（交通运输规划与管理专业论文）武汉城市道路交通拥堵问题及对策研究.pdf

武汉理工大学硕士学位论文 摘要 城市中的交通拥堵问题是世界各国在城市发展过程中普遍面临的一个严峻 问题，影响着城市的社会与经济发展。我国是一个人口大国，百万人口以上的 大城市众多，随着社会的进步和经济的高速发展，城市化进程的加快，西方城 市化过程中发生的人1 3 问题、住宅缺乏、交通拥堵、环境污染等问题也在我国 城市中发生，范围和影响更大，其中城市交通拥堵闯题尤其突出。目前，我国 城市交通基础设施、管理水平均无法适应城市发展的需要，成为城市社会和经 济发展中的阻碍因素，交通拥堵问题已经成为我国许多城市共同面l 临的一个难 题。交通拥堵现象由点到线，由局部向大范围蔓延，不仅影响了城市生活的效 率和质量，而且带来了诸如环境、公共安全等一系列社会问题，严重制约着城 市的发展。因此，城市交通拥堵问题亟待解决，刻不容缓。 武汉作为我国华中的特大型交通枢纽城市，同样面临着城市交通供给能力 有限和城市交通需求快速增长的矛盾，交通拥堵问题较为严重。本文对武汉城 市交通拥堵问题进行探讨和研究。论文首先从理论上对交通拥堵的相关属性、 变化规律、空间分布以及判别方法等进行论述：其次。通过分析武汉市的交通 现状，指出了武汉市主要路段路e l 交通拥堵的原因，认为城市道路基础设旌不 足，过江通道容量不足、城市内外交通通道重合、机动化进程过快是造成武汉 市交通拥堵的主要原因：论文采用“四阶段”法，预测了武汉市未来城市路网 的交通流量；最后，借鉴国外城市解决交通拥堵问题的成功经验，从我国的国 情以及武汉市实际的交通状况出发，提出了包括加大基础设施建设，大力发展 城市公交系统、实施交通需求管理以及实施交通疏导等解决武汉城市拥堵问题 的对策与建议。 关键词；武汉，城市交通，交通拥堵，交通疏导 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h el ，a f f i cj a m sa n dc o n g e s t i o no f t h eu r b a nt r a n s p o r t a t i o ni sa p r o b l e mw h i c ht h e e a c hc o u n t r ym u s tf a c et o ，i ti sn o to n l yas o c i a lp r o b l e mb u ta l s oae c o n o m i c a lo n e f r o m1 9 9 0 sl a s tc e n t u r y , t h en a t i o ne c o n o m i cg r e wf a s ta n dt h ec i t y l i z a t i o ni l n p r o v e d g r e a t l yi nc h i n a t h ep r o b l e m , j u s tl i k et h ep o p u l a t i o n , t h et r a f f i cj a m sa n dc o n g e s t i o n , a n dt h ep o l l u t i o n , w h i c hh a p p e n e di nt h ew e s tc o u n t r i e sd o z e n sy e a r sa g oh a sb e e n a p p e a ri nc h i n a , a n dm o r ew o r s e ，s p e c i a l l yt h et r d 伍cj a m sa n dc o n g e s t i o no ft h e m e t r o p o l i t a n t h eu r b a nt i 蛆i ci nc h i n a , i n c l u d i n gi t sh a r d w a r ea n ds o f t w a r eb u i l d i n g ， m a n a g e m e n t , p l a n n i n g a n dd e v e l o p m e n t ，c a nn o tf i tf o rt h ed e v e l o p m e n to ft h e u r b a na n di t se c o n o m i c t h et r a f f i cj a m sa n dc o n g e s t i o nh a sb e c o m et h ei m p o r t a n t p r o b l e mt h ec i t i e so fo u rc o u n t r ym u s td e a lw i t h 铂et r a f f i cj a m sa n dc o n g e s t i o ni n c h i n ah a so c c u r r e df r o mt h ep o i n tt ot h el i n e ，a n df r o ms o m ep a r tu r b a nt ot h ew h o l e u r b a n