《可變車道作為緩解城市交通擁堵的新途徑11000字》

可變車道作為緩解城市交通擁堵的新途徑摘要在城市發(fā)展過程中，中心城區(qū)可利用的土地資源越來越少，大量居民居住區(qū)外遷導(dǎo)致城市出現(xiàn)很明顯的區(qū)域分布特點(diǎn)，即居住區(qū)與工作地分離。人們上班、上學(xué)等規(guī)律性的行為形成了通勤交通，在早晚高峰期間，居民有規(guī)律的進(jìn)出城區(qū)，形成潮汐交通，而私家車數(shù)量的增多、交通基礎(chǔ)設(shè)施缺陷等問題導(dǎo)致城市出現(xiàn)潮汐交通擁堵問題。現(xiàn)如今該問題已不能通過簡單的擴(kuò)建道路來解決，為此交通領(lǐng)域?qū)W者們提出了借鑒國外經(jīng)驗(yàn)，即可變車道理念?，F(xiàn)在很多城市都在使用可變車道，它能夠在無需道路擴(kuò)建的情況下，有效平衡車道兩向交通量失衡問題，以提高交通資源利用率，縮短車輛行駛時(shí)間。本文以潮汐交通堵塞為背景，充分分析國內(nèi)外現(xiàn)狀，提出使用可變車道應(yīng)對交通堵塞難題的理念。再收集呼和浩特市有關(guān)數(shù)據(jù)，對可變車道在呼和浩特市的應(yīng)用、效果等進(jìn)行預(yù)測，以緩解其交通堵塞問題，提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)。關(guān)鍵詞：交通擁堵，潮汐交通流，可變車道目錄TOC\o"1-3"\h\u220981緒論 19281.1研究背景 138131.2研究意義 2255291.3研究目的 2124791.4國內(nèi)外現(xiàn)狀分析 263641.4.1國外現(xiàn)狀 276591.4.2國內(nèi)現(xiàn)狀 255651.5研究內(nèi)容 371011.6技術(shù)路線 3312422可變車道相關(guān)理論 492602.1可變車道概念 4217202.2可變車道分類 4203462.3可變車道設(shè)置條件 4281662.3.1道路條件 4112702.3.2交通條件 575653呼和浩特市交通擁堵分析 674453.1交通擁堵現(xiàn)狀 6240843.1.1早晚高峰期交通擁堵 6267593.1.2功能區(qū)交通堵塞嚴(yán)重 6318213.1.3主干路段常年擁堵 754513.1.4常年修路引發(fā)交通擁堵 7174883.2交通擁堵形成原因 793383.2.1道路規(guī)劃不科學(xué) 7273293.2.2城區(qū)規(guī)劃缺乏科學(xué)性 762203.2.3交通管理機(jī)制傳統(tǒng) 7124103.2.4公共交通規(guī)劃滯后 8244933.3交通堵塞參數(shù) 872443.4交通擁堵特性分析 12131793.4.1時(shí)間特性 12173423.4.2空間特性 12135994可變車道應(yīng)用預(yù)測 14178094.1可變車道在呼和浩特市的適用性 14102964.2基于路阻函數(shù)計(jì)算模型 14193924.2.1路段阻抗函數(shù) 14315554.2.2模型建立 16254964.2.3求解流程 17288894.2.4求解過程 17199174.3可變車道改善擁堵效果預(yù)測 20131094.3.1可變車道利用率分析 20320674.3.2道路通行能力分析 219144結(jié)論與展望 2425144參考文獻(xiàn) 261緒論1.1研究背景因?yàn)槌鞘芯用裆钏降南鄬μ岣?，人們對交通的需求從簡單的出行需要轉(zhuǎn)變?yōu)槌鲂惺孢m、便捷、快速的需要，加上現(xiàn)在的人們十分推崇購買私家車，導(dǎo)致路上車輛增多，擁堵難題也接踵而至。又因?yàn)橹行某菂^(qū)的土地資源有限，要想繼續(xù)發(fā)展產(chǎn)業(yè)、提高經(jīng)濟(jì)效益只能不斷地向城區(qū)外圍規(guī)劃，在城區(qū)外圍建設(shè)衛(wèi)星城，但是新建區(qū)域的設(shè)施沒有中心城區(qū)完善，人們想要更好的生活資源就會(huì)選擇進(jìn)入中心城區(qū)。從中可見一斑但因?yàn)橥恋刭Y源的限制中心城區(qū)并不能容納太多人居住，這就導(dǎo)致了居住區(qū)和工作地分離的情況(賈文靜,楊麗華,2022)。早上人們因?yàn)楣ぷ?、上學(xué)等紛紛涌入中心城區(qū)，導(dǎo)致進(jìn)城方向的交通壓力更大；晚上工人下班、學(xué)生放學(xué)使得居民涌出中心城區(qū)，從這些情況中可以看出導(dǎo)致出城方向的交通壓力更大。如此有規(guī)律性的、周期性的交通現(xiàn)象被學(xué)者們稱之為“潮汐交通”[1]，如圖1.1所示(鄧浩然,邵紫晶,2023)。圖1.1某路段高峰期擁堵情況雖然潮汐交通是城市和交通發(fā)展帶來的正?