陳東光

（中咨城建設計有限公司浙江分公司,浙江 金華 321300）

0 引言

城市交通網(wǎng)絡是城市社會經(jīng)濟活動核心影響因素之一，其受諸多外在因素影響，經(jīng)常會有很多不確定性的意外事件發(fā)生，其中最為常見的有恐怖襲擊、重大事故等，會給交通系統(tǒng)的正常運行和社會經(jīng)濟發(fā)展帶來惡劣影響。意外事件出現(xiàn)后，交通網(wǎng)絡在人群疏散和開展救援工作中發(fā)揮著十分關鍵的作用，為突發(fā)性事件的交通疏導做出了突出貢獻，因此，發(fā)達國家不斷地增大對韌性交通基礎設施建設的投入力度。在道路交通規(guī)劃中使用韌性理念以后，交通系統(tǒng)對意外事件的解決能力發(fā)生了根本性改變，將應急救援成本控制到最低。將韌性理念使用到道路交通規(guī)劃中以后，顯著地提升了交通問題解決的可靠性和實用性。

1 交通系統(tǒng)韌性

交通工程項目建設施工時，韌性逐漸地被人們所重視，其對網(wǎng)絡性能和特征進行了完美體現(xiàn)，成為交通工程領域中關注的熱點內(nèi)容。韌性是由拉丁語音譯來的，具體含義為跳回或者是彈回。最早在生態(tài)系統(tǒng)領域中提出韌性概念的人是Holling，韌性主要是指對系統(tǒng)的持久性進行衡量，同時對系統(tǒng)的干擾能力和吸收變化情況進行了體現(xiàn)，高效地維護了狀態(tài)變量與人口間的關系。交通領域中的韌性定義為針對變化情況而體現(xiàn)出來的儲備能力和適應能力，在破壞事件中，能夠在最短時間之內(nèi)完成抵抗和恢復。韌性真實地展現(xiàn)出外部誘發(fā)變化的能力，同時恢復到受干擾狀態(tài)以前的能力，能夠較好地應對意外事件的發(fā)生，使其具備超強的適應能力[1]。在對韌性進行量化時，美國多學科地震研究中心使用韌性三角形來對網(wǎng)絡韌性進行了體現(xiàn)，具體表現(xiàn)為：

（1）冗余性。系統(tǒng)功能無法正常發(fā)揮時，為了使功能需求得到滿足，而選擇使用的替代形式。

（2）魯棒性。系統(tǒng)對一定程度的壓力進行承受，實現(xiàn)對各項功能的有序保持的能力。

（3）資源豐富性。在處于緊急情況以后，能夠?qū)栴}進行快速的識別和實現(xiàn)對優(yōu)先級的準確判定的能力。

（4）快速恢復性。系統(tǒng)在最短的時間之內(nèi)將原有的性能全部恢復到最佳狀態(tài)。韌性三角形的具體情況詳見圖1所示。

圖1 韌性三角形與4個“R”

在研究國內(nèi)交通系統(tǒng)韌性時，楊金順對韌性定義進行了明確，從多個角度對交通恢復力開展了全面論述，取得了良好效果。在意外出現(xiàn)以后，相關從業(yè)人員積極開展了交通系統(tǒng)韌性的相關探究，在規(guī)劃交通工作內(nèi)容時，使用的韌性理念依然停留在理念層面上，綜合分析深圳地區(qū)交通擁堵情況，針對意外發(fā)生前后的交通擁堵變化情況開展了詳細論述，從試點新型交通方式等角度出發(fā)，提出了能夠替代限行政策的交通擁堵整治策略，為交通系統(tǒng)的有序運行提供了可靠的信息支撐，推動交通系統(tǒng)實現(xiàn)飛速發(fā)展。

2 韌性評價指標

在評價韌性時，分別從事中階段的脆弱性和事前路網(wǎng)冗余性的角度出發(fā)，開展了全面的剖析工作。冗余性的指標為路網(wǎng)連接度指數(shù)，針對事前階段中，交通網(wǎng)絡能夠承擔的意外事件處理能力進行了充分表現(xiàn)，綜合分析了出行人員在交通網(wǎng)絡中所體現(xiàn)出來的替代性。節(jié)點關鍵度為脆弱性指標的核心表現(xiàn)，交通網(wǎng)絡在遭受意外情況后，能夠?qū)⑵渚唧w情況真實地展現(xiàn)出來。

2.1 冗余性指標——連接度指數(shù)

