的发展趋势及交通需求发展对交通系统交通供给的要求，确定特定时期交通供给的建设任务、规模、管理格式，以达到交通系统供求之间的平衡。针对现有的交通模式，从交通规划方面对城市交通拥堵特性进行梳理，以便于利用实际情况进行现场调研分析。
针对交通拥堵问题，现场的交通调查与分析是不可或缺的手段，城市交通调查和交通需求模型在中国已有30多年的发展历程，为改善局部交叉口不良路段的交通状况，要进行现场交通量调查、车速调查、密度调查、并综合考虑影响交通流的主要因素，进一步进行延误调查、路段服务水平、道路通行能力评价。同时，在获取现场实时交通数据的基础上，利用各种智能算法对交通拥堵进行分析和预测，并形成可行的疏导方案成为交通工程界的研究热点。
南京作为东南沿海地区经济中心、江苏省省会，交通通畅程度位于全国各大城市前列，但随着经济社会发展、城市规模扩大、汽车保有量增加，主城区交通拥堵为日益显现。其中作为南京城东南方向重要枢纽的卡子门立交，不仅发挥着多条高速的过境交通作用，同时也是连接主城和雨花台、江宁的快速路。然而自该立交建成投用以来，当初规划设计的快速路已成为交通部门调研得出的城市十大堵点之一，而且一堵十年不得缓解。因为原本规划的疏导能力发挥不出来，进而加剧了中山东路的拥堵。其中，南部机场高速双向八车道，双龙大道双向六车道，加之地面辅道，共有十八条进城车道，而出城却只有双向六车道。东部是军用大校场机场，西部是雨花台风集宁区，两条快速路与多条公路到此回寄，形成了一个漏斗状的“咽喉”。
国内外研究概况：
（1）国内研究概况
- 国内学者陈必壮、张天然根据城市交通调查探讨了交通规划定量分析技术的发展方向。首先介绍中国城市交通调查的技术问题、体制保障等现状情况,同时概括交通模型的技术发展和应用现状。其次,从调查数据采集和维护机制,交通模型理论体系和功能需求,人才队伍以及模型在交通规划决策中的地位等方面分析交通调查和模型存在的问题。最后,预判中国城市交通调查和模型的发展趋势,提出大数据和交通模型互动发展、交通模型和GIS技术全面结合、加快制定指导手册和标准等相关发展建议。
- 国内学者谭娟、王胜春针对城市道路交通拥堵预警问题,提出了一种基于深度学习的预测模型。通过归纳合并交通流参数、环境状态、时段等基础数据来构建交通流特征向量并确定四种预测状态。采用深度学习的自编码网络方法从无标签数据集中学习获取可表征数据深层特征的隐层参数并生成新特征集。应用Softmax回归对有标签的新特征集进行学习生成预测分类器,模型可对交通拥堵状况进行多态预测。通过仿真对比分析,预测模型具有较省略特征学习的预测算法更好的预测性能,平均预测精度可达85%。
- 国内学者梅子俊提出城市立交改扩建设计方法及评价体系。以某立交改造工程为例,综合考虑城市交通规划布局,通过采取交通预测的方法,确定立交的总体设计方案及主要技术指标,采用总体需求交通功能、线形标准、对现状立交的影响等指标进行比选推荐,并通过通行能力服务水平对设计方案进行评估。
- 国内学者刘卫东从功能定位、通行能力、立交线形等方面,总结枢纽型立交的主要特点;从环境以及景观的协调性、节约用地'科学发展观'等方面,归纳枢纽型互通构思的主要考虑因素;通过项目实例,结合立交选型的控制条件,分析三路以及四路枢纽立交构思的一些技巧,供类似工程借鉴。其中研究结论:(1)每座枢纽立交所处的自然环境、功能定位、远景交通量等条件不尽相同,应着眼于主要控制条件来构思;(2)立交选型示例是有选择性的,采用时,一定要照顾到驾驶人习惯,除了三路交叉定向Y型以外,匝道尽量不要在主线上左出;(3)对于承担大容量交通的骨干立交,立交范围内的主线车道数应连续,这样才能充分发挥其功能;(4)对于改建工程、既有工程宜布置在新建道路的一侧,并根据立交层次综合选型。