，F(xiàn)象，面對這種局面但該現(xiàn)象及容易導(dǎo)致潮汐性交通擁堵問題，有相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，潮汐交通堵塞在我國多數(shù)城市中十分常見，其原因多由于通勤交通引起的(羅思杰,劉夢凡,2021)[2]。潮汐交通特點(diǎn)就是在短時(shí)間內(nèi)使某一方向的道路交通需求劇增，出現(xiàn)交通量嚴(yán)重失衡而導(dǎo)致道路資源不平衡情況，經(jīng)過一段時(shí)間后道路兩側(cè)交通量又迅速恢復(fù)平衡。這種潮汐式交通擁堵不能通過簡單的設(shè)置基礎(chǔ)設(shè)施來緩解，人們必須找到更好的辦法來應(yīng)對潮汐交通擁堵難題(李思博,張晨悅,2021)。1.2研究意義在一些土地資源緊張的城市出現(xiàn)潮汐交通擁堵現(xiàn)象，且運(yùn)用常規(guī)的方法不能有效緩解該問題時(shí)，可變車道的理念應(yīng)運(yùn)而生，經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐，可變車道應(yīng)用于緩解潮汐交通堵塞難題十分有效的[3]。以這種狀態(tài)為背景即在路段兩向交通需求不同時(shí)，通過改變其中輕交通路段上的車輛行駛方向，來緩解重交通方向交通擁堵問題，從而節(jié)省車輛的在途時(shí)間。1.3研究目的呼和浩特市部分地區(qū)由于各種原因，出現(xiàn)嚴(yán)重交通擁堵問題，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度減緩、居民出行不便、交通安全隱患等問題。本文通過呼和浩特市各種交通擁堵現(xiàn)象，刨析交通擁堵產(chǎn)生的原因，并提出可變車道方案幫助該市緩解改善潮汐交通擁堵，提高居民出行舒適度、安全性，節(jié)約駕駛員的在途時(shí)間，最終達(dá)到合理分配資源，提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目的。1.4國內(nèi)外現(xiàn)狀分析1.4.1國外現(xiàn)狀美國于1970年開始在公路上嘗試著設(shè)置公交專用道，研究試用數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)它確實(shí)能夠有效提高公共交通效率，緩解擁堵問題。在這特定的場景中之后又在一些主干路段上應(yīng)用可變車道，用于應(yīng)對潮汐交通堵塞難題[4]。隨著長期發(fā)展，可變車道的研究與應(yīng)用變得更加完善。美國政府也一直資助相關(guān)研究院對可變車道的研析，包括可變車道的適用情況、使用要求、控制方式等重要內(nèi)容。1.4.2國內(nèi)現(xiàn)狀早先的人們并不重視交通擁堵問題，但現(xiàn)在的潮汐交通堵塞問題已經(jīng)影響到社會(huì)的發(fā)展，學(xué)者們也紛紛開始了對潮汐交通擁堵和可變車道的研究。如今國內(nèi)學(xué)者們在可變車道的研究上已經(jīng)有了很大突破，但總體上不夠完善、不夠系統(tǒng)(王宇航,劉詩怡,2022)。國內(nèi)學(xué)者主要在科學(xué)管理和控制兩方向進(jìn)行研究。陳韻如,周浩宇等人通過獲取道路車流量數(shù)據(jù)，計(jì)算路段飽和度，實(shí)現(xiàn)可變車道自適應(yīng)控制[5]。趙晟熙,丁依凡等人從城市交通網(wǎng)絡(luò)角度出發(fā)，基于遺傳算法模型，證明可變車道能有效提高經(jīng)濟(jì)效益[6]。張玉婷,孫俊熙等人的綠波控制方法與可變車道結(jié)合理念，有效提高了行車速度(劉晨曦,王梓悅,2022)[7]。1.5研究內(nèi)容本文基于交通堵塞現(xiàn)狀和解決方法，以呼和浩特市為例，研究可變車道緩解該市交通堵塞問題的效果，內(nèi)容如下：第一章緒論：對國內(nèi)交通堵塞難題進(jìn)行基本的分析，在這形勢之下參考國內(nèi)外可變車道的應(yīng)用情況，明確文章內(nèi)容。第二章對可變車道相關(guān)概念進(jìn)行闡述：其中包括可變車道定義、分類及設(shè)置條件。第三章對城市主干路潮汐交通進(jìn)行分析：以呼和浩特市為例，對呼和浩特市潮汐交通擁堵明顯的主干路進(jìn)行交通流調(diào)査，分析潮汐交通特性。第四章可變車道在呼和浩特市的應(yīng)用預(yù)測：預(yù)測可變車道在呼和浩特市的可行性；基于路阻函數(shù)計(jì)算模型，確定可變車道數(shù)量；在這一情景內(nèi)預(yù)測該路段交通擁堵改善情況，驗(yàn)證呼和浩特市對可變車道的利用率。1.6技術(shù)路線圖1.2研究的基本技術(shù)路線2可變車道相關(guān)理論2.1可變車道概念可變車道的概念是：在出現(xiàn)潮汐交通現(xiàn)象時(shí)，不利用過多土地資源的情況下，通過改變某一車道的車輛行駛方向?qū)崿F(xiàn)交通的靜態(tài)供給與動(dòng)態(tài)需求相平衡(楊俊杰,何麗娟,2020)[8]。