（交通运输规划与管理专业论文）拥挤管理系统（CMS）实施方法研究.pdf

摘要 摘要 城市交逯是一个复杂的巨系统，交通闻题的解决需要应用系统工程思想， 从交通技术手段、行政管理措施等方面综合进行。目前交通行业普遍存在基础 信息数据缺乏共享、交通运行评价指标尚未标准化、规范化，不同交通职能部 f 】条块分翔各自为政等诸多弊端，导致针对交逶拥挤制定的规划与设计方案要 么顾此失彼、要么难以长效实施，效果不尽入意。 拥挤管理系统( c m s ) 是一套用于管理交通拥挤的、系统性的操作程序， 包括数据采集、拥挤定位、方案评价及效果跟踪。作为一种交通管理手段，c m s 从方法论的焦度辅劲规划等决策的实施，属于规划辅助程序或规划先行程序。 从技术层面，c m s 建立数据采集数据库，实现数据资源共享，通过统一的交通 拥挤评价平台，对交通数据进行处理、整合，对拥挤状况进行定位、分析，对 方案效果进行评估、监测。姨管瑷层露，c m s 作为一种协调机利联结各相关职 能部门，各部门分别提供交通数据，其研究成果亦供各部门享用，为交通规划、 设计等执行的参考和辅助，充分发挥部门衔接的熬体效应。 本文在广泛收集国内外城市c m s 实施资料的基础上，介绍了c m s 的定义 内涵、构成组件和操作流程，通过总结其发展历史和功能特性，明确了c m s 的实施必要性，并选取美国两套具有代表性的c m s 进行案例分析。再次，分 别从技术和管理两个层面进行了c m s 实施方法研究：技术层面上，通过比较 分析五项交通基础指标，并结合面向c m s 的拥挤溺值分析，提出了由拥挤持 久度、拥挤影响度、行程时间波动度三个要素构成的c m s 拥挤评价综合指标； 管理层面上，针对已实施c m s 管理体制弊端，对上海市相关职能部门权资归 属及相关关系进行了梳理，提出适合的c m s 管理框架构想。最后结合小陆 家嘴道路交通系统规划研究项霹对小陆家嘴c m s 实施的技术手段、拓展方 向等若干核心问题进行了研究。 关键词：拥挤管理系统实施方法拥挤评价指标拥挤闽值管理体制 小陆家嘴 a b s t r a c t a s 妇箍eo fc i t i e si sag i g a n t i cc o m p l i c a t e ds y s t e m ，t h e o r y o fs y s t e m e n g i n e e r i n gi sa d d o p t e dt os o l v ei t sp r o b l e m sa tt e c h n i c a la n d a d m i n i s t r a n ta s p e c t s - n o w a d a y s ，p l e n t yo fs t r a t e g i e s f o ra l l e v i a t i n ga n dm a n a g i n gc o n g e s t i o n a r e i n e f f e c t i v e 雒di n e 诬e i e 嫩d u et ol a c k i n go fd a t ai n f o r m a t i o ns h a r i n g ，s t a n d a r d i z a t i o n o fp e r f o r m a n c em e a s u r e s ，a n di n t e r c o m m u n i o no f r e l a t e db u r e a u s c o n g e s t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ( c m s ) ，w h i c h c o n t a i n sd a t ac o l l e c t i o n ， c o n g e s t i o ne s t i m a t i o n ，s t r a t e g i e se v a l u a t i o n ，i s as y s t e m a t mp r o c e s sf o rm a n a g m g c o n g e s t i nt h a tp r o v i d e si n f o r m a t i o no nt r a n s p o r t a t i o np e r f o r m a n c et h a tc a n t h e nb e u s e di nt h es e l e c t i o na n di m p l e m e n t a t i o no fc o s t e f f e c t i v ep r o j e c t s ，p r o g r a m s ，a n d a l t e m a t i v es t r a t e g i e sf o ra l l e v i a t i n ga n d o rm a n a g i n gc o n g e s t i o nw h i l ee n h a n c m g 壤em o b i l i t yo fp e r s o n sa n dg o o d sa tl e v e l st h a tm e e ts t a t ea n dl o c a ln e e d s 。