美国管控车道概念对中国交通组织管理的启示

高凡丁，王卫平，李升科

(中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北 武汉 430052)



美国管控车道概念对中国交通组织管理的启示

高凡丁，王卫平，李升科

(中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北 武汉 430052)

简要介绍了管控车道的概念、方法及其在美国的研究应用现状，结合国内公路交通基础设施建设和城市化建设快速发展的背景，分析了管控车道在国内缓解交通拥堵、提高道路通行能力方面的作用，探讨了管控车道在高速公路改扩建和城市主干道路中的应用前景和应用策略。

高速公路；管控车道；交通拥堵；通行能力

0 引 言

近20年来，中国的交通基础设施建设得到了飞速发展，但高速公路和干线公路的通行能力并未得到有效的发挥，现有设施资源的使用效率也不均衡。尤其是随着汽车工业和城市化建设的快速发展，城市交通拥堵已成为制约城市发展的重要瓶颈之一。中心城市的主干道路及周边的高速公路经常出现节假日道路交通拥堵综合症，道路变成停车场，服务区人满为患，服务水平严重下降，不仅严重影响了居民的出行效率，造成巨大的时间、人力、运力的浪费，而且增加了尾气排放，消耗了大量能源。

理论上来说，增加交通设施的供给(如修建复线、道路加宽等)是解决交通拥堵的最直接、最有效的措施，但也意味着需要占用更多的土地资源。而对于交通拥堵通常发生在局部路段、单向车道、特定季节、特定时段的情况，则应根据潮汐式交通的特点，进行精细化的组织管理。如在现有多车道公路上重新划分车道，使不同类型的车辆分道行驶；或者在高速公路新建或改扩建时，根据功能需求的特点增设专用车道；或者根据不同时段两个方向交通量的变化动态调整车道或收费费率。这样可有效节约利用现有道路的土地和空间资源，最大限度地发挥交通走廊单位面积的车辆通行能力[1]。

美国是一个“车轮上的国家”，20世纪80年代即已完成国家道路网的建设，其后进入“后高速公路时代”，交通基础设施建设的重点课题是路网升级改造和城市交通建设。美国对道路通行能力和智能交通系统的研究在世界上居于领先地位，其中一些先进的交通组织、规划、管理理念和技术以及一些成熟的实践经验值得中国研究和借鉴[2]。

1 管控车道的概念和种类

狭义上，管控车道(Managed Lane)是本世纪初美国为提高城市主干道的通行能力，结合道路扩建项目提出的一个新的概念，即通过对现有道路进行扩建，增设新的车道，并采取按高峰时段动态调整费率的方式收取通行费的一种交通组织管理方法。这种方法通过对满足一定条件并支付一定费用的车辆提供受控的服务，来满足指定车道的通行能力和运行速度。

广义上，管控车道是指将各种运营功能和设计功能“打包”以提高主干道通行效率的一种组织方式。管控车道的运营可随时进行调整，以满足区域性的目标要求。广义上的管控车道包括以下几种。

1.1 高乘用车辆专用车道(HOV车道)

HOV车道是指仅限于指定乘载数量的车辆(合乘小汽车、班车和公交车)通行的隔离车道，其目的是提高现有道路的客流输送能力。大多数HOV车道要求2人以上(2+)的车辆才能合法使用，但在高峰期，一些HOV车道规定3人以上(3+)的车辆才能通行。HOV车道可以在主干线或快速路上实施。在快速路上实施时，有三种类型：分离式车道、平行流车道、逆流车道。分离式车道也可以是双向车道或可逆车道。

1.2 高乘用收费车道(HOT车道)

HOT车道是允许低于乘客数量要求的车辆通过缴费通行的一种HOV车道。HOT车道有多种变体：Value-Priced Lanes、Value Express Lanes和Fast And Intertwined Regular (FAIR) Lanes。美国各州对乘载数量要求不一。Value Express Lanes是由科罗拉多州交通厅提出的，类似于HOT车道。大多数情况下，Value Lanes和FAIR Lanes是收费车道。