可變車道的特點(diǎn)，就是在不增加其他道路設(shè)施的前提下，在此類情況下處理能夠平衡潮汐交通引發(fā)的資源不均衡問題。目前國內(nèi)外使用可變車道的城市逐漸增加，并且對緩解潮汐交通堵塞難題有明顯效果(吳文博,高浩然,2023)。2.2可變車道分類機(jī)動(dòng)車道方向可變：把中間車道作為可變車道，通過它改變車輛行駛方向，以調(diào)節(jié)交通量不均衡現(xiàn)象。例如雙向六車道，原本進(jìn)城三車道，出城三車道，在早高峰時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)檫M(jìn)城四車道、出城兩車道，晚高峰則相反(陳思遠(yuǎn),李雅彤,2021)[9]。人行道、非機(jī)動(dòng)車道可變：在規(guī)劃道路時(shí)，常規(guī)的將人行道和非機(jī)動(dòng)車道相鄰設(shè)置，而隨著城市的發(fā)展，非機(jī)動(dòng)車保有量也逐漸增加，在早晚高峰期間非機(jī)動(dòng)車道不能滿足其交通需求，此時(shí)可適當(dāng)通過縮窄人行道寬度去闊寬非機(jī)動(dòng)車道，高峰期過去后再恢復(fù)如初(趙瑞琳,郭俊豪,2020)。機(jī)動(dòng)車道、非機(jī)動(dòng)車道可變：為了適應(yīng)城市居民總體出行規(guī)律，城市早期在機(jī)動(dòng)車道和非機(jī)動(dòng)車道的設(shè)置方面并不相同，在這狀態(tài)的條件下但是隨著社會(huì)的發(fā)展和低碳環(huán)保理念，非機(jī)動(dòng)車使用比例增加，早期規(guī)劃的車道分配不能適應(yīng)現(xiàn)狀，為此可利用可變車道進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖?。固定時(shí)間可變：潮汐交通堵塞具有時(shí)間特性，利用該特點(diǎn)將可變車道設(shè)置為自動(dòng)調(diào)整路段行車方向模式，這樣規(guī)律性的模式可以讓駕駛員更快適應(yīng)，又可以有效節(jié)約人力物力(王澤林,蔣美華,2022)。2.3可變車道設(shè)置條件2.3.1道路條件車道數(shù)量要求。充分研究國內(nèi)外應(yīng)用數(shù)據(jù)，可變車道經(jīng)常被應(yīng)用于城市主干路上，但是對主干路的原本車道數(shù)量也是有要求的：道路的車道數(shù)量通常應(yīng)在6條以上，不得少于5條?？紤]到理論與實(shí)踐之間的差異，本文進(jìn)行了深入的分析與必要的調(diào)整。為了促使理論模型更好地適應(yīng)實(shí)際操作情境，我們不僅嚴(yán)謹(jǐn)?shù)赝茖?dǎo)和驗(yàn)證了理論框架，還廣泛涉足實(shí)踐領(lǐng)域，通過多元化的研究方法等渠道，搜集了豐富的第一手資料。這些實(shí)踐數(shù)據(jù)使我們能夠洞察并闡釋理論模型在實(shí)際應(yīng)用中可能面臨的難題與偏差。據(jù)此，我們引入了修正迭代優(yōu)化機(jī)制，以打造更具靈活性的研究流程，并據(jù)此修正和完善了當(dāng)前成果，提升了其預(yù)測準(zhǔn)確性和實(shí)用性，從而確保了研究成果的可靠性和通用性。通過這些綜合考量，本文不僅加深了對研究議題的認(rèn)識(shí)，也為相關(guān)領(lǐng)域的研究者和從業(yè)者提供了更具操作性和指導(dǎo)意義的理論支撐和實(shí)踐指南。（2）隔離設(shè)施要求?？勺冘嚨赖拇嬖谑菫榱宿D(zhuǎn)換車道的不同行車方向，無論具體實(shí)施方法如何，從中可見一斑道路上都不能有類似綠化帶的固定隔離設(shè)施，如果在交通擁堵嚴(yán)重的路段存在固定物理隔離設(shè)施，建議拆除該設(shè)施，以調(diào)整道路資源的不平衡(周思婷,孫煒倫,2023)[10]。（3）可變車道長度要求。根據(jù)實(shí)例研究，可變車道設(shè)置不宜過長，一般設(shè)置在1km到5km之間最合適。如果設(shè)置過長將會(huì)加大危險(xiǎn)系數(shù)，同時(shí)增加相關(guān)交通部門的壓力[11]。2.3.2交通條件交通要求。潮汐交通會(huì)導(dǎo)致路段兩向交通資源利用差異，一邊出現(xiàn)嚴(yán)重堵塞而另一邊因車流量過小產(chǎn)生嚴(yán)重的交通資源浪費(fèi)，此時(shí)應(yīng)使用可變車道來平衡道路資源使用情況。但如果只是突發(fā)事件引起的交通堵塞，則無需增加可變車道(張鵬飛,何琳慧,2020)。車流量要求。根據(jù)實(shí)例研究，從這些情況中可以看出在潮汐交通堵塞時(shí)，重、輕兩方向車流量應(yīng)相差0.4倍，交通量方向分布系數(shù)不得少于2/3，盡可能在3/4以上[12]。通行能力要求。由模型得出最優(yōu)可變車道數(shù)量，啟用相應(yīng)數(shù)量可變車道后,交通不均衡情況能有明顯的改善，潮汐交通擁堵現(xiàn)象能夠得到有效緩解，同時(shí)輕交通方向不會(huì)出現(xiàn)新的堵塞情況也不會(huì)將擁堵問題轉(zhuǎn)移[13]。