t h er o l e o ft h ec m si st op r o v i d er e l e v a n t ，t e c h n i c a l l ys o u n di n f o r m a t i o nt ot h ep l a n n i n g p r o c e s s 0 nt h eb a s eo fc o l l e c t i n gl i t e r a t u r e sa th o m ea n da b r o a dr e l a t e dt oc m s ，t h i s t h e s i s 辍鞭n m a r i e s 妞d e f i n i t i o n ，s y s t e mc o n f i g u r a t i o na n di m p l e m e n tp r o c e d u r eo f c m s t h e nt h en e c e s s i t yo fc m s i sc o n c l u d e db ya n a l y z i n gi t sl e g i s l a t i o np r o c e s s a n df u n c t i o n s f u r t h e r m o r e ，a i m e da tp r o b l e m sc o u n t e r e di nt h ec o u r s eo f t h ef i r s t c m se s l 鑫b l i s h e di nc h i n a ，t h el u j i a z u ic m s o fs h a n g h a i ，t h ei m p l e m e n tm e t h o d s o fc m sf o rc i t i e si nc h i n af r o mb o t ht e c h n i c a la n d a d m i n i s t r a n ta s p e c t si ss t u d i e d i nt h et e c h n i c a la s p e c t ，at r a n s p o r t a t i o nc o n g e s t i o nc o m p r e h e n s i v ei n d e xc o m p o s e d o ft h r e ep e r f o r m a n c em e a s u r e so fi ss u g g e s t e d ，w h i l ei nt h ea d m i n i s t r a t i v ea s p e c t ，a n a ：p p f o p 囊a t e c m sa d m i n i s t r a t i o nf l a m e r a i s e d b ya n a l y z i n g r i g h t a n d r e s p o n s i b i l i t yo fi n t e r r e l a t e dd e p a r t m e n t sa n db u r e a u s f i n a l l y ，s e v e r a lk e yp r o b l e m s o fl u j i a z u ic m sa r ed i s c u s s e dp r a c t i c a l l y k e yw o r d s ：c o n g e s t i o n m a n a g e m e n ts y s t e m ( c m s ) ， p e r f o r m a n c em e a s u r e ，c o n g e s t i o nt h r e s h o l d ， l u j i a z u i ，1 1 i m p l e m e n t m e t h o d ， a d m i n i s t r a t i o nf l a m e ， 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供隧录检索以及提 供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国 家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢剥为圜 的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活 动。 学位论文作者签名： 年月日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名：学位论文作者签名： 年月日年 月日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进 行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位 论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开 发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个 人和集体，均己在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的 法律责任由本人承担。 