HOT车道的目的是提高HOV车道的利用率，并出售闲置车道的通行能力。HOT成功实施的假定条件如下。

(1) HOT车道应与现有的或已规划实施的HOV车道合并。

(2) 所在区段经常发生拥堵，而HOT车道可帮助驾乘人员通过缴费避免拥堵。

(3) HOT车道不得占用已有的主车道。

(4) HOT车道不是一条独立的车道。

HOT成功实施的关键是如何管理车辆的数量，以最大限度地使用HOV车道而不超越其承载能力和产生拥堵。一种有效的方法是采用动态收费(Dynamic Toll Pricing)，即根据拥堵程度自动调整计费，一般每5 min调整一次。收费提高时，愿意支付费用使用HOT车道的车辆就会减少，以此管理车道的使用。

1.3 专用车道

顾名思义，专用车道就是为指定类型的车辆提供专门的通行车道。常用的两种指定类型为公交车辆和载重汽车。指定公交专用车道的初衷是为了减少延误，而设立载重汽车专用车道的目的是，通过隔离减少卡车对安全的影响，并降低卡车对载客车辆的冲突。

需要注意的是，截至目前，只有很少的真正意义上的专用设施，而且许多这样的专用设施实际上限制了卡车或公交车行驶在指定车道内，但却允许其他车辆使用任意的车道。近年来，在一些大城市中，已经出现了一些真正意义上的公交专用车道。

1.4 分离车道与辅道

分离车道与辅道是对某一段道路的一种局部处理形式。美国某些地区对于具有某些特征的路段，如交织区、陡坡、货车流量较高或拥堵路段，成功地采用了这种管理策略。例如，交织区车辆的穿行会在车流中产生紊流，货车阻碍了小型汽车的视距和可操作性，妨碍了它们进入或驶出主干道。在交织区的碰撞、追尾、侧碰事故中，货车是主要的元凶，这种混合交通导致的“棚栏效应”极大地影响了道路运力的发挥。

1.5 车道限制

车道限制是将某些特定类型车辆限制在指定车道的一项管理措施。车辆限制的最常见类型是货车交通。无论在农村还是城市，大量的货车会降低客车的运行速度、舒适性和便利性。为此，某些州实行了货车车道限行或指派了货车专用车道。1986年，联邦公路局邀请其一些分部对26个实行车道限制的州进行了一项调查，表明实行车道限制可有效地改善公路运营状况，减少交通事故，同时有利于路面结构的维护。

1.6 双重车道

双重车道是在两个方向分别有分离的内部行车道和外部行车道的管控车道。内部行车道仅供轻型汽车或轿车使用，而外部行车道对所有车辆开放。新泽西付费公路有一段35英里长的路段在同一用地范围包含内部行车道(客车)和外部行车道(货车/公交车/轿车)。其中23英里中，内部行车道和外部行车道在每个方向都有3个车道。在1990年通车的10英里路段中，每个方向外部行车道有2个车道，内部行车道有3个车道。每个行车道有12英尺的车道和路肩，内部和外部行车道之间用栅栏分隔。车辆的断面分布为：大约60%位于内部行车道，40%位于外部行车道。

这种方式称为“双-双”路段，可用来缓解拥堵。在付费公路上通过车道限制和匝道路肩改造来提高货车的通行能力。20世纪60年代实行车道限制，不允许货车在单向3+车道的左侧行车道上通行。在该付费公路的“双-双”路段部分，自第9号互通至第14号互通，允许公交车辆在左侧车道通行。结果左侧车道变成了公交车道，而货车在右侧车道行驶。

实际上，管控车道是主干道中的快车道，是在主干道断面上与常规车道隔离的一个或几个车道。其目的是通过三种管控方式(车辆合格性、准入控制、收费)，采用综合的手段与技术，持续地达到一种最优状况，如最大通行能力。管控车道种类与管控措施如图1所示。

2 美国管控车道的研究和应用

21世纪初，美国联邦公路局(FHWA)在部分州实行HOV、HOT车道管理的成功经验的基础上，建立了一个“主干道路管理计划”(Freeway Mana-gement Program)，旨在支持和促进主干道路的集成应用和协调发展，提高国家主干道路设施的安全性、有效性和可靠性。该计划主要关注以下两方面：主干道路运营与交通管理；管控车道与HOV设施。