- 国内学者贺席燕利用贵阳市出租车GPS数据,建立ArcGIS空间模型计算路段平均行程速度,以空间数据库和Arc GIS空间分析为技术支撑,分析道路拥堵状态的时空演化规律。结果表明:(1)路网平均行程速度的时间分布特征具有高度相似性,且工作日与休息日分布差异大;(2)工作日高峰时段拥堵区域分布主要以老城区为主。休息日总体上呈现离散分布趋势,且晚高峰时段交通状况比早高峰更拥堵;(3)工作日早高峰交通拥堵路段呈由中心核心区逐渐向外围扩散的趋势,晚高峰呈由外围向中心核心区聚拢趋势。休息日早高峰不明显,晚高峰呈现由外围区域向内聚拢趋势。基于上述时空演化规律,从城市功能分散、城市道路网、城市空间发展、城市公交系统等方面讨论了贵阳市城市道路交通优化调整对策。
- 国内学者裴玉龙、李松龄、薛长龙针对快速路交织区中车流的频繁交织行为引发车头时距重分布现象,系统研究了快速路交织区车头时距分布的内在规律,得出了城市快速路交织区内车头时距分布随断面流率动态变化的结论。
- 国内学者袁晶矜、袁振洲详细介绍了目前国内外常用的4种计算信号交叉口通行能力的方法(饱和流率模型、城市道路设计规范、停车线法、冲突点法),以一个典型十字型信号交叉口为例,计算该交叉口的通行能力,并将结果与实测通行能力进行比较,探讨最适合我国交通条件和混合交通流特性的通行能力计算方法。初步评价各种方法的优缺点及适用范围,旨在使国内有关信号交叉口通行能力的计算有一个统一的标准。
- 国内学者臧晓东、郭香妍、周炜等从通行能力的基本概念出发,考虑了不同跟驰状态下跟驰时间的变化规律,并加入车头时距的随机项,建立了环形匝道通行能力理论模型,从满足设计和驾驶员心理需求的角度分析了环形匝道的自由流速度的取值,通过大量的调查数据,对理论模型进行了标定。
- 国内学者鲁小丫、宋志豪等提出一种新的城市交通时空拥堵点检测的方法:即采用实时路况数据,通过定义时空关联,检测时空意义上长期性、规律性交通拥堵点。基于DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)算法,以成都市为试验区,实现了这种拥堵点检测方法。试验表明,该方法可快速、有效、准确地检测出城市道路严重拥堵路段,并确定其拥堵时空范围,为交通管理、交通拥堵机理分析、交通拥堵预测等提供参考。
- 国内学者王冰等针对在车辆拥堵疏导中,人为疏导拥堵成本高、灵活性差,疏导时间长,效率低的问题,对拥堵问题进行抽象建模,提出了基于多agent系统的交通拥堵车辆自主疏导系统的构想,设计了单agent系统结构模型,并研究分析了多agent系统在解决拥堵问题时的合作机制和疏导步骤,为解决城市交通拥堵问题提供了一种思路模，提出了基于多智能体的交通拥堵车辆自主疏导系统，并对智能体的系统结构进行设计，分析多智能体系统在解决拥堵问题时的合作机制和疏导步骤。
- 国外研究概况
- 国外学者Ｈｕｉｍｉｎ Ｗｅｎ等从影响交通的外部条件如天气、是否工作日、管制措施等入手，通过分析不同条件下交通性能指标的变化来描述交通拥堵的特征，为拥堵的预测做好铺垫工作。
- 国外学者Ｆ．Ａｈｍｅｄ等提出了一个集成的实时交通信号系统，该系统有助于控制信号优先级，事件检测以及交通拥堵的疏导。
总结与展望：
道路交通系统是一个复杂的非线性系统，实测交通流数据在拥堵发生时刻会出现非连续的“突变”现象，对此，应从交通规划方面对城市交通拥堵特性进行梳理，对卡子门立交的交通现状进行交通调查，以现场调研信息和大数据提供的实时路况信息对所得数据进行整理，利用智能算法模型进行时空特性分析，可以为探究卡子门立交拥堵的内在机理起到一定作用，从而为缓解卡子门立交交通拥堵提出计划性对策。继而找到历史遗留问题与当代发展的平衡，为城市交通拥堵缓解提供典型案例。
从交通规划的整体环境看来，南京市并没有把治堵、缓堵作为政府首要或单一的目标，而是将更多精力用于推动公交优先发展、道路网体系建设、交通综合治理，从而整体提升了城市功能和交通服务水平、优化了城市空间布局与出行结构、保证了道路交通基本畅达和平稳运行。相信未来解决城东南方向重要枢纽的卡子门立交交通拥堵问题后，高速过境与江宁区、雨花台区进入市区交通的过程会更加顺利，也使得南京市城市交通规划建设更加完善，为日后的经济发展和城市规模扩大打下坚实基础。
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