签名： 年月匿 然l 章绪论 第1 章绪论 1 。 选题背景 随着城市化和工业化的高速发展，城市中入、车、路的矛盾日益突出，中 国大部分城市已经或者群将蘧临比其它国家更淹严重的交通拥挤。交通拥挤造 成的壹接危害是交通延误增大、_ 雩亍程车速降低、经济损失蠢罨捌瑟j 。城市道路交 通拥堵，困扰着各项活动的正常进行，影响城市活力的发挥。交通拥挤使交通 事故数量增多，而交通事故的增多又使交通阻塞加剧，形成恶性循环。交避拥 挤造成车辆的频繁瘩动、簿止、嬲速，加大了废气和噪声的污染，降低了环境 质量。拥挤还有许多润接危害，拥挤使人烦躁不安，不但容易诱发事故，而且 影响工作效率和人的健康。交通拥挤问题已成为政府主管部门、业内人士、广 大群众共同关心的话题。 鋈内许多城市针对交通拥挤开展数轮交逶觏划、设计等，制定大飙模工程 项目、方案、措施以缓解拥挤，而由于目前交通行业普遍存在的基础信息数据 缺乏共事、交通运行评价指标尚未标准化、规范优，不同交通职能部门条块分 割各垒为政等诸多弊端，导致撬划与设计方案要么颞此失彼、要么难瑷长效实 施，效果不尽人意。信息缺乏共事【2 1 ，信息交换的体制与机制、基础平台、标 准和技术规范尚未建立。交通信息资源共享困难；数据缺乏加工，数据管理垄 断，无能力开发又不允许健天使用，大量数据和信息基本处于糨船工阶段，影 响既有价值麴体现；交通系统缺乏整合，各管理、规划和设计郝门从自身需求 出发，缺乏整体效益发挥的考虑。上述阻碍拥挤缓解方案效益发挥的种种问题， 究其原因，既有基硪数据缺乏共享、评价指标滏寒标准化，更肖行政壁垒和部 1 分割。 利用采集到的数据信息对某时间段的道路网交通状况做出较客观的评 估，得出易于被使用者接受、利用的直观信息，不仅有利于交通管理部门针对 己墨现或即将出现的拥堵情况进行交通分配、诱导和控制，避免和蔬导交通棚 堵；同时也可以为出行者提供有意义的参考，协助道路使用者在合适的时阀选 择最佳路径，最快地到达目的地，谶免时间和金钱的浪费，提高路网利用举。 数据不开放与信息资源羹断，评价搬标不统一，导致大量重复努动悉浪费社会 第1 章绪论 资源，交通数据可信度与准确性下降，也影响了交通研究甚至规划决策的科学 性。 本文所讨论的交通拥挤管理系统( c o n g e s t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ，以下简 称c 酝s ) 帮是基予此稀露的丽提出的。本文在对c m s 统进行全露介绍的基础 上，根据国内首例小陆家嘴c m s 的实施经验，分别从技术层而和管理体制层 面对c m s 在国内的实施方法展开研究，以上海市为例对c m s 的综合指标选取 和管理框架构筑进行了分析，将c m s 这样一套对国内尚属新颖的交通管理系 统呈现给各相关人士，希望能以抛砖引玉的方式弓 发对拥挤管理系统的有益探 讨及思考，从而对我囡的交通管理和交通规划发展有所帮助。 1 。2 研究目的与意义 拥挤范围和程度的加剧，困扰着城市各项社会活动的参与者，阻碍着城市 活力的发挥。如何在罴今机动化进程不断加速，交通拥挤压力持续增加的严峻 时期借鉴国外发达国家和地区的经验和教诫，提懑适合我国拥挤管理系统建立 的技术手段和管理体制，对中国城市变通数据采集处理的统一化和持续化、现 状及未来交通拥挤的改善、交通拥挤在城市规划的影响作用等都具有积极作用。 因此本课题立足于城市交通拥挤翘划管理熬角度，基在研究其国夕 发疑历程与 实践操作的基础上，明晰c m s 的具体含义、组成部分、发展历史和实施现状， 通过比较国外己实施的拥挤管理系统具体案例，分析拥挤管理系统选取的拥挤 评价指标，研究拥挤管理系统相关的技术基础、管理机制、运行及维护方法， 从面探索适合于中国城市的拥挤管缫系统实施方法。 2 0 0 7 年上海市小陆家嘴c b d 建立了国内第一套c m s ，本论文依托小陆 家嘴道路交通系统规划、小陆家嘴c m s 运行维护研究等项目展开，对我 国建立完成的适合国情的拥挤管理系统政策，使交通数据采集、交通拥挤分析、 规划项圈审评系统步入良性循环，最终建立起可持续化发展的交通环境具有重 要意义。 综合而言，c m s 研究分析主要有以下意义： 1 ) 有利于交通管理者制定交通运行管理决策； 2 ) 有利于城市规划者制定城市规划建设决策； 3 ) 有利于交通规划者制定合理的路网规划决策。 第1 章绪论 1 。3主要研究思路与内容 1 3 1 主要研究思路 图1 1 论文研究思路 - l 。3 。2 主要研究内容 从选题之裙到相关资瓣毅集童至论文搦愚瓣完成是一个鼹辛反复的过程。 查阅大爨文献报告得到，国外从1 9 9 1 年提出c m s 概念至今，有较多与之相关 的研究报告，国内2 0 0 7 年首次引进c m s 概念，酋次将其应用予小陆家嘴道路 交通系统援划研究项鳕中。针对c m s 这个实用挫较强魏课题，本论文从理论 研究和实践操作两方丽总结国内外c m s 领域的相关研究进震与实施现状。 