3呼和浩特市交通擁堵分析3.1交通擁堵現(xiàn)狀3.1.1早晚高峰期交通擁堵由數(shù)據(jù)調(diào)查、分析得出，呼和浩特市居民主要乘坐私家車和公共交通去上班、上學(xué)，這種有規(guī)律的出行行為常常導(dǎo)致每周周一到周五的上午7：00-9：00及下午17：00-19：00的時(shí)間段最堵，即早晚高峰交通擁堵，如圖3.1所示(李雨彤,陳宇,2021)：圖3.1呼和浩特市24小時(shí)擁堵延遲指數(shù)3.1.2功能區(qū)交通堵塞嚴(yán)重由于城市規(guī)劃的前瞻性不足，將許多功能性建筑集中分布形成功能區(qū)，大量的居民匯集到功能區(qū)對此地的交通需求變大，而前期的交通設(shè)置不能滿足居民的需求就造成了嚴(yán)重的交通擁堵問題(王雅慧,趙晨曦,2022)[14]。面對這種局面如醫(yī)院、學(xué)校、大型商場、美食廣場等功能性建筑的附近經(jīng)常出現(xiàn)嚴(yán)重的交通堵塞難題。3.1.3主干路段常年擁堵許多主干路段兩側(cè)密集的設(shè)置有飯店、超市等生活區(qū)域，導(dǎo)致這些路段經(jīng)常出現(xiàn)交通擁堵，如東影南路、通道街等(楊濤濤,張子怡,2020)。而一些道路上學(xué)校的分布密集，在早晚上下學(xué)期間十分擁堵。最嚴(yán)重的是小學(xué)附近，以這種狀態(tài)為背景家長多數(shù)開私家車接送孩子，導(dǎo)致路段擁擠不堪，此時(shí)也是交通管理部門壓力最大的時(shí)候。3.1.4常年修路引發(fā)交通擁堵城市的不斷發(fā)展，以前的道路建設(shè)已不能滿足居民需求，在增加輔助設(shè)施也不能有效緩解的情況下，在這特定的場景中許多城市都選擇了修路擴(kuò)路，呼和浩特市也是如此。如果修整某段路，這段路將會(huì)暫停使用，而因?yàn)闅夂虻脑?，呼和浩特市每年施工只能集中?-11月份，導(dǎo)致在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)道路資源減少，使交通擁堵問題加劇(蔣穎宇,李智恒,2023)。3.2交通擁堵形成原因3.2.1道路規(guī)劃不科學(xué)一些貫穿呼和浩特市的主干路，原本車流量比較大，隨著商業(yè)街和購物商城的密集，更增加了該路的交通壓力，在這形勢之下使主干路交通條件越來越難以匹配居民需求，加劇了該路及周邊路段的交通擁堵程度，如中山路及錫林路等(周睿軒,高雅婷,2021)。為確保研究結(jié)論的可復(fù)制性和推廣性，本研究實(shí)施了一系列策略，旨在加強(qiáng)研究的嚴(yán)密性和普適性。從研究設(shè)計(jì)到數(shù)據(jù)搜集、分析，每一步都嚴(yán)格遵循科學(xué)方法論，力求標(biāo)準(zhǔn)化與明晰化。在規(guī)劃階段，明確界定了研究目標(biāo)與變量，以保證研究的邏輯性和可操作性。同時(shí)，運(yùn)用多種數(shù)據(jù)來源及收集手段，增加數(shù)據(jù)的多樣性和代表性，避免單一數(shù)據(jù)源可能帶來的片面性。通過詳盡的研究日志、數(shù)據(jù)搜集分析流程的描述，以及清晰的研究結(jié)果可視化展示，有助于研究成果的廣泛傳播。3.2.2城區(qū)規(guī)劃缺乏科學(xué)性呼市由四個(gè)城區(qū)組成，但這四個(gè)區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和功能差距很大，例如在醫(yī)療和教育資源方面新城區(qū)要較其他城區(qū)更為發(fā)達(dá)，所以在面臨就醫(yī)和上學(xué)問題時(shí)新城區(qū)成為了人們的首選(王梓軒,孫子龍,2022)。但想要旅游休閑，在這一情景內(nèi)居民考慮更多的是旅游景點(diǎn)集中的回民區(qū)，不僅因?yàn)榫包c(diǎn)的集中分布滿足人們對休閑娛樂的需求，更是因?yàn)榕c景點(diǎn)配套的設(shè)施、娛樂項(xiàng)目、景點(diǎn)服務(wù)也使居民更加舒適和便捷?？蛇@樣的區(qū)域功能單一化，增加了居民出行時(shí)間和出行距離，導(dǎo)致道路上車流不斷，交通堵塞問題加劇(趙佳穎,何子琪,2020)[15]。3.2.3交通管理機(jī)制傳統(tǒng)交通堵塞問題越來越嚴(yán)重，緩解措施不僅依靠設(shè)置基礎(chǔ)設(shè)施還要與之匹配的、科學(xué)的管理手段，但是呼和浩特市的交通管理手段是已經(jīng)不能有效應(yīng)當(dāng)交通問題的傳統(tǒng)手段：第一，呼和浩特市還在使用單點(diǎn)定周期的信號(hào)燈機(jī)制，在此類情況下處理配時(shí)單一，不夠靈活，不能根據(jù)實(shí)時(shí)交通情況發(fā)生改變。