i ti n f l u e n c e st h ee f f i c i e n c ya n dq u a l i t yo ft h ec i t yl i f e , a n dl e a d st ot h e s o c i a l p r o b l e m sj u s tl i k ep o l l u t i o n i ta l s ol i m i t st h ed e v e l o p m e n to ft h eu r b a n s oi t s h o u l df i n dt h e1 1 e ww a y st or e d u c et h ec o n g e s t i o n 谢l l la n yd e l a y i tr e q u e s t i m p r o v i n go u rs t u d y , s t r o n g e rb u i l d i n g , f i n d i n gn e wi d e a l so ft h ed e v e l o p m e n ta n d n e ww a y so ft h em a n a g e m e n tt ou r b a nt r a f f i c o n l yi nt h i sw a y , i tc r r lp l e d g e t h e d e v e l o p m e n to f t h ec i t i e si nc h i n a - w u h a n , a st h em e t r o p o l i t a ni nt h em i d d l eo fc h i n a , a l s of a c e sw i t ht h e c o n t r a d i c t i o nb e t w e e nt h es u p p o r ta n dt h ed e m a n do f u r b a nt r a 伍c t h e b a c k g r o u n do f t h i st h e s i si sr e s e a r c ht h e 硼cj a m sa n dc o n g e s t i o no fw u h a n f i r s t l y , t h et h e s i s d i s t r i b u t e sa n dd i s t i n g u i s h e sam e t h o dt ot h er e l a t e da t t r i b u t e , t h ev a r i e t yr e g u l a t i o n , s p a c et h a tt h et r a n s p o r t a t i o nh u g st ob l o c ku pf r o mt h et h e o r i e sa n a l y s i s ；p a s st h e t r a n s p o r t a t i o np r e s e n tc o n d i t i o no fa n a l y t i c a lw u h a nc i t i e ss e c o n d i y ，f i n do u tm a r e m a di nw u h a nc i t ys e g m e n t s t r e e tc o m e rt oh u gt ob l o c ku pap r o b l e m , d i s c o v e r r i v e r sp a s s a g ec a p a c i t yd i p l o m a c yi n s i d et h es h o r t a g e c i t y 枷aw a yt ob eh e a v yt o m a t c h , m o b i l et u r n e dp r o g r e s st ol e a di st h em a i nr e a s o nt h a tr e s u l t si nl l a n s p o r t a t i o n i nw u h a nc i t yh u gt ob l o c ku pq u i c k l y ；p r e d i c tw u h a nc 埘i nt h ef u t u r et h e t r a n s p o r t a t i o nd i s c h a r g eo ft h ec i t yn e t w o r k e n d l y , d r a wl e s s o n sf r o mf o r e i g nc i t yt o i i 武汉理工大学硕士学位论文 l e s o l v es u c c e s s f i de x p e r i e n c et h a tt h et r a n s p o r t a t i o nh u g st ob l o c kl l pa p r o b l e m , s e t o u tf r o mt h es t a t eo f t h en