论文分为六章，第一章绪论，第六章结论与展望，论文主体部分为第二、 三、蹬、五章。 第二章对c m s 进行了整体介缓与总体分孝厅，包含黻下三方面蠹容： 1 ) c m s 的全面概述，包括其定义、构成组件、操作流程； 2 ) 从发展历史和系统特性功能角度进行c m s 的实施必要性分析； 第1 章绪论 3 ) 对嚣努已建立实旌的c m s 进行总结。 第三章从技术层面对c m s 交通拥挤综合指标进行了研究，包括以下主要 内容： 董 从c m s 翳实施霹酶秘要求爨发，提塞其交遭拥挤综合鹩选取募剥； 2 ) 对现有五项交通基本参数进行横向比较与纵向分析，作为选取适合c m s 的交通拥挤综合指标的基础； 3 ) 对面商c m s 麴拥挤藏值进行了分新磺究； 4 ) 提缀交通拥挤综合指标的三个要素，并对其构成衩重进行分誊厅。 第四章从管理层面结合小陆家嘴c m s 实施情况对c m s 实施管理体制进行 了研究，包括以下主要嚏容： 1 ) 分剔对藿蠹外已实施c m s 管理搏剿进行了分析研究； 2 ) 以上海市为例对c m s 相关职能部门权责归属进行了调研分析； 3 ) 在分析各职能部分相关关系的基础上提出适合中国的c m s 管理框架构 想。 第五章以上述理论研究为基础，结合小陆家嘴道路交通系统规划研究 项目对小陆家嘴c m s 实施的若干核心问题进行了研究，主要包括以下主黉内 容： 1 ) 针对上海市小陆家嘴特殊魅理位置及发震环境，对顼弱规划背景进行了 回顾与总结； 2 ) 从系统构成和操作技术两个方面对小陆家嘴c m s 实施技术进行了分析： 3 ) 分近期和孛远期对小陆家嘴c m s 未来的拓展方向进行了分辑。 第2 章拥挤管理系统分缓 第2 章c m s 研究综述 美篱联努巍定超过2 0 万人器翡地区必须建立一套c m s ，作为一种交遁管 理手段以辅助决策的制定和交通规划的进行。联邦法案对c m s 进行了明确的 定义，就其内容、组件和功能分别进行了阐述，健是由于各州器县的具体情况 有掰差别，因姥联邦只是趣定了c m s 鲢建立标准，甄具体实施方法和技术手 段均由各地方自行决定l j j 。 负责建立c m s 的机构为m p o 。对于部分m p o ，拥挤管理系统是定位持续 性交遁搠挤帮排序投资项露的重要工其，这类型的拥挤管理系统往往与规划翻 设计紧密联系，瑟够充分发挥其应有作用：对予某些攘辚情况尚不严重翁选送， 或者在实施中没有很好定位c m s 的m p o ，c m s 主要发挥交通基础数据收集和 交通拥挤评价以及方案的作用，其方案评价和排序功能尚未能完全体现，有待 于进一步开发和维护，以备于未来可麓出现的严重拥揍状况。 本章作为论文的主体开篇章节，重点介绍c m s 的相关概念和内容，包括 其定义、组件和操作流程；在明确概念的基础上，通过总结c m s 在美国的发 展赁史，提取萁功能特性，分析c m s 的实施必要性；最后分别选取“典型的 耪“最好的”两套已实麓c m s 进行案例分析。 2 。1c m s 组成结构 2 。1 1 系统定义 美国联邦法( f e d e r a lr e g i s t e r ，f r ) ( 峭版2 3c f rp a r t 5 0 0s e c 4 5 0 1 0 4 ： 薪版v o l + 6 5 ，n o 。1 0 2 ，c h a p t e r 4 ，1 4 1 0 。1 0 4 ) 定义拥挤管理系统( c o n g e s t i o n m a n a g e m e n ts y s t e m ，简称c m s ) 为“一套瘸子管理交通拥挤的、系统性豹操 作程序，这套程序包括三方面内容： 1 ) 数据采集； 2 ) 拥挤评赞攒标确定、攘挤定健； 3 ) 方案评价及效果跟踪。 c m s 所制定的方案尽标是缓解拥挤、提高机动性，使其满足国家和地方发 震的需要，用途是供政府决策部门和规划部f 】等参考鞴。” 第2 章拥挤管理系统分缡 可觅，c m s 定德为交逶管理，对象为交逶拥挤，磊标为缓解拥挤，功麓为 辅助规划等项目实施，途径为交通数据采集及交通运行分析评价。 2 。重。2 系统组件 美国联邦法( 2 3c f rs e c 4 5 0 3 2 0 ) 规定，所有的区域交通管理 ( t r a n s p o r t a t i o nm a n a g e m e n ta r e a s ，以下简称t m a s ) 中都必须建立并实施 c m s ，将其作受城市规划程序鲢一部分。根据法瓶，一套完整、典型的c m s 应包含六部分基本内容： 1 ) 建立交通数据采集子系统、交通系统拥挤评价子系统、方案制定与评 价子系统； 2 ) 选取拥挤评价指标； 3 ) 采用交通出行需求模型定位拥挤； 4 ) 制定改善方案，评价方案效果； 5 ) 改善方案的实施计划； 6 ) 定期对系统避行维护和改善。 通常c m s 由三套予系统构成( 图2 1 ) ，分别于数据采集处理和交通拥挤 评价蘸个平台实麓： l 数据采集子系统于数据采集处理平台完成； 与智能交通系统( i n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m ，以下简称i t s ) 、 全球定位系统( g l o b a lp o s i t i o n i n gs y s t e m ，以下简称g p s ) 等数据采集技术相 关，采用统计分析方法； 2 ) 交通运行分祈予系统、方案制定及评价予系统于交通拥挤评价平台完 成。 