第二，一些交叉路口禁止向左轉(zhuǎn)彎，將擁堵問題下移到下一個(gè)路口，治標(biāo)不治本(蔣天翔,李美萍,2023)。3.2.4公共交通規(guī)劃滯后如今呼市啟用的公交路線大約有105條，70%超過20km，運(yùn)行線路過長，不方便調(diào)度，增加居民等待時(shí)間；許多公交站的設(shè)置不夠合理，公交在等待乘客上下車期間會(huì)影響其他機(jī)動(dòng)車通過路口；很多公交車停車場建立缺乏合理規(guī)劃(周澤宇,王心怡,2021)[16]。地鐵1、2號(hào)線的開通有效的緩解交通問題，但是公交站點(diǎn)與地鐵沒有很好的銜接，反而造成居民換乘難題。3.3交通堵塞參數(shù)以下參數(shù)均來自高德交通大數(shù)據(jù)：由每月?lián)矶卵舆t指數(shù)和平均車速可以看出，呼和浩特市第四季度交通堵塞最嚴(yán)重的是12月份：圖3.2呼和浩特市2020年第四季度每月高峰擁堵延遲指數(shù)圖3.3第四季度每月高峰平均車速在呼和浩特市不同功能區(qū)中，最堵塞的區(qū)域?yàn)橘惡眳^(qū)：表3.1呼和浩特市各區(qū)高峰期擁堵延時(shí)參數(shù)排名12345區(qū)域賽罕區(qū)玉泉區(qū)新城區(qū)回民區(qū)土默特左旗高峰擁堵延時(shí)指數(shù)1.951.781.741.541.51高峰行車速度（km/h）23.3726.1128.2532.1731.46縣府街由西向東方向是呼和浩特市通勤日早高峰最擁堵道路，如表3.2所示。表3.2呼和浩特市各區(qū)典型干路早高峰興安南路從濱河北路道新華大街由南向北方向是呼和浩特市通勤日晚高峰最擁堵道路(劉紫陽,張瑞婷,2020)。表3.3呼和浩特市各區(qū)典型干路晚高峰堵塞參數(shù)3.4交通擁堵特性分析3.4.1時(shí)間特性潮汐交通堵塞是在道路雙向交通流量極度不平衡的情況下形成的，使其在時(shí)間上呈現(xiàn)出規(guī)律性與周期性[17]。根據(jù)圖3.1可以看出，呼和浩特市早、晚高峰呈現(xiàn)有一定規(guī)律性。由圖3.2和圖3.3可以看出(楊澤琳,趙辰瑤,2022)：在2020年第四季度的12月份交通堵塞最嚴(yán)重。在這狀態(tài)的條件下再由圖3.4高德交通大數(shù)據(jù)顯示的呼和浩特市第四季度每日擁堵延遲指數(shù)看出，潮汐交通擁堵具有一定時(shí)間周期，體現(xiàn)出潮汐交通流出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象的周期性。本研究得出的結(jié)論與張福含、蘇天等學(xué)者的研究結(jié)論相吻合，這進(jìn)一步驗(yàn)證了本研究方法論與理論框架得到了同行的廣泛認(rèn)可，增強(qiáng)了結(jié)論的可信度和實(shí)效性。鑒于張福含與蘇天等在該領(lǐng)域的廣泛影響力，本研究與其結(jié)論的一致性凸顯了所采納的研究方法和數(shù)據(jù)分析手段在探索類似問題時(shí)的普遍性和科學(xué)性。這一共識(shí)進(jìn)一步強(qiáng)化了相關(guān)領(lǐng)域理論體系的穩(wěn)定性。這種跨研究的共識(shí)有助于鞏固和深化本研究對該領(lǐng)域的理解，為后續(xù)理論發(fā)展和跨地域、跨文化研究提供重要依據(jù)，有助于形成更全面、系統(tǒng)的知識(shí)框架。圖3.4呼和浩特市第四季度每日交通堵塞延遲曲線圖3.4.2空間特性潮汐交通堵塞是具有一定空間特性的，因?yàn)槌鞘芯幼〉睾凸ぷ鞯氐膬蓸O化分布，早高峰時(shí)期大量居民從城郊匯集到中心城區(qū)，從中可見一斑導(dǎo)致城郊潮汐交通擁堵問題十分嚴(yán)重，而這種擁堵現(xiàn)象順著居民進(jìn)城方向逐漸變?nèi)?高宇,王雅琴,2021)；晚高峰大量居民從中心城區(qū)涌出，導(dǎo)致中心城區(qū)擁堵嚴(yán)重而遠(yuǎn)離中心城區(qū)的道路擁堵程度有所緩解，即順著出城方向潮汐交通堵塞現(xiàn)象逐漸減弱。如圖3.5所示:圖3.5潮汐交通空間圖示（1）網(wǎng)絡(luò)分布特性在正常情況下，潮汐交通誘發(fā)交通擁堵狀況是呈擴(kuò)散式分布的(李悅婷,劉澤宇,2020)。潮汐交通擁堵常常是由一條道路引起的，從這些情況中可以看出許多司機(jī)為了避免擁堵會(huì)另選距離較短、路況更好的道路，這也就將交通壓力轉(zhuǎn)移到其他路段上，從而導(dǎo)致整個(gè)路網(wǎng)交通擁堵問題[18]。該結(jié)果與預(yù)期一致，且與前輩構(gòu)建的成熟體系高度一致，本文不僅驗(yàn)證了階段性研究成果的可靠性，還進(jìn)一步穩(wěn)固了該領(lǐng)域的理論基石。這一發(fā)現(xiàn)為本文的基礎(chǔ)研究提供了強(qiáng)有力的實(shí)證支持，也彰顯了已有理論框架的普遍適用性和穩(wěn)定性。