a t i o na n da c t u a lt r a n s p o r t a t i o nc o n d i t i o ni nw u h a nc i t yo f t h eo u rc o u n t r y , p u tf o r w a r di n c l u d i n gt h ee n l a r g e m e n ti n f r a s t r u c t u r ec o n s t r u c t i o n , d e v e l o pt h ec i t ym r t oh a n do v e rt h es y s t e m , t h ei m p l e m e n tt r a n s p o r t a t i o nn e e d m a n a g e m e n ta n dt h ei m p l e m e n ti r a n s p o r t a t i o nt oa p p e a s es t r o n g l ye t c r e s o l v e st h e c o u n t e r p l a na n dt h es u g g e s t i o nt h a tc i t yi nw u h a nh u g st ob l o c ku pap r o b l e m k e y w o r d s ：w u h a n , u r b a n t r a f f i c ，t r a f f i c j a m s ，仃a 伍ca p p e a s e i 武汉理工大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 研究背景、目的及意义 1 ) 论文研究背景 近年来，随着国民经济的快速增长，人流、物流、信息流以前所未有的密 度涌向大城市并向周边辐射，城市化进程也明显加快，城市人口的不断集中， 造成城市规模的不断扩大和数量的持续增长，超过百万人口的大城市数量从 1 9 7 8 年的1 3 个增加到2 0 0 4 年的3 8 个。进入2 1 世纪，这一趋势进一步加快， 据预测，到2 0 1 0 年，超过百万人口的大城市的数量将达到4 2 个，城市化水平 达到5 0 9 6 ，这一水平带动了城市交通需求的高速增长。与此同时，中国许多大城 市机动车拥有量以高于1 0 的速度增加，也促进了交通需求大幅增加，我国城市 道路负荷日益加重，道路拥挤、交通堵塞、行车混乱等现象有增无减。据调查 表明，我国百万人口以上城市有8 0 的路段和9 0 9 i 的路口通行能力己接近极限。 机动车的时速由6 0 年代的3 0 公里已降到目前的1 0 - 1 3 公里，乘车环境严重恶 化。交通拥堵等问题日益突出，交通拥堵犹如人身上的毒瘤，它导致交通延误、 车速降低、时间损失、燃料费用增加、排污量增加，城市环境恶化，诱发交通 事故，影响人们的工作效率和身体健康。 我国大中城市越来越严重交通拥挤堵塞现象，已经威胁到城市交通形势及 社会经济的发展，成为社会各界人士反映最强烈的问题之一，特别是像北京、 上海、深圳等城市，交通拥堵问题己被称为城市病，备受舆论批评。在此期间， 关于城市交通拥堵的原因和治理办法的争论更是一刻也没有停止过，有人说是 因为城市交通建设缓慢，有人抱怨私家车保有量增长过快，也有人把它归咎于 城市规划不合理等等，可谓见仁见智”。 交通拥堵是由多种因素相互作用产生的一个复杂的问题，它既是一个技术 问题，也是一个经济问题，同时也是一个社会伺题。从目前来看，产生交通问 题的原因十分复杂，各个城市也不完全相同，一般来说，有道路发展、交通管 理、城市布局等各方面的原因，但也有城市管理思路方面的原因，与其说是堵 在路上。不如说是堵在了思路上，与国外成熟的城市交通管理相对照可以发现， 我国城市在发展模式、道路系统建设有待完善的同时，城市公共交通的发展与 武汉理工大学硕士学位论文 经济社会发展的需求相比具有较大的差距。可以说，国内城市在公共交通体系 建设方面存在的问题是其中核心的原因所在蛔。 综上所述，城市交通的拥堵状况与社会经济的发展、道路设施建设、城市 交通的管理水平以及全民的交通意识都有着密切的关系，要缓解我国城市目前 的交通拥挤状况，政府及交通管理部门必须充分认识交通在社会经济发展中重 要单位，从全方位入手，采取科学的管理方法来解决这一问题”。 武汉市作为中国中部最大的枢纽型特大城市，在经济日渐活跃、城市日益 繁荣的同时，也被城市交通拥堵问题所困绕。改革开放以来，特别是“十五” 以来，武汉市的国民经济一直保持高速增长，武汉市的城市用地状况的改变与 城市交通网络的建设使城市客货交通行为也发生了很大变化，机动车拥有量近 年来一直保持着两位数以上的高位增长，城市交通需求快速增长，加上武汉市 独特的城市空间结构和道路网络形状，促使武汉市交通拥堵问题的日趋严重。 