以p v i s u m 、t r a n s c a d 、e m m e 、c u b e 等交i 毽宏微观软件建 模为途径，选取适合的交运参数、交逶指椿进行分撬与评价。 第2 露拥挤管理系统介燎 鬻 管 蘩 缝 饕 交 遗 纛 评 价 方 寨 黍整 统葛 译 餐 图2 1c m s 构成组件 2 。重。3 操作流程 作为对联邦法案规定的回应，美国所有空气质量未达标的城市以及其他部 分都市地区均建立并实施了c m s ，其操作流程按其体情况不同有所区别，大致 分为以下蹈类。 一、典型的c m s ( 图2 2 ) 针对普遍区域 一套典型的c m s 操作流程可归纳为六个步骤： l 采集可获取的交通褶关数据，知交通量、行程车速、出行对闻等，以 黼 一 。；。111，i叫。，l。，i。 第2 章拥挤管理系统介缨 采集数据为基础，选取c m s “交逶系统拥挤指标”； 2 ) 将所有数据集中到一个中央数据库，最为理想的是建立一个综合信息 系统，所有数据均可自动更新，但由于技术水平的限奄，在现状实施 巾迸未有c m s 鸯萋够真正实现； 3 ) 根据数据处理结果，对交通系统的拥挤状况进行定义和排序，交通廊 道、路段或者交叉口都是最为普遍选择的分析单元； 4 ) 掇据摆揍的严重程度和其健规划因素，选择部分交遴干道和主要交叉 朗进行深层次分橱。通过交通调查和工程判断，我出导致拥挤的潜在 因素，确定拥挤的发生原因； 5 ) 定性分析筛选斑一系列具有可实旎性的改善方案，荐使黑工程技术规 范帮标准( 如珏c 麓2 0 ，对实蘸可畿性较大翡改善方案作进一步 分析； 6 ) 给出可能在下次的交通改善计划( t r a n s p o r t a t i o ni m p r o v e dp l a n n i n g ， t i p ) 孛实施麴推荐方案，有时还需要为拥挤管理系统的工程方案申请 额外资金。 w i l m a p c o 地区规划委员会予1 9 9 9 年建立的w i l m a p c oc m s 属于媳型 的c m s 。在确定交通系统拥挤指标鲍基础上，由系统定义、拥挤定位、改善方 案割定及评徐、系统鉴测及维护蹈个部分擒成( 霉2 2 ) 。 根据美国联邦公路局东部资源中心的城市规划专家m r b e o n 在2 0 0 2 年 的全国c m s 考察报告，f l o r i d a 州b r e v a r d 县m p o 建立的b r e v a r dc m s 具备完 整和详缨昀实蕤操作濂程，链够最好缝作势c m s 示范系统供其链逑区借鉴参 考( 圈2 3 ) 1 5 j 。 = 、过渡性的c m s 由于数据痒豁建立、信息系统的开发、出符霈求模型的建立都是艰难与复 杂豹工律，丽豆在实际操体中通常需要与其毽交通管理系统共闲完成，嚣此 c m s 的建立过程可能历时较长。当一套c m s 的所有准备工作经过千辛万莆终 于完成之时，其可实施方案所针对骶交通状况可能因为时间的延迟已经不能完 全反跤真实现状。隽了避免这释现象酶发生，菜些m p o 在c m s 交通模型建立 和系统开发的同时，还建立了一套过渡性的c m s 。 过渡性的c m s 可以不具备典型的c m s 所要求的所有内容和步骤，其建立 一方瑟为了遵守美国联邦法酶规定，另一方面必了面对在典型鳃c m s 建立过 第2 激拥挤管理系统介绍 程中所可能出现的交通拥挤。 图2 2w i l m a p c oc m s 操作流程 第2 攀拥挤管理系统贪绍 1 交通系统 拥挤指标选取 上 2 数据采集与处理 图2 2b r e v a r dc m s 操作流程 三、关注于工具开发酶c m 针对拥挤程度低的区域 对于现状交通尚未出现严重拥堵的地区，m p o 建立c m s 的研究重点通常 为建立所采用的工具，包括管理数据的工具、交通系统运行评估和方案评价的 工具。 由于此类地区建立c m s 的露的并菲急予缓解銎前的拥挤状况，而是为了 准确地分析地区未来的交通状况，以及更详细地储存数据等资源以应对未来可 能出现的拥挤状况，m p o 通常选择将信息系统的开发和出行需求模型的建立作 第2 肇拥挤管理系统介绍 为其主要工作。 四、将已有资源重新整理以回应联邦规定的c m s 针对拥挤程度高的 区域 根据c m s 的建立要求，简单地对已有规划进行回顾和耄新包装，在已经 存在严重拥挤的地区，这是一种典型的m p o 建立c m s 的操作方法。由于此类 地区的m p o 认为c m s 应该完成的任务实质上已经完成，包括关注于提高交通 系统运行效率、发展多模式交通联运、扩大现有交逯设施能力、对拥挤点进行 系统性的评价和排序等。 此外，对这种类型的c m s ，如果改善方案中包括将现有交通设施进行扩容 的工程方案，则m p o 除了描述现状已完成工作外，还会按照正常程序建立一 个正式的c m s ，以获取联邦酶批准。因为根据联邦交通管理局规定，不批准任 何可能增加单人乘小汽车数量的工程方案，除非这个方案来自于c m s 的推荐。 2 。