借用網(wǎng)絡科學中平均節(jié)點度的定義來對連接度指數(shù)C進行解釋，節(jié)點度的概念為與節(jié)點直接相連的路段數(shù)，并與交叉口的類型有著直接的關系。使用di將節(jié)點i直接相連的路段數(shù)進行了表示，也被稱之為是節(jié)點連通點；使用N來對節(jié)點數(shù)進行表示。連接度指數(shù)代表著交通網(wǎng)成網(wǎng)性的關鍵性指標，在對路網(wǎng)的成熟度進行衡量時，使用的頻率非常高。連接度指數(shù)升高以后，快速地降低了路網(wǎng)斷頭路，促使路網(wǎng)冗余性、成網(wǎng)率等都隨之發(fā)生了不同程度的變化。

2.2 脆弱性指標—節(jié)點關鍵度

使用網(wǎng)絡科學中介數(shù)的定義來對節(jié)點關鍵度Bi進行解釋，節(jié)點被最短路徑經(jīng)過的次數(shù)與所有節(jié)點間最短路徑數(shù)的比值為節(jié)點關鍵度Bi，節(jié)點j與節(jié)點k間最短的路徑數(shù)使用mjk表示；節(jié)點j與節(jié)點k間從節(jié)點i經(jīng)過的最短的路徑數(shù)使用mjk(i)表示。隨著節(jié)點關鍵度的不斷升高，網(wǎng)絡中節(jié)點間出行所受到的影響會比較突出，路網(wǎng)在表現(xiàn)出較強脆弱性后，關鍵節(jié)點效力也會隨之消失，給韌性帶來重要影響。

2.3 交叉口飽和度

交叉口的飽和度主要是指交叉口的通行能力與實際交通量之間的比值。在經(jīng)過全面分析以后，道路交通網(wǎng)絡中全部的交叉口和路段中的交通飽和度、交通流量等都能夠均勻地分布，使得交通網(wǎng)絡的功能韌性變得非常大。這就不難發(fā)現(xiàn)，道路交通網(wǎng)絡功能韌性與交叉口飽和度間的關系呈現(xiàn)出負性，一個交叉口的飽和度與剩余的交叉口飽和度之間存在較大的差異后，路網(wǎng)的整體韌性就會隨之降低。交叉飽和度的公式為：

式中，Qi——交叉口i的交通量；Ci——通行能力。

3 規(guī)劃應用—以三龍灣片區(qū)為例

3.1 現(xiàn)狀路網(wǎng)

粵港澳大灣區(qū)中心區(qū)域是三龍灣片區(qū)的具體位置之所在，與廣州南站緊緊相鄰，這也是佛山能立足于粵港澳大灣區(qū)的重要門戶樞紐。三龍灣的面積達到了130 km2左右，包含的主要區(qū)域有南海區(qū)桂城街道三山、禪城區(qū)奇槎片區(qū)等等，城市道路的總長度設置為580 km，路網(wǎng)密度設置為4.6 km/km2，與國家相關規(guī)定中的要求相比，存在著一定差距。高速公路推行“一橫兩縱”策略以后，片區(qū)中有一條快速路，主干線路表現(xiàn)出來的主要狀態(tài)為“七縱八橫”，骨干路網(wǎng)密度與國家的有關規(guī)定相比，會略低一點；盡管次干路能夠達到國家的標準，但是布局不夠緊湊，很難形成完整的體系（見表1）。

表1 現(xiàn)狀路網(wǎng)評價

3.2 評價現(xiàn)狀韌性

對三龍灣片區(qū)次干路以上道路的拓撲網(wǎng)絡進行積極的創(chuàng)建，對各個節(jié)點的關鍵度和連接度指數(shù)進行準確計算，實現(xiàn)對路網(wǎng)脆弱性和冗余性的客觀評價。綜合分析以后發(fā)現(xiàn)，節(jié)點連接度保持在3以內(nèi)的節(jié)點數(shù)量能夠達到81%左右，路網(wǎng)連接度指數(shù)為2.7，每個節(jié)點連接路段的平均數(shù)量保持在3條以內(nèi)，斷頭路占據(jù)著較大的比例。分析國內(nèi)中小城市路網(wǎng)連接度值以后發(fā)現(xiàn)，其取值保持在3.3左右，大城市的路網(wǎng)連接度值達到了3.8左右，國內(nèi)平均水平要比片區(qū)路網(wǎng)成熟度略低一些[2]。路網(wǎng)中的出行路徑不具備較強的可替代性，路網(wǎng)冗余性非常低，不能有效地抵抗意外事件的發(fā)生。佛江高速沿線、白陳路、魁奇路是主要的關鍵性節(jié)點，內(nèi)部的溝通需求全部由白陳路—文登路節(jié)點承擔，38%的節(jié)點對的最短路徑會從此處經(jīng)過。做好關鍵節(jié)點的識別工作，能夠使節(jié)點四周路徑的可替代性得到不斷提升，使得關鍵點和意外事件給路網(wǎng)帶來的影響得到高效控制。