通過對比分析，當(dāng)前研究中的數(shù)據(jù)點(diǎn)與先前文獻(xiàn)的核心觀點(diǎn)相呼應(yīng)，加深了本文對該領(lǐng)域內(nèi)在機(jī)理的理解，為后續(xù)研究者在此基礎(chǔ)上進(jìn)行更深入的挖掘和創(chuàng)新提供了可能。此外，結(jié)果的一致性還意味著本文在方法論上的選擇是合理的，為后續(xù)類似方法的研究樹立了典范。（2）路段分布特性在理想的狀態(tài)下，雙向車道的交通量應(yīng)無明顯區(qū)別，司機(jī)在道路上暢行無阻，具有良好的駕駛體驗(yàn)感。但潮汐交通擁堵出現(xiàn)時(shí)，路段兩方向交通量差異明顯變大，且車流通暢程度也不相同(周一凡,蔡佳琳,2023)[19]。4可變車道應(yīng)用預(yù)測4.1可變車道在呼和浩特市的適用性根據(jù)表3.2、3.3所示，在早、晚高峰期擁堵程度排名前十的道路中，有16個(gè)是雙向四車道以上的，而其余4個(gè)是單行路。按上述設(shè)置條件，可變車道的使用率達(dá)到80%(陳瑞婷,高俊豪,2021)；面對這種局面且這些潮汐交通堵塞都具有一定周期和規(guī)律，并非由于偶然的、突發(fā)性的事件導(dǎo)致。根據(jù)路阻函數(shù)模型計(jì)算可變車道數(shù)量，改變相應(yīng)車道數(shù)量后，該路段不會(huì)出現(xiàn)新的擁堵問題，以前交通擁堵問題也不會(huì)轉(zhuǎn)移到下個(gè)路口。4.2基于路阻函數(shù)計(jì)算模型4.2.1路段阻抗函數(shù)交通阻抗指車輛在道路上行駛所遇阻力大小，是表示車輛在道路行駛時(shí)通暢程度的量值。在這特定的場景中其阻抗值越大表示路段交通流量越大，交通堵塞越嚴(yán)重，延誤時(shí)間越長[20]。具體公式為(趙文馨,李子凡,2020)：（4.1）式中：α、β——參數(shù)，推薦值分別為0.15、0.4；t——路段行駛時(shí)間（h）；ti——路段零流行駛時(shí)間（h）；Q——路段車流量（pcu/h）；Ｃ—－設(shè)計(jì)通行能力（pcu/h）。理論通行能力一定交通情況下，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)在道路上某點(diǎn)或某斷面通過的最大交通量。如下所示：（4.2）式中，C0——理論通行能力t0——車頭時(shí)距（2）設(shè)計(jì)通行能力即在預(yù)測的交通環(huán)境下，車輛在某點(diǎn)或某截面的通行能力。公式如下(楊茜雯,王家銘,2022)：（4.3）式中：C——設(shè)計(jì)通行能力（pcu/h）；C0——理論通行能力（pcu/h）；ｒ——非機(jī)動(dòng)車道修正系數(shù)；——車道數(shù)量修正系數(shù)；——路口修正系數(shù)；——車道寬度修正系數(shù)。（3）零流路段行駛時(shí)間（4.4）式中：Li——i路段長度（km）；V0——路段i設(shè)計(jì)行車速度（km/h）4.2.2模型建立（1）確定目標(biāo)函數(shù)根據(jù)基礎(chǔ)函數(shù)及其參數(shù)的要求計(jì)算可變車道數(shù)，條車道由輕交通方向切換為重交通方向，在這形勢之下重新分配道路資源，減小交通阻抗值，緩解交通擁堵問題。其計(jì)算模型(周文博,蔣澤辰,2021)；（4.5）式中：、——可變車道啟用后單車道重、輕交通方向通行能力（pcu/h）；、——路段i原車道數(shù)；、——路段i重、輕交通方向車流量（pcu/h）；、——路段i重、輕交通方向車道數(shù)量修正系數(shù)；——應(yīng)用可變車道路段高峰小時(shí)總延誤（s）；——可變車道數(shù)；（2）約束條件1）車道數(shù)約束如果原本道路雙向通行變成只有單向行車的道路，就會(huì)出現(xiàn)新的交通堵塞問題，可變車道數(shù)量需小于該路段原本車道數(shù)量(李浩,王梓彤,2020)：（4.6）2）通行能力約束設(shè)置可變車道為了調(diào)節(jié)車道兩向交通量不平衡問題，在這一情景內(nèi)調(diào)節(jié)后應(yīng)保證車道通行能力依然滿足交通實(shí)際的需求，即(張瑞鴻,趙敏婷,2023)；（4.7）4.2.3求解流程在模型求解時(shí)發(fā)現(xiàn)，可變車道的取值有限，在此類情況下處理所以本文計(jì)算可變車道數(shù)量的方法是枚舉法，如圖4.1(劉欣怡,陳煒哲,2022)：圖4.1求解流程圖4.2.4求解過程由表3.1呼和浩特市各區(qū)高峰期擁堵延時(shí)參數(shù)可以看出呼和浩特市最堵塞的區(qū)域是賽罕區(qū)，又因?yàn)樵诒?.2、3.3呼和浩特市各區(qū)典型路段早、晚高峰期擁堵參數(shù)中興安南路均排前兩名，在這狀態(tài)的條件下所以接下來以呼和浩特市賽罕區(qū)典型路段興安南路為研究對象(孫文俊,楊佳怡,2020)。為驗(yàn)證上述結(jié)論的穩(wěn)健性，本論文從多個(gè)視角進(jìn)行了深入的討論與檢驗(yàn)。