通过本文讨论研究，运用科学的方法和务实的态度，对武汉市的交通状况和交 通拥堵成因进行分析，探讨解决交通拥堵的对策，以期对武汉市和我国其他大 城市减轻交通拥堵，提高城市交通系统效率提供有益的参考 2 ) 论文研究的目的及意义 本文研究的主要目的包括： ( 1 ) 从理论上对交通拥堵的相关属性、变化规律、空间分布以及判别方法 等进行分析，找出武汉市主要交通拥堵路口、路段，结合目前武汉市交通状况， 找出产生交通拥堵的原因； ( 2 ) 通过预测城市道路交通量，掌握交通拥堵路口、路段未来的趋势发展， 以便提出有针对性的解决措施； ( 3 ) 借鉴国外城市解决城市交通拥堵问题的成功经验，结合我国国情，从 武汉市的实际交通状况出发，针对性地提出一些缓解武汉市交通拥堵的措施。 本文的研究意义： 城市交通拥堵是世界各国城市发展中普通存在的闯题，国外很多城市在解 决这一问题上有着许多成功经验值得借鉴。将这些成功经验与我国国情相结合， 对武汉市的城市交通拥堵问题进行研究，采用理论与实践经验相结合的方式， 提出解决武汉城市交通拥堵问题的措施，为武汉市社会经济的可持续发展提供 有力支持，同时也为国内其他城市解决城市交通拥堵问题提供有益参考。 2 武汉理工大学硕士学位论文 1 2 国内外交通拥堵研究概况 目前，国内外学者对城市交通拥堵方面的相关研究主要有以下几个方面： 1 ) 交通拥堵的界定 交通拥堵的具体定义各国尚无统一标准，目前国际上对交通拥堵的定义标 准主要有以下几种形式： ( 1 ) 日本道路公团对城市高速公路的交通拥挤定义：以时速4 0 k m h 以下 低驶或反复停车、启动的车列连续l k m 以上并持续1 5 分钟以上的交通状态。 ( 2 ) 美国芝加哥运输部对道路交通拥挤的定义：3 0 或更大的5 分钟车道 占有率对应的交通状态。 ( 3 ) 美国德克萨斯运输部最近提出的关于交通拥挤的量化定义：当出行肘 间超过在小交通流量或者自由流的出行环境下正常发生的出行时间、产生较大 的延误时的交通状态，当这个延误超过大众能够普遍接受的界限时，称为不可 接受的交通拥挤“。 2 ) 城市交通拥堵的特征分析 关于城市交通拥堵特征的研究，国内外大多根据道路特点，采用布置检测 设备或人工进行现场观测的方法，采集数据，并分析交通流动规律以及车辆特 性，分析城市交通拥堵空间分布和时间特点、交通拥堵表现形式、变化规律以 及影响程度，为城市交通拥堵的成因分析和对策研究提供资料和依据 3 ) 城市交通拥堵的成因分析 交通拥堵是大城市发展过程中普遍存在的问题，而引致城市交通拥挤堵塞 的原因众多，它涉及城市规划、交通供给与需求、交通意识等社会、经济、管 理等多个方面，因此，研究探索分析交通拥挤堵塞原因的新方法，尤其是为提 出经济适用的缓解交通拥堵方案，所以开展有针对性的交通拥堵成因研究较为 多见。但是在城市交通拥堵成因之间相互关系方面的研究尚没开展，而各成因 问的相互关系对城市交通拥堵问题研究有重要影响嘲。 4 ) 解决城市交通拥堵的对策研究 国内外关于治理城市交通拥堵的研究所提出的措施大致可以分三大类：增 加供给、引导需求和加强管理。引导需求的重点是实施交通需求管理，抑制交 通产生：增加供给的重点是大力发展公共交通，实施优先发展公交，扩大服务 能力等；加强管理的重点是树立全局观、疏导结合分流、应用智能交通系统等。 3 武汉理工大学硕士学位论文 针对具体的城市，开展基于仿真技术的综合治理城市交通拥堵问题的对策研究 是重要的研究方向”1 1 3 论文主要研究内容、方法和结论 1 ) 论文研究的主要内容 本文主要研究内容如下： ( 1 ) 理论上对交通拥堵的相关属性、变化规律、空问分布以及判别方法等 进行分析； ( 2 ) 结合武汉市城市交通现状，找出主要路段路口存在的交通拥堵问题， 分析产生拥堵的原因； ( 3 ) 借鉴国外解决城市交通拥堵的经验，提出解决武汉市交通拥堵的具体 对策和建议 2 ) 论文研究的主要方法 本文的研究方法是以实地调查、统计分析为基础，综合运用统计学、交通 规划、交通管理和行为科学等理论与方法对武汉市道路交通拥堵问题及其对策 进行研究和探讨。 3 ) 论文的主要结论 本文的主要研究结论如下： ( 1 ) 造成武汉城市交通拥堵的主要原因是：过江通道容量不足、城市内外 交通通道重合、机动化进程过快； ( 23 针对武汉市交通的具体情况。+ 按照解决交通拥堵问题一体化指导思想。 提出了加大基础设施建设、发展大运量公共交通系统、实施交通需求管理和城 市交通疏导管理的对策建议。 4 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章城市交通拥堵理论概述 2 1 交通拥堵的界定及属性分析 1 ) 交通拥堵的界定 交通拥堵的具体定义各国尚无统一标准，目前国际上对交通拥堵的定义有 以下几种形式： ( 1 ) 日本道路公团对城市道路的交通拥挤定义是：以时速4 0 k m h 以下低 速行驶或反复停车、启动的车辆连续l l 【h l 以上并持续1 5 分钟以上的交通状 态。 ( 2 ) 美国芝加哥运输部对道路交通拥挤的定义是：3 0 或更大的5 分钟车 道占有率对应的交通状态。 ( 3 ) 美国德克萨斯运输部最近提出的关于交通拥挤的量化定义；当出行时 间超过在小交通流量或者自由流的出行环境下正常发生的出行时间、产生较大 的延误时的交通状态，当这个延误超过大众能够普遍接受的界限时，称为不可 接受的交通拥挤m ，。 由以上三种定义可见，定义( 1 ) 和定义( 2 ) 分别运用不同的交通参数从 定量的角度对交通拥挤进行了描述，当交通参数数据达到某个水平时，即使没 有停车排队，也可以认为是交通拥挤。