2 e 酗s 实旋必要性分析 2 2 1 发展历史 目前，美国各燃及人口超过2 0 万的城市大部分已建立c m s 。c m s 已成为 交通栽划辅助程序和交通改善计划前行程序，用以保证现有交通系统能力的最 大限度发挥。在世界范围内，c m s 被越来越多的城市和地区采用。 c m s 的首次提出是在美国一次里程碑式的交通立法中。先后历经四次法 案，经历了从全面强制实施到有针对性的局部范豳内实施，童至最终正式确定 为六项规划先行程序之一( 图2 3 ) 。 通过对c m s 的四次立法发展过程的研究，可明确其作用领域、实施功能 和针对对象，放丽可证c m s 在中豳城市交通现阶段发展中所麓起之作用、建 立之必要、实施之效果。 2 0 世纪是美国社会经济飞速发展时期，也是夔国交通运输逐步发展并走向 成熟最重要的发展阶段。2 0 世纪9 0 年代，随着交通拥挤的加剧、交通污染的 蔓延以及大量地和公共空闻被占用，由之前法案所确定的巨大建设资金及其 后期养护资金所建设和维持的公路系统并未达至预期效果，使得1 9 9 0 年以前的 交通政策招致批评和反思，并导致交通政策最终的大变革【l5 1 。 第2 牵拥挤管理系统介绍 影曩? j 一鳢 鼢曼争懋嘲醺掺 薹 嗍8 一瓣骛 图2 3c m s 立法发展 1 9 9 1 年，美国豳会颁布了陆上联合运输效率法( i n t e r m o d a ls u r f a c t r a n s p o r t a t i o ne f f i c i e n t ，简称i s t e a ) ，又名冰茶法案。法案对美国交通做 j ，整体回顾，调整j ，未来发展方向，将美国交通发展重点定为“使现有交通设 施运行效率最大化”，明确了职能部门对交通规划负有不可推卸之责任。法案拟 订了未来2 0 年美国交通发展计划，交遥投资总预算4 0 0 亿美元。此法案对美国 交通发展具有深远的影响，自此，美国交通部门不再致力于如何扩大高速公路 的覆盖范围，如何增建交通设施以满足出行需求，而是努力将已有交通设施能 力最大化，努力根据现有的有限资源做出合理选择。美国交通运输发展转入以 可持续发展为目标的多方式联合运输发展阶段。这种转交在实现节省资源、保 护环境的同时，给交通职能部门提出了一项新的挑战，这项挑战直到目前为止 仍是几乎所有交通规划部门面临的统一难题，即如何收集全面的、可靠的现状 交通信息，以保证制定合理、正确的交通决策。为了解决这项难题，冰茶法案 提出了一系列管理系统，关注交通资源的利用和交通系统的功能。拥挤管理系 统即为其中之一。在管理系统提出后，联邦州和大都市区域即把其纳为交通规 划必要组成元素，未按要求建立管理系统的地区将给予处罚。根据冰茶法案 的规定，“由大都市区规划机构( m e t r o p o l i t a np l a n n i n go r g a n i z a t i o n ) 负责建立 拥挤管理系统c m s h j 。 由于美国具备国土辽阔、地广入稀的特点，而高速公路覆盖率较高，大量 第2 肇拥挤管理系统介绍 乡村区域的交通系统运行状况良好，交通需求来达至设施通行能力，而c m s 重点针对交通系统的拥挤，主要目的在于缓减交通拥挤、提高出行效率。因此 为了避免在不必要的区域建立c m s 丽造成人力、物力等资源的浪费，美圈公 路管理局决定有针对性缝实麓c m s 。 1 9 9 6 年，国家高速公路系统法( s t a t e sh i g h w a ys y s t e ma c t ) 为部分联邦 州和都市地区提供了其他可选的管理系统以替代c m s ，但在空气碳氧含量未达 标地区，m p o 必须建立c m s 。美国联邦法( 2 3 c f rs e c t i o n4 5 0 。3 2 0 ( b ) ) 规 定“所有人口超过2 0 万的城市地区和所有空气质量未达标的地区必须建立 t m a s ，联邦财政局将不会批准任何可能导致单人乘小汽车数量显著增加的工 程项目( 即常规的新建高速公路、增加车道，为了消除安全隐患或者消除交通 瓶颈的项露除外) ，除非这项工程项嚣来自于c m s 的推荐。 国家高速公路系 统法进一步延续了冰茶法案的思想，将交通管理重点放至如何使现有交 通系统效率最大化，c m s 的作用再次得到明确，即缓解拥挤、提高效率。 1 9 9 8 年颁布的2 l 遵纪交通平等法( 2 1c e n t u r yt r a f f i ce q u i l t y a c t ) 规定， c m s 正式定位为区域规划所需六个辅助管理系统之一。2l 世纪交通平等法 又称续茶法案，于1 9 9 8 年6 月9 日颁布，称为“公法1 0 5 1 7 8 ”。法案批准 了未来6 年( 1 9 9 8 2 0 0 3 ) 的联邦陆上交通计划，涉及道路、道路安全和公共交 通范围。1 9 9 8 年7 弼2 2 曰又颁布了t e a 一2 l 修补法案( r e s t o r a t i o na c t ) ， 对之前法案做了技术上的修正。通常将两部法案合称为( ( t e a 2 1 。“冰茶法案” 和“续茶法案”标志蒋美国的国家交通运输发展认识的革命性转变。