3.3 規(guī)劃策略

綜合分析路網(wǎng)現(xiàn)實情況和韌性評價，對韌性理念加以合理化運用，顯著提升路網(wǎng)冗余性，把路網(wǎng)脆弱性控制到有效范圍之內(nèi)，促使道路網(wǎng)絡規(guī)劃策略取得令人滿意的效果。

（1）冗余性發(fā)生改變以后，促使交通出行的可替代性也隨之發(fā)生改變，快速提升交通出行方式可替代性，并對出行路徑的可替代性給予足夠重視[3]。加大力度對“公交聯(lián)合慢行”出行方式的重視程度，將綠色交通方式放在核心網(wǎng)位置上，使三龍灣內(nèi)部路網(wǎng)密度得到快速提升，將“窄路密網(wǎng)”理念貫穿于重點片區(qū)中。

（2）脆弱性不斷降低，使路網(wǎng)可靠性得到顯著提高。在意外事件出現(xiàn)以后，能夠?qū)⑵浣o交通網(wǎng)絡造成的影響控制到最低，防止出現(xiàn)“孤島”問題。對骨干路網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行不斷完善，加快路網(wǎng)體系建設的速度，使其真正實現(xiàn)內(nèi)外融合、安全可靠。

3.4 規(guī)劃方案與評價

依托相關的規(guī)劃方案，三龍灣片區(qū)針對該地區(qū)實際情況來合理設置規(guī)劃方案，實現(xiàn)對該區(qū)域路網(wǎng)的合理規(guī)劃。

（1）貫徹“公交優(yōu)先”的規(guī)劃策略，以道路交通規(guī)劃為依托，在規(guī)劃道路斷面時，對公交專用道、軌道交通鋪設方式等要求給予全面分析。

（2）徹底打破內(nèi)部“三區(qū)五鎮(zhèn)”的行政藩屬，將“窄路密網(wǎng)”規(guī)劃理念落實到核心區(qū)建設中，使活力街區(qū)得到積極構(gòu)建。

（3）對優(yōu)化高速設置理念進行高效梳理，使三龍灣內(nèi)部能夠以最快速度進入到高快速體系中，使得對外聯(lián)系變得更加便捷。

（4）三龍灣四周的水系比較多，給片區(qū)間的交通帶來了一定影響，因此要積極開展梳理工作，使得內(nèi)部片區(qū)間聯(lián)系得到不斷增強。

對片區(qū)規(guī)劃給予足夠重視，優(yōu)化升級路網(wǎng)布局、等級結(jié)構(gòu)。在規(guī)劃片區(qū)中設置的骨干路網(wǎng)形式為“十六橫三縱”，總里程能夠達到270 km左右，路網(wǎng)密度能夠滿足相關標準，使得片區(qū)路網(wǎng)可靠性得到快速提升。主干路規(guī)劃的主要類型為“十六橫十二縱”，同時還包括三級主干路、二級主干路和一級主干路在其中，總里程設置為204 km。次干路的總里程設置為820 km，與國家的相關標準比較接近。片區(qū)的主要位置在三區(qū)交界處，在規(guī)劃中，非建設用地的占比能夠達到30%左右，片區(qū)中核心組團的路網(wǎng)密度能夠達到國家相關標準的各項要求。具體情況詳見表2所示。在規(guī)劃中，與廣州方向相通的道路條數(shù)為12條，與廣州南站相通的道路為8條?？绾油ǖ榔骄g距要把持在1.5 km左右，使得片區(qū)內(nèi)外的通道可替代性得到不斷提高。

表2 規(guī)劃路網(wǎng)密度評價

與現(xiàn)狀路網(wǎng)相比較，次干路的路網(wǎng)連接度指數(shù)提升到3.7左右，減少了規(guī)劃路網(wǎng)的斷頭路，使得成網(wǎng)率不斷提升。在增加路網(wǎng)冗余性后，節(jié)點連接的路段數(shù)量非常接近，十字交叉是大多數(shù)交叉口的主要形式，具體數(shù)據(jù)詳見表3所示。與現(xiàn)狀路網(wǎng)的具體情況相對比，路網(wǎng)中的最大關鍵節(jié)點失去效力以后，交通出行會受到不同程度影響，提升路網(wǎng)韌性的同時也降低了脆弱性。

表3 規(guī)劃前后韌性指標

4 結(jié)語

在城市社會經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展的過程中，韌性交通基礎設施建設工作發(fā)揮著十分重要的作用。在開展道路交通規(guī)劃工作時，高度關注韌性的導向作用，從不同角度著手，使用連接度指數(shù)等指標來量化處理路網(wǎng)韌性。在對現(xiàn)狀路網(wǎng)的脆弱性和冗余性進行綜合分析以后，制定出了具有較強針對性的規(guī)劃方案，并在實際開展規(guī)劃工作時，給予有效利用，使得道路交通韌性規(guī)劃工作真正地做到有據(jù)可依。