同时它们都强调只有当交通参数达到某 个水平并持续一定时间，定义( 1 ) 还特别强调在空间上达到一定范围时才认定 是交通拥挤状态，这种严格界定就可以避免将短时、小范围的交通波动误认为 是需要外部干预、进行疏导的交通拥挤。由此可见，上述两个定义的研究重点 在于对交通流正常运行影响较大、需要采取措施进行管理的交通拥挤，在短时 间内可以白行缓解的交通冲击波不作为其研究重点。 上述两个定义的出发点都是拥挤发生时交通流本身表现出来的特征，并没 有考虑交通参与者的心理感受和交通管理者的工作重点。由于交通拥挤本身就 是一个感觉量，既受道路上车辆多少的影响，也受当地人们心理承受能力的影 响。对于相同等级道路上的相同交通流量，不同城市的出行者会有不同的感受， 不同城市的交通管理者也会采用不同的措施进行处理。定义( 3 ) 从出行延误的 角度给出的交通拥挤定义则比较合理，能够比较全面地反映交通拥挤的综合特 5 武汉理工大学硕士学位论文 征，特别是不可接受的交通拥挤这一界定，在分析具体交通拥挤状况时更能体 现因交通运输设施的类型、出行模式、地理位置、分析时段以及人们心理感受 等方面的不同而产生的差异。 如前所述，本文认同定义( 3 ) 对交通拥堵定义的说法，主要是因为定义( 1 ) 和定义( 2 ) 在实地调查过程中的数据采集难度较大。因此，本论文主要通过交 通流量来分析交通拥堵问题。 2 ) 交通拥堵的属性分析 由于城市交通拥堵现象的比较复杂，因此从城市交通拥堵的特征着手进行 分析。而城市交通网络上的拥堵状况取决于组成城市交通网络的各个路段( 有 向弧) 或交叉口处的交通状况考虑到任何一个交叉口的交通状况是由与其相 连的路段上交通状况所决定的，因此可以以路段为单位来讨论交通拥堵的属性， 属性应包括路段上交通拥堵发生的时间、地点、原因、类型、程度等5 个方面。 ( 1 ) 交通拥堵发生的时间 交通拥挤产生的时间不同，对道路通行能力产生的影响也不同。发生在白 天尤其是白天高峰期的拥挤，相对会产生严重的拥挤蔓延，因此可以根据交通 流量的大小，进一步将白天的时段分为高峰期和平峰期，重点加强对高峰期交 通拥挤的研究。 ( 2 ) 交通拥堵发生的地点 发生在不同路段的交通拥堵，会对路段通行能力产生不同的影响。发生在 主干道处的交通拥堵，往往会迅速引起交通拥堵蔓延，因此应重点加强对主干 道路上的交通拥堵的研究。 ( 3 ) 交通拥堵发生的原因 产生交通拥堵的原因可以分为正常情况和非正常情况两种类型。 正常情况下的交通拥堵是周期性发生的，主要出现在每天上下班高峰时间 段内，比较有规律； 非正常情况下的交通拥堵是由特殊事件引起，主要由于计划中的道路维护 或大型活动等所引起；或由于突然发生的交通事故、车辆抛锚或社会治安事件 等所引起，没有规律可循，且可能持续时间较长，如不及时疏导，可能会引起 严重的交通阻塞现象。 6 武汉理工大学硕士学位论文 ( 4 ) 交通拥堵的类型 根据交通拥挤形成先后次序的不同，交通拥挤的类型分为原始交通拥挤和 后续交通拥挤： 在一个道路瓶颈处首先形成的交通拥堵，称为原始交通拥堵( p r i 陋r y c o n g e s t i o n ) ； 由原始交通拥堵的回流和蔓延而形成的交通拥堵，称为后续交通拥堵 ( s e c o n d a r yc o n g e s t i o n ) 。 ( 5 ) 交通拥堵的程度 参照公安部 城市交通管理评价指标体系( 2 0 0 2 年) ，本文采用城市主干 道上机动车的平均行驶速度来描述城市主干道路的交通拥堵程度。 畅通：城市主干道上机动车的平均行驶速度不低于3 0 公里小时。 轻度拥堵：城市主干道上机动车的平均行驶速度低于3 0 公里4 时但高于 2 0 公里d 时。 拥堵：城市主干道上机动车的平均行驶速度低予2 0 公里4 时但高于1 0 公墅f 夺髓。 严重拥堵：城市主干道上机动车的平均行驶速度低于1 0 公里4 时。1 。 2 2 交通拥堵的规律以及危害 1 ) 交通拥堵的规律 虽然交通拥堵的具体含义在各国并不一致，但世界各大城市的交通拥堵现 象却存在着相同的规律。一旦城市的某个路段或交叉口出现交通拥堵现象，人 们就会改善这一地区的交通设施，试图缓解交通拥堵，但这样傲能否达到最终 目的昵? 著名的当斯定律( o o w n s l a , ) 将交通拥堵现象表述为：新建的道路设施会 诱发新的交通量，而交通需求总是倾向于超过交通供给。a u t h o n yd o w n s 对诱发 原因进行了迸一步的研究，提出了“三头齐发原则”，即如果在高峰时间特别拥 堵的地段交通条件一旦大有改善，就会导致三种情况，从而使这种改善全部被 抵消。一是汽车驾驶者原来走别的路，现在都挤到改善地段；二是汽车驾驶者 本来在其他时间行车，现在集中在同一时间行车；三是汽车驾驶者本来乘坐公 共交通，现在驾车通过这一改善地区。这三种情况将导致新的交通量的产生。 有人称为诱发交通( i n d u c e d t r a f f i c ) 。