持续增长 的交通拥挤、交通污染和交通事故，以及能源与土地资源的大量消耗，警示美 国在制定交通发展政策时从浓重的“汽车情结 中走出来，清楚地认识到只有 充分发挥多种运输方式的各自优势，紧密衔接和配合，大力发展公共交通系统， 应有高科技提高现有交通运输系统效率，才能解开不断增长的交通运输需求与 环境、能源、资源之间的矛盾，使交通运输发展走上可持续发震之路。c m s 在 此大环境下的提出和反复明确定位，强调其重点是充分利用现有交通设施，使 交通系统效率最大化，从而实现交通系统的可持续发展。 2 0 0 5 年颁布的园家高速公路系统法对c m s 徽了部分修订，提出拥挤 管理程序( c o n g e s t i o nm a n a g e m e n tp r o c e s s ，以下简称c m p ) 作为c m s 的升级 程序。根据法规，m p o 需要在c m p 中对现有c m s 进行评估，对照之前法规 对c m s 的要求，对于淹未完成的步骤需要制定实旎计划。在内容方面，c m p 第2 章拥挤管理系统贪缓 和c m s 完全相同，两个术语可以互换i 7 】【8 】【9 】。 2 2 2 系统功能分析 美豳联邦法觏将c m s 的基本功能定义为： 1 ) 定位、分析现状和未来的交通拥挤程度； 2 ) 研究、评估有效的拥挤缓解方案，根据方案实旋效益进行排序； 3 _ 评估、监测拥挤缓解方案的实麓效果，持续性遗对拥挤管理系统进行 维护和更新。 c m s 的核心部分包括数据采集、交通系统监测和拥挤缓解方案制定及评 价，研究重点为交通系统拥挤状况的评价方法，建立一套能够对拥挤管理方案 的有效性遴李亍排序的程序。分析c m s 功能的先决条件是清楚地明确它与融有 规划程序的关系，这也是建立拥挤管理系统的原则之一。 拥挤管理系统不是已有规划程序的替代，相反，拥挤管理系统需要为已有 规划程净“增值。通过对美国已经建立的拥挤管理系统实例进行分析，拥挤管 理系统实施比较成功的地区都是首先能够准确定位拥挤管理系统所扮演的角 色，明确将其作为套在规划程序开展之前进行的辅助、补充程序，或称之为 “规划先行程序”。在城市决策制定和规划、设计进行过程中，交通拥挤只是众 多考虑因素之一。体为一套交逶拥挤方面的规划先行程序，以及一项为决策制 定提供更全面信息的辅助系统，拥挤管理系统能够对交通拥挤问题进行详细、 深入的分析，从而实现为规划程序“增值”。拥挤管理系统的“规划增值 功能 具体包括： 1 ) 数据库的功能 c m s 需要以交通相关数据为基础展开研究，如v c 、服务水平、行程速度 等，从丽以表格或图解形式反应与交通拥挤相关的数据。通常c m s 需要与地 理信息系统( g e o g r a p h yi n f o r m a t i o ns y s t e m ，以下篙称g i s ) 结合建立数据库。 交通基础数据数据库 c m s 将原始数据经过整理输入数据库，将数据进行处理，通过所选取 的“交通系统拥挤指标 对拥挤状况进行分橱和描述，通过表格或图形瓣 形式提供给规划部f - j a n 决策制定人员等参考( 图2 4 、图2 5 ) 。未来可供选 择的规划项目和工程设计方案对交通拥挤状况的影响也将反馈至数据库， 并以相同的交通系统拥挤指标和计算方法分橱，以便公众和致府理解方案 第2 章拥挤管理系统介绍 的实施效果及影响。 f i g u r e3 l t w - do f s e r v i c e e x i t i n g ( _ m n db 屺旬 。它：2 墨? - 图2 4c u y a h o g ac m s 拥挤地区图图2 5m v r p cc m s 现状服务水平图 工程实施方案数据库 c m s 中包括所有推荐的和己实施的拥挤管理工程方案的信息，例如不 同方案实施前后对比、工程实施年限、实施部门等，以及工程预期收益、 预期费用和资金来源。通过囊括所有上述信息，保证拥挤管理系统整合到 区域交通规划的实施中。 2 ) 发掘“i 、日j 题区域”，并对其进行重点、深入分析的功能 通过c m s 中的交通运行分析，能够确定一系列需要重点研究的区域，如 交通干道、拥挤路段、拥挤交叉口等，并对其进行深层次分析。在c m s 的维 护和升级中，可以根据更新的数据确定原来没有作为重点研究对象的“问题区 域 。 例如，f l o r i d a 州m i a m i 市、m a s s a c h u s c t t s 州b o s t o n 市和f l o r i d a 州o l a n d o 市都通过c m s 来确定区域内一个或几个优先级最高的交通干道，再对其作更 加详细的规划、设计分析，并将分析得到的建议纳入到合适的项目计划，如交 通改善计划或其他地方性工作计划。 m i a m ic m s 提供了这种功能演示的案例。首先选取v c 为交通系统拥挤指 标，根据有效的交通数据对交通干道和交叉口进行筛选，确定出拥挤道路和拥 挤点；再根据不同的规划原则对拥挤位置进行优先级排序，给出相关的详细研 究建议。在这套拥挤管理系统的首次实施应用中，对两条优先级最高的交通廊 道进行了详细研究，找出存在问题的特征，提出可能的改善措施并予以评价， 然后给出建议方案，作为州、市和地方规划部门参考。 b o s t o nc m s 通过一组出行时间数据确定了一条严重拥堵的道路，这条道路 第2 辈拥挤管理系统介绍 是区域性的重要干道和公共交通廊道，丽因为箕由多重路段组成，处在多重管 辖范围，之前一直没有受到重视。