我們采集了多種來源的高質(zhì)量數(shù)據(jù)，并通過嚴(yán)格的篩選與整理程序，確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可信度。這些數(shù)據(jù)涉及多種變量和影響因素，為研究的綜合分析奠定了穩(wěn)固的基礎(chǔ)。在研究方法上，本文采用了多種先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)與分析技術(shù)，旨在全面、公正地評估所研究的問題，從不同角度揭示數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含的規(guī)律和關(guān)系。通過綜合運(yùn)用這些方法，我們得以更深入地理解所研究現(xiàn)象的本質(zhì)及其內(nèi)在邏輯。該路為雙向六車道，從包頭東街到新華大街路段，全程5.39km,但是根據(jù)上述說明，可變車道的長度為1-5公里較合適，所以將該路段分為兩部分，一部分從新華大街到學(xué)苑東街，全程3km設(shè)為L1；從中可見一斑另一部分是從學(xué)苑東街到包頭東街，全程2.39km設(shè)為L2。這時(shí)興安南路已符合可變車道應(yīng)用要求，如圖4.2所示(李雪瑩,郭智宇,2023)。圖4.2興安南路路口圖示按國家頒布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，雙向六車道公路的設(shè)計(jì)車速為40-80km/h。本文取60km/h；興安南路屬于機(jī)非分離，故r=1；從這些情況中可以看出車道數(shù)量修正系數(shù)推薦值為0.95-0.97，本文選0.96，因?yàn)長1、L2兩路段車道數(shù)量相同，則車輛修正系數(shù)相同(王俊偉,劉子茹,2021)；設(shè)路口修正系數(shù)為1；車道寬度為3.75m，即修正系數(shù)=1。據(jù)調(diào)查：興安南路與學(xué)苑東街交叉口以北：由南向北方向交通量為2360（pcu/h）,由北向南方向交通量為885（pcu/h）；面對這種局面興安南路與學(xué)苑東街交叉口以南：由南向北方向交通量為1679（pcu/h）,由北向南方向交通量為636（pcu/h）(陳宇婷,趙子安,2020)。（1）理論通行能力將興安南路以交叉路口分為兩部分，根據(jù)交通調(diào)查，記錄車頭時(shí)距，即同向相鄰行進(jìn)的兩輛車車頭通過車道同一橫截面的時(shí)間差，如表4.1所示(周浩,蔣俊哲,2022)。再由公式（4.2）計(jì)算出各路段理論通行能力，如表4.2所示。表4.1各路段車頭時(shí)距（ht）路口以北路口以南南→北北→南南→北北→南車頭時(shí)距1.31.51.61.5表4.2各路段理論通行能力（pcu/h）路口以北路口以南南→北北→南南→北北→南理論通行能力2769240022502400（2）設(shè)計(jì)通行能力由公式（4.3）求出各路段設(shè)計(jì)通行能力，如表4.3所示。表4.3各路段設(shè)計(jì)通行能力（pcu/h）路口以北路口以南南→北北→南南→北北→南設(shè)計(jì)通行能力2659230421602304（3）零流路段行駛時(shí)間興安南路被分為兩部分，L1=3km,L2=2.39km；設(shè)計(jì)行駛速度為60km/h，由公式（4.4）求解車輛零流行駛時(shí)間(李瑞彤,王晨陽,2023)：T1=3/(60*1*1)=0.05(h)T2=2.39/(60*1*1)=0.04(h)（4）根據(jù)模型計(jì)算道路高峰小時(shí)總延誤根據(jù)公式（4.5）計(jì)算，當(dāng)為1時(shí)，=0.20139（h）最小，且滿足約束條件、；因此，以這種狀態(tài)為背景當(dāng)可變車道為1時(shí)，緩解潮汐交通堵塞難題最有效。4.3可變車道改善擁堵效果預(yù)測4.3.1可變車道利用率分析在非高峰時(shí)期，可變車道并未啟用，常規(guī)車道車流量較少，車速比路中的可變車道快，司機(jī)會(huì)選擇在常規(guī)車道行車。但是在高峰時(shí)間隨著車流密度加大，車速明顯下降，此時(shí)可變車道開始運(yùn)行，在這特定的場景中駕駛員為提高行駛速度，就會(huì)選擇在可變車道行駛，逐漸的兩車道交通量將趨于均衡、車速接近，但整體車速有所提高(張佳慧,趙文哲,2021)。如圖4.3所示，可變車道使用前后模擬模型。圖4.3可變車道模型4.3.2道路通行能力分析一定交通條件下，車輛經(jīng)過某點(diǎn)或某橫截面的高峰小時(shí)車流量，即通行能力?？勺冘嚨滥軌蛟诓挥绊戄p交通正常通行的情況下，在這形勢之下緩解重交通車流密度過大的難題，節(jié)省機(jī)動(dòng)車在道路上行駛時(shí)間，有效提高通行能力，減小交通堵塞事故率(楊凱悅,王天瑞,2020)[21]。在探討干擾因素與誤差來源的過程中，本文進(jìn)行了詳盡而系統(tǒng)的分析。初步識(shí)別了可能對研究結(jié)果產(chǎn)生影響的若干關(guān)鍵因素，包括樣本偏差、數(shù)據(jù)誤差、遺漏變量以及時(shí)間延遲等。