根据这一原则，交通拥堵与交通设施不 7 武汉理工大学硕士学位论文 断改善之间的矛盾可描述为：交通拥堵一交通设施改善一交通拥堵缓解一更多 的交通需求一交通再拥堵一交通设施再改善一交通拥堵缓解一更多的交通需求 ，这一交替过程最终只能是创造了局部范围的经济效益，而对交通拥堵 的缓解却微乎甚微 由上可见，由于交通基础设施的不断改善，交通拥堵能够得到暂时的缓解， 但这种改善迟早会被诱发的交通量所抵消，城市又会陷入拥堵混乱的境地。因 此，要减轻城市交通拥堵，仅仅依靠改普拥堵地区的交通基础设施是远远不够 的，必须另寻出路。 2 ) 交通拥堵的危害 交通拥挤、堵车现象日趋严重，是当今世界各大城市的通病。改革开放以 来，随着经济的发展和社会的进步，为我国的城市发展带来契机。城市化进程 的加快使城市空间不断扩大、人口大量积聚，随之而来也产生了严重的城市交 通拥挤和堵塞河题。交通拥堵造成的影响是多方面，包括时间浪费、运营成本 上升、交通事故、空气污染、噪声污染，以及相关产业的发展等。根据欧美的 经验，交通拥堵造成的负面影响中，交通事故、汽油过量和时间成本约各占三 成。在交通拥堵情况下，由于车辆不得不频繁地加减速、启动和制动，能源消 耗很大；调查统计表明：在拥挤状态下的能耗是最优状态的2 倍。如果一辆汽 车在7 公里d , 时和8 8 公里小时加减速1 0 0 0 次，那么其燃料消耗比匀速运行 时多消耗6 0 升，对于货车则多消耗1 1 4 升。用此标准计算得出，广州人为交通 堵塞所付出的经济代价总值为每年耗费1 5 亿小时，减少生产总值1 1 7 亿元， 相当于整个生产总值的7 。交通拥挤不仅使人们浪费了大量的时间资源，而且 很容易造成交通事故，并伴随严重的空气污染。据估计，2 0 0 0 年美国因交通碰 撞事故，交通拥挤以及噪声污染等造成的社会成本达到4 0 6 0 亿美元，其中8 4 属于交通事故损失，1 5 属于交通拥挤损失，1 属于噪声污染损失。2 0 0 0 年，诺 贝尔奖获得者加里贝克尔做过一个测算，全球每年因为交通拥堵造成的损失 占g d p 的2 5 ，德国明镜周刊的两位记者在曼谷做了一个测算，曼谷的这一 个比例达到3 。也就是说，我们创造的g d p 很大一部分被拥堵所造成的时间、 交易等成本给损失了。在我国，城市机动车造成的污染目前己占整个城市污染 的一半以上。就北京市而言，即使只考虑对北京市民的影响，估计每辆汽车平 均每年也应负担数千元以上的污染成本。此外交通拥堵还影响了我国汽车、旅 游等产业的发展。 8 武汉理工大学硕士学位论文 2 3 交通拥堵空间分布 1 ) 交通拥堵的空间分布特点 城市交通拥堵的蔓延具有重要的空间特征，通常情况下，拥堵发生在路网 的关键部位，或者仅仅是一个交叉口处独立地出现交通堵塞，有时会进行传播 蔓延，影响到路网的其他区域。一般而言，严重交通拥堵现象的形成过程可以 分成以下几个阶段：一个或几个路段形成排队，歇长向后延续，并且影响到上 游的若干交叉口，最后会在路网结构中形成饱和循环。这最后个阶段被称为 “交通堵塞”，是尤其必须避免的一种恶化现象。 理论上我们将交通拥堵的空间分布特点归纳为三种： ( 1 ) 点指交通拥堵发生在一个独立的交叉口，只对与其相连接的路段 产生影响，而未影响到与其相邻的交叉口； ( 2 ) 线指由于交通流量的激增( 如流量高峰期) 或者由于局部交通堵塞 未得到及时解决，而使得拥堵在相互关联的的路段上蔓延，并且主要分布在一 条城市主干道道上； ( 3 ) 面指交通拥堵分布于相互关联的路段，并且路段与路段之间的交 叉口相互重合，从而构成区域性交通拥堵。 一般而言，城市交通拥堵的空间分布由以上所述三种基本类型组成，通过与基础 底图的比较匹配，从而可以得到交通拥堵的空间分布形式“3 “棚1 2 ) 交通拥堵的空间分布形式 根据交通拥堵路段之间的相互关系来划分，交通拥挤的空间分布划分为三 种形式： ( 1 ) 一个或多个路段拥堵，但是相互独立： ( 2 ) 多个路段拥堵，且相互影响； ( 3 ) 多个路段拥堵相互关联，形成一个环型堵塞。 而拥堵路段之间的相互影响和关联，会产生以下三种空间分布形式： ( 1 ) 孤立交叉口的拥堵： ( 2 ) 线状主干道为主的拥堵； ( 3 ) 形成区域的拥堵。 9 武汉理工大学硕士学位论文 2 4 交通拥堵判别方法 由于交通拥堵空间分布由点向面扩散这一特点，因此，如何将实地收集的 交通拥堵信息反映到城市道路网结构上，合理地判别交通拥堵路口路段之间的 联系以及演变过程就显得尤为重要，以下将详细介绍交通拥堵空间分布和发展 趋势的判别方法。 1 ) 交通拥堵空间分布的判别方法 交通拥堵的空间分布主要是通过根据有交通拥堵事件发生的路口路段之 间的关系来判别的，具体判别方法主要通过以下几个方面来实现。 ( 1 ) 判断交通拥堵路段是否相连 可通过判定路段的起讫点是否有重合来加以判别。如果有节点重舍则表明 路段相连，如果路段的两个节点均无重合的节点，则表明路段为独立交通拥堵 路段。 ( 2 ) 判断是否形成干道交通拥堵 事先为城市的一些于道建立数据库表，其中包括干道的名称、干道所包含 的路段等等。通过查询交通拥挤事件表中的地点信息及相应的路段表中的路段 信息，然后统计有相同干道字段值的路段总数。般而言可以定义一个阀值l ， 当统计得到的数值大于l 时，判定该干道发生交通拥挤。以示范工程的试点城 市廊坊市为例，考虑到其城市的路网规模，我们取l 的值为3 ，以此判断干道是 否发生交通拥挤。 ( 3 ) 判断交通拥堵相连路段是否形成以十字路口为中心的交通拥堵 可以通过统计交通拥堵路段的节点数，一旦节点出现的次数大于3 ，则表明 至少有三条与该路口相连的路段发生交通拥堵，从而判定该路口发生交通拥堵， 否则判为非交通拥堵交叉口 ( 4 ) 判断是否形成区域交通拥堵 在已经判定存在一个交叉口为交通拥堵路口的基础上，以该交叉口为中心， 搜索与之相邻的其它交叉口，查询其它交叉口是否也成为交通拥堵交叉口，如 果存在相邻交叉口都发生交通拥堵情况，那么判定由这些交叉口所形成的区域 发生交通拥堵现象，否则为未形成区域交通拥堵嘲。 判断过程的流程，如图2 - 1 所示。 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 图2 - 1 交通拥堵空间分布判别流程图 武汉理工大学硕士学位论文 z ) 交通拥堵发展趋势的判别方法 交通拥挤的形成与发展是一个随时间及空间而不断发生演变的动态过程， 要正确判别交通拥挤在空间分布上的蔓延或消散情况必须完成以下任务： ( 1 ) 检测不同路段上交通拥挤发生的起源、时间； ( 2 ) 存储初始交通拥挤现象； ( 3 ) 作出诊断，从而对不同路段上所发生的交通拥挤分析他们的关联关系； ( 4 ) 评估交通拥挤的严重性和发展趋势； 通过对交通拥挤的时空扩展性的阐述，定性的表述重复和非重复发生的交 通拥挤问题的特征，根据发生交通拥挤路段之间的关联关系，从而判别交通拥 堵的发展趋势。 此外，还可以根据交通拥挤起源地所发生的交通拥挤的起因，严重程度等 判断出交通拥挤可能的发展趋势。对于此种情况，可以建立相应的模型库，例 如：如果交通拥挤的原因是缘于道路施工，那么交通拥挤一旦形成，在短时间内 将很难消散，并且可以遇见，相关联区域将发生交通拥挤；如果交通拥挤的程度 很严重，显然相关区域将受到影响，因而有发展蔓延的趋势。 1 2 武汉理工大学硕士学位论文 第3 章武汉市交通拥挤现状及成因 武汉市境内“两江交汇、三镇鼎立，山水相间，江湖密布”。具有非常独特 的空间形态。作为我国最大的中部城市和最大的内河港口城市，武汉已成为华 中地区的交通通讯综合枢纽和产业基地，最大的工业、商业和贸易中心。在地 理位置上，武汉市与北京、上海、广州、重庆等大城市均相距1 0 0 0 公里左右， 具有明显的交通区位优势，使其成为全国或中原地区交通、通讯、公路、铁路、 航空、水运的枢纽和集散地。近年来，随着城市化进程的加快和西部堀起战略 的实施，为武汉市城市发展带来的前所未有的契机。作为城市发展中重要的支 撑条件，武汉市的城市交通既面临着机遇，也面对着挑战。 2 0 0 4 年以来，武汉市为适应城市经济发展和社会进步的需要，全面贯彻科 学发展观，迸一步加大城市建设投资力度，改善城市道路基础设施，提供城市 交通管理水平，努力改普城市交通状况，提升城市形象。但是城市化进程过快 和机动车车保有量飞速增长使城市交通面临新的考验。 3 1 武汉市概述 1 ) 经济现状 2 0 0 5 年，武汉市全年完成生产总值2 2 3 8 0 0 亿元，按可比价格计算，比上 年增长1 4 7 ，增幅同比提高o 2 个百分点，创9 年来新高。其中，第一产业增 加值1 0 9 5 7 亿元，增长4 5 1 第二产业增加值1 0 1 9 0 0 亿元，增长1 7 9 ；第 三产业增加值1 1 0 9 4 3 亿元，增长1 3 1 。按常住人口计算，2 0 0 5 年人均g d p 达到2 6 2 3 8 元( 折合3 2 4 5 美元) 。三次产业结构由2 0 0 0 年的6 7 ：4 4 2 ：4 9 1 变化为2 0 0 5 年的4 9 ：4 5 5 ：4 9 6 。全年财政总收入达3 8 9 3 6 亿元，比上年增长 3 4 9 1 地方财政收入1 7 0 4 3 亿元，增长3 1 9 0 。“十五”期间，全市生产总 值年均增长1 3 o 。武汉市历年国内生产总值见表3 - 1 。 1 3 武汉理工大学硕士学位论文 表3 - 1 武汉市历年国内生产总值及构成 g d p 产值构成 构成k 均g d p 年份 第二第三 ( ) 第一第二第三 ( 元) ( 亿元) 第一 产业产业产业产业 产业 产业 1 9 9 44 8 5 7 6 “0 12 4 2 6 21 9 9 1 31 0 0 09 14 9 94 1 06 9 8 0 1 9 9 56 0 6 9 1 6 0 7 42 9 4 6 72 5 1 5 01 0 0 01 0 04 8 64 1 48 6 0 9 1 9 9 67 8 2 1 37 1 6 l 3 6 6 1 93 “3 31 0 0 09 24 6 84 4 o1 0 9 7 0 1 9 9 79 1 2 3 37 8 7 94 2 2 0 64 1 1 4 8l o o 08 64 6 34 5 1 1 2 6 7 3 1 9 9 81 0 0 1 8 9 7 5 8 5“9 7 24 7 6 3 21 0 0 07 64 4 94 7 51 3 7 6 5 1 9 9 91 0 8 5 6 8 7 8 5 44 7 8 3 95 2 8 7 51 0 0 07 。