该计划的主要活动内容为：与主干道路管理和运营有关的规划与开发、性能监控与评估；培训与会议；法规、政策、标准与技术指南的制定；出行目标与意愿；相关领域的合作及协调。

德克萨斯州人口的迅速增长对交通基础设施特别是快速主干道，提出了迫切的需求。在城市地区，由于资金、土地、环境等因素的制约，无法通过扩建足够的车道来满足高峰期流畅交通的需求，因此，德州交通厅(TxDOT)一直在研究寻求更好地管理运输流量、提高现有和规划道路网络的通行效率的方法。

2000年，TxDOT启动了一项五年计划，研究设计一种实用、灵活、安全、有效的方法来确保管控车道的成功实施。德州交通学院(TTI)和德州南方大学(TSU)参加了这个研究项目，系统研究了管控车道的规划、设计与运营。2005年，该项目取得了许多重大成果，为TxDOT在这个领域奠定了领先的地位。

2007～2010年，佐治亚州交通厅(GDOT)编制了一项“管控车道系统规划MLSP(Atlanta Regional Managed Lane System Plan)”研究项目，在亚特兰大中心城区全面实行管控车道规划。

该项目的目标如下。

(1) 保护管控车道内的机动能力：提高平均通行速度；降低延误；提高交通管理中心的访问效率；提高系统效率。

(2) 最大限度地提高管控车道内的通行能力：提高吞吐量；降低行驶时间的不定性；改善运输准点性能。

(3) 最大限度地减小管控车道施工的环境影响：改善空气质量，降低污染；降低对现有环境的影响。

(4) 为管控车道网提供灵活的融资渠道：通过杠杆作用优化公众现金流出；将融入市场机制作为传统融资渠道的补充。

(5) 为变化的车道管理设计、维护一种灵活的基础设施，适应未来的车道管理潜力。

根据GDOT的分析预测，到2030年，与未建设管控车道相比，管控车道体系将为公众减少83%的出行延误。这项收益相当于在系统范围内节约了470亿美元的城市交通拥堵成本，并为管控车道用户节省了370亿美元的拥堵开支。实施管控车道后，对于行驶在管控车道上的小汽车，45 min车程的覆盖范围增长了196%，90 min车程的覆盖范围增长了132%。管控车道还为普通车道上的车辆节约了40%的行驶时间，这意味着可减少约40%的尾气排放，节约了大量的能源消耗，降低碳排放，提高居民的生活质量。

建设用地是不可再生的资源。管控车道的实施，不仅可以提高现有道路资源的利用效率，减少对新建道路的刚性需求，还可以最大限度地使用现有的用地范围，通过平面或立体的交通组织，有效地提高土地利用率，充分节约土地资源。

图2是美国德州LBJ-635项目开发商所设计的管控车道断面布置方式。此设计概念得到业界的高度赞扬。

3 管控车道相关的政策、技术和方法

管控车道不只是一个概念，而是一套灵活、完善的体系，包括相关的政策法规、技术标准和管理措施。管控车道的总体框架如图3所示。

影响管控车道的因素包括：道路因素(现有道路的功能、长度、车道数等)、交通因素(高峰期平均车速、饱和度等)、土地因素(用地规划、功能布局、路权等)、环境因素(交通拥挤造成的出行延误、噪音污染、大气污染、燃料消耗等)、政策法规(与管控车道的规划、设计、施工、运营、管理、维护、收费、投资、融资、用工等相关的法律、法规、条令等，以及相关的立法、执法、违法管理)与公众意愿等。

管控车道概念是通过对一定范围内的交通需求进行精细化的研究，运用先进的技术手段和适当的政策法规体系，充分利用和改造现有的设施资源，最大限度地提升道路通行能力的一种灵活、系统的交通组织管理方法，属于智能交通体系的一种综合运用。管控车道的规划和实施需要满足以下政策和技术条件。

(1) 需要完善的政策法规体系保障。管控车道涉及到灵活的收费策略(如仅针对部分车道收费，或高、低峰时段动态收费)或准入制度(如公交专用车道、载重汽车专用车道或满足一定条件的小型汽车专用车道的管控)，一定条件下(如潮汐式交通)甚至可能在局部路段实行可逆车道，这需要在充分考虑公众意愿的情况下，对现有的政策法规体系进行必要的调整和完善。