針對這些潛在干擾因素，本文進(jìn)行了深入的探討，并嘗試通過理論分析與實(shí)證數(shù)據(jù)來量化其潛在影響。為了控制樣本偏差，本文注重樣本的代表性和廣泛性，并通過同領(lǐng)域?qū)＜以u審來評估樣本選擇對結(jié)論可靠性的潛在影響，以全面納入可能影響研究結(jié)果的各項(xiàng)因素。對于道路擁堵程度人們常用交通服務(wù)水平表示，在這一情景內(nèi)而路段飽和度是表達(dá)交通服務(wù)水平的常見手段。路段飽和度增加，交通服務(wù)水平降低，擁堵程度提高，導(dǎo)致車速下降，延誤時(shí)間增加，反之亦然。如表4.4、表4.5所示(孫一鳴,趙文婷,2022)：表4.4道路服務(wù)水平劃分表服務(wù)水平Q/CA≤0.4B0.4~0.6C0.6~0.75D0.75~0.9E0.9~1.0F≥1.0表4.5不同服務(wù)水平下車流情況級(jí)別情況A流暢車流，路段通暢無阻B車流穩(wěn)定，路段出現(xiàn)遲延情況C車流遲延加重D車流遲延十分嚴(yán)重E路段出現(xiàn)堵塞F交通嚴(yán)重?fù)砣鶕?jù)上述計(jì)算內(nèi)容，以呼和浩特市賽罕區(qū)興安南路為例，在晚高峰時(shí)期，實(shí)施可變車道前后路段飽和程度對比如下：表4.6路段飽和度對比表：交通量Q（pcu/h）設(shè)置可變車道前通行能力C（pcu/h）路段飽和度（Q/C）設(shè)置可變車道后通行能力C（pcu/h）路段飽和度（Q/C）興安南路與學(xué)苑東街交叉口以北南→北236026590.8935480.67北→南88523040.3815360.58興安南路與學(xué)苑東街交叉口以南南→北167921600.7828800.58北→南63623040.2815360.41綜上所述，在使用可變車道前，道路兩方向交通流量差距明顯，輕交通方向道路服務(wù)水平是A級(jí)，此時(shí)道路上的車流十分流暢，在此類情況下處理司機(jī)在駕駛的過程中感受不到延誤，有良好的駕駛體驗(yàn)感；重交通方向道路服務(wù)水平為D級(jí)(李子怡,張偉恒,2023)：車流已經(jīng)出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，駕駛員能感覺到較大的延誤，駕駛體驗(yàn)感下降?？勺冘嚨绬⒂煤螅ㄟ^利用了輕交通方向車道，使兩方向車道均達(dá)到B級(jí)：有穩(wěn)定車流，有少量延誤。所以可變車道理念能夠有效緩解呼和浩特市潮汐交通堵塞難題并發(fā)揮良好效果。結(jié)論與展望可變車道技術(shù)是在滿足一定條件下，不利用過多的土地資源來緩解潮汐交通堵塞。本文對潮汐交通堵塞進(jìn)行探討，重點(diǎn)研究如何緩解潮汐交通堵塞。以呼和浩特市為例，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查，利用路阻函數(shù)模型計(jì)算出可變車道數(shù)量，最后對改變前后的可變車道利用率和通行效果進(jìn)行分析。如何緩解潮汐交通擁堵是一個(gè)系統(tǒng)的問題，需要許多學(xué)者在不同角度全方位的研究與努力。目前我對可變車道的研究還是比較片面的，同時(shí)還存在一些問題。未來我將會(huì)繼續(xù)完善我的研究：可變車道的設(shè)置對于不同交通參與者的影響是不同的。主要研究設(shè)置可變車道后，對行人等其他交通參與者的不同影響。本文研究了主干路某路段的交通擁堵問題，未來會(huì)擴(kuò)大范圍，將不同位置、不同路況考慮進(jìn)去。本文只設(shè)置可變車道單個(gè)交通設(shè)施，但是可變車道的設(shè)置需要配套的標(biāo)志標(biāo)識(shí)以提醒駕駛員和其他交通參與者，如可變車道提示標(biāo)識(shí)、引導(dǎo)標(biāo)識(shí)、注意標(biāo)志等。應(yīng)用可變車道是為了應(yīng)對交通堵塞難題，提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，增加經(jīng)濟(jì)效益，未來將會(huì)在可變車道提高經(jīng)濟(jì)效益方面進(jìn)行完善。參考文獻(xiàn)賈文靜,楊麗華.基于通勤軌跡的潮汐交通擁堵路段識(shí)別與分析[J].地理空間信息,2022,19(04):89-96.[2]鄧浩然,邵紫晶.基于模糊層次分析法的交通擁堵檢測[D].大連:大連理工大學(xué),2023.[3]羅思杰,劉夢凡.綜合考慮早晚高峰交通流特性的可變車道布置方案[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2021,21(9):3822-3828.[4]JoséRamónDomínguezFrejo，IoannisPapamichail，MarkosPapageorgiou，EduardoF.Camacho.MacroscopicModelingandCo