24 4 14 8 71 4 7 5 1 2 0 0 01 2 0 6 8 48 1 3 65 3 3 3 15 9 2 1 71 0 0 0 6 7“24 9 11 6 2 0 6 2 0 0 11 3 4 7 8 08 5 0 35 9 4 8 46 6 7 9 31 0 0 0 6 3 4 4 1 4 9 61 7 8 8 2 2 0 0 21 4 9 2 7 49 0 4 46 5 0 4 67 4 1 8 41 0 0 06 14 4 24 9 71 9 5 6 0 2 0 0 31 6 6 2 1 89 5 1 37 4 1 8 78 2 5 1 81 0 0 05 7 24 4 6 34 9 6 42 1 4 5 7 2 0 0 4 1 9 5 61 0 39 0 39 5 01 0 0 05 74 4 64 9 72 4 6 8 9 2 0 0 52 2 3 81 0 9 5 71 0 1 9 0 01 1 0 9 4 31 0 0 04 9 04 5 5 34 9 5 72 6 2 3 8 注：按当年价计算 2 ) 人口 2 0 0 5 年，武汉市人口8 5 8 万人，人口密度达到9 4 3 人平方公里，城区人口 密度为5 9 8 4 人平方公里。其中7 城区人口为5 3 1 7 万人，较上年减少4 8 ， 城区居住人口呈现由中心区向外围区域转移的趋势( 武汉市历年人口见表3 - 2 ) 。 表3 2 武汉市人口统计表( 万人) 指标 2 0 0 0 2 0 0 12 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 5 全市户籍人口数 7 4 9 27 5 8 27 6 8 i7 8 1 27 8 5 98 5 8 主城区户籍人口数 3 9 0 54 0 5 24 1 3 34 2 3 84 2 1 85 3 1 7 全市年末职工数 1 9 0 11 8 0 41 7 1 71 7 1 71 6 5 71 6 9 8 全市从业人员数 4 1 7 84 0 6 14 0 7 34 0 7 34 1 7 54 2 1 8 3 ) 交通建设投资 2 0 0 5 年，武汉市城市建设步伐进一步加快，项目建设与策划取得积极成效， 1 4 武汉理工大学硕士学位论文 投资结构进一步改善，特大项目建设明显增加，全年共完成社会固定资产投资 1 0 5 5 1 8 亿元，较上年增长2 8 3 。其中基本建设投资3 2 8 9 2 亿元，比上年增 长3 8 7 ，占固定资产投资的3 1 2 。全年城市交通建设投资5 5 3 3 亿元，较上 年增长约5 0 3 ，占城市基本建设投资1 6 蹋，占全市g d p 的比重2 4 7 见图 3 - 1 图3 1 交通建设投资( 万元) 3 2 武汉市道路交通拥挤现状 2 0 0 5 年，城区道路交通流量主要集中在以跨江桥梁为中心的交通走廊及重 要干道上，城区主要交通干道承担了全市道路交通流量的7 0 左右。同时交通矛 盾开始向外围逐渐扩散，一些进出口道路和连接大型居住区的道路交通拥堵情 况越来越严重 3 2 1 城市道路设施现状 武汉市建成区已基本形成以城区快速路、主干道、内环、中环、外环等为 主骨架的“环型放射状”骨干路网，2 8 公里的内环线已全线贯通，8 8 公里的中 环线和1 8 8 公里的外环线已大部分建成。截至2 0 0 3 年底，全市道路总长6 3 6 8 公里，城区道路总里程1 8 9 9 公里，路网密度6 8 公里平方公里；全市道路面 积6 8 4 5 平方米，城区道路总面积3 2 4 7 万平方米，人均道路面积7 7 平方米， 道路面积率1 1 6 ，武汉市城区现状道路指标见表3 3 。 1 5 武汉理工大学硕士学位论文 表3 - 3 武汉市城区现状道路指标对照表 塔标 道路规模道路面积道路网密度道路面积率人均道路面 项目( k m ) ( k m 2 )( k m l k m b ( )积( m 2 ) 现状 1 8 9 9 3 2 4 7 6 8 1 1 67 7 国家规范5 4 7 11 5 2 07 1 5 3 2 2 主要交通吸引点分布 武汉市主城目前已经形成“区片组团式”布局结构，主城区分为江北、江 南两个核心区，武汉市核心区以内集散点总数为9 5 9 个，集散总量为6 9 7 4 9 7 2 人次日。核，b 区中以武昌火车站、钟家村、江汉路、古琴台等2 0 个地点是武 汉市现行公路线网中规模最大的衔接点，也是城市居民出行的主要集散点，其 集散量详见表3 - 4 。 表3 4 武汉市核心区以内主要集散点( 人次) 序号集散点集结量疏散量集散量 1武昌火车站 5 3 7 8 35 4 3 4 11 0 8 1 2 4 2 钟家村 5 2 0 1 75 5 1 4 5 1 0 7 1 6 2 3江汉路 5 1 7 1 85 2 5 1 11 0 4 2 2 9 4古琴台4 7 7 0 15 0 4 4 8 9 8 1 4 9 5 阅马场 4 5 8 9 24 9 5 8 39 5 4 7 5 6武胜路4 7 1 i i 4 7 8 3 79 4 9 4 8 7 利济路 4 4 0 0 34 3 9 5 8 8 7 9 6 1 8洪山 3 4 3 9 43 8 4 7 97 2 8 3 7 9街道口 3