c m s 将这条交通廊道作为重点研究对象进行 仔细分析，从而改善整个地区的交通拥挤状况。 o l a n d oc m s 通过对交逯廊道的研究，确定了大量需要对行人安全和机动 性进行改善的位置。 3 ) 推动快速缓解拥挤的小工程方案实施的功能 以m i a m 市的“快速( r u s h ) 计划 为例。交通改善计划的项譬资金中 有固定一部分划为“快速计划”的紧急情况备媚赘金，根据“快速计划”的要 求，当工程实施费用少于5 0 万美元且不对环境造成损害时，为了加速工程的实 施，可以通过“快速计划”的批准褥到立即实施。m i a m ic m s 对交通系统进行 了全面研究，确定了一组交叉臣或长度小于2 英里的道路拥堵点，并提出改善 的工程方案，由三个成员部门成立的代表小组对这些工程方案进行评估和优先 级排序，最后将研究结果纳入“快速计划”日程。 4 ) 列举所有具有可实施性的改善方案，并对其进行评价的功缝 c m s 可以确保所有能够提高现有交通设施效率、扩大设施容量的可选措施 都会列举，并被一一评价。从这种角度分析，c m s 实现了可选方案措施的“候 选清单 列举功能，清单列出所有可供选择的方案措施，以及方案的实用性和 实施效暴。经过筛选得到的拥挤缓解方案，进入方案评价程序进行更加详细的 定量分析，研究其有效性、费用和可行性。 在“候选清单”的筛选工作中，拥挤管理系统只对从各种途径获得的扩容 工程方案进行评价，对其实施圜程绘怠安撵，并不考虑此项工程方案的来源， 体现了c m s 的综合化和整合化。 5 ) 从“区域层次”寻求交通拥挤对策的功能 与特定道路或者某特定大型场所的交通改善不同，c m s 的圜标是从区域层 次来对交通系统运行效率进行分析，并制定拥挤对策。 以t e x a s 州d a l l a s f o r t hw o r t hc m s 为例。作为1 9 9 3 年区域交通规划的成 果，d a l l a s 市建立了c m p 。c m p 制定了一系列短期的、相对投资小的方案来 管理现状交逶系统和减少盘行需求，方案包含了i t s 技术和交通需求管理 ( t r a f f i cd e m a n dm a n a g e m e n t ，以下简称t d m ) 更广泛的应用，以及在c b d 提供非小汽车交通模式出行设施和实施停车管理，针对每种所提出的方案， d a l l a s f o r t hw o r t hc m s 都从对区域造成的影响角度进行了详细的评价。 第2 章拥挤管理系统分缨 2 。3c m s 案例分析 2 3 1t e x a s 州d a l l a s f o r t hw o r t hc m s 一、背景奔缨 d a l l a s f o r t hw o r t hc m s 由德克萨斯州中北部政府委员会( n o r t hc e n t r a l t e x a sc o u n c i lo fg o v e r n m e n t s ，以下简称n c t c o g ) 负责建立，是一套在数 据收集、模型建立、现状及未来评价、方案制定及评价方面实施程序较为典型 的c m s 。本论文以其技术方法及操作流程为主要肉容展现典型其实施过程【9 】。 n c t c o g 的t m a 共包括9 个县，其中c o l l i n 、d a l l a s 、d e n t o n 和t a r r a n t 四 个县空气质量未达到标准，按照联邦法规需要建立c m s 。根据美国2 0 0 0 年入 霜普查，d a l l a s - f o r t hw o r t h 区域是美国第丸大都市送域，总入鞠4 5 0 万。1 9 9 9 年，区域平均日出行1 2 5 亿车公里。高峰时段有3 8 路段处于拥挤状态。 n c t c o g 交通部成立有出行需求委员会，会员由d a l l a s 区域快速公交管理 羼、f o r t hw o r t h 交通揭、t e x a s 州交通发展局d a l l a s 区、t e x a s 攥交通发展局 f o r t hw o r t h 区、t e x a s 州公路收费髑和当地政府的代表组成，臻求会员是交通 专业人员，但不包括n c t c o g 交通部的员工。 二、技术方法 d a l l a s ，f o r t h w o r t hc m s 采麓传统的按术路线； 1 ) 利用所有可用资源收集相关交通基础数据； 2 ) 计算交通流密度，以服务水平作为c m s 交通系统拥挤指标对区域交通系 统运行状况避行评徐； 3 ) 列举和制定拥挤改善方案，方案重点关注交通瓶颈的位置、大型货车走 廊的确定、偶发性交通拥挤的影响评估等问题； 4 ) 方案评价以协助决策者判断远期交通拥挤趋势和评估未来几年即将实 施的交逶改善方案所产生的效益。 c m s 建立两个技术重点为交通数据采集处理和交通系统拥挤评价。对于交 通系统拥挤评价，d a l l a s f o r n lw o r t hc m s 采用交通仿真软件t 1 l a n s c a d ，建 立区域出行需求模型，