(2) 需要完善的电子监控和管理体系。管控车道需要根据不同车型、不同时段、不同路段交通量的分布数据进行灵活、动态的车道管理(开放、关闭、限行、收费等)。因此，完善的电子监控体系和精细的交通量分析是影响管控车道效率的决定性因素。同时，管控车道还需要对各类交通信息进行动态监测、发布和预告，对交通事故和紧急事件进行疏散、救援和管理，对各类执法途径(例行巡逻、电子监控、账单与罚单管理等)进行协调。因此，管控车道是一个系统工程，需要相关机构(政府部门、规划部门、交管部门、运输部门、执法部门、收费部门等)有良好的协调机制，并对管控车道试运行期间的交通量和安全性监测、政策法规的适用性、管理部门的协调能力、监控设施的协同能力等进行评估，从而制定改善措施和备选方案。

(3) 需要建立专门的设计技术标准。管控车道的规划和设计与高速公路和城市道路既有联系又有区别。针对管控车道，需要建立专门的技术标准，包括：几何要素(如设计车型、设计车速、横向净空、竖向净空、视距、超高、横坡、纵坡、最小转弯半径、平曲线、竖曲线等)，横断面(如车道、护栏、隔离带、路肩、停车带、执法岛等)，出入口(如交织、分流、合流、转向、交叉等)、构造物(高架桥梁、下穿通道、匝道、辅道、挡墙等)；并制定相关的交通控制(信号控制、交通标志、摄像监控等)设施的功能和性能要求及可靠性评估准则。

(4) 需要对管控车道进行系统的研究。管控车道在美国的公路交通尤其是城市交通体系中发挥了重要的作用，但它不是一项可以直接借鉴的理念和技术，除了建立上述技术标准外，还必须结合中国的国情和具体的交通环境进行有针对性的研究，包括：建立全断面交通量预测分析模型，提出按时段、车型、车道进行交通量预测的分析技术；建立公众出行目标分析模型，提出公路和城市道路公众出行信息系统原型；建立驾驶员决策分析模型，研究各类信息(管控车道信息、交通状况信息、车辆信息等)和交通控制措施(开放、关闭、限行、收费等)的动态发布预告机制；建立管控车道动态收费模型，研究管控车道的收费策略和收益预测方法。

4 管控车道在国内的应用前景

4.1 在高速公路改扩建中的应用

高速公路改扩建的根本原因在于现有道路的通行能力不能满足交通量增长的需要，但高速公路建成后交通量的增长往往是不均衡的，不同时段、不同季节、不同方向、不同车型的流量往往存在较大的差异。

分析高速公路交通拥堵的原因不难发现，除了通行能力不足以外，未在高速公路规划、建设期间对季节性、功能性、方向性的流量差异引起足够重视也是重要因素之一。同时，高速公路交通拥堵往往发生在局部路段，反映出现行高速公路设计标准的应用不够灵活。在高速公路改扩建的同时，运用管控车道的理念和技术，可在以下方面进一步提高通行能力，解决交通拥堵的问题。

(1) 对于横向交通分流或双向交通量不均衡的高速公路，可在局部路段或单向扩建车道，甚至局部利用对向车道，配合适当的交通管制措施，充分利用闲置的道路空间，避免资源浪费。

(2) 对于以承载能源或生活物资运输为主的路段或方向，可开辟载重汽车专用车道，提高该类专用车道的路面、桥梁设计标准。

(3) 对于以小汽车通行为主的高速公路(如城际高速公路、机场高速、环城高速等)，可在原有高速公路上方架设高架桥，或在中央分隔带区域挖掘地下通道，开辟轻型汽车专用车道，适当降低桥梁构造物的荷载标准，减少用地。

(4) 对于起终点有复线或其他等级公路，或因收费限制了交通量增长而对其他公路造成过大交通压力的公路，或未到收费年限但已偿还本金的高速公路，可采取灵活的收费政策，调节交通流量。

(5) 对于双向四车道以上的高速公路，可根据不同时段、不同车型交通量的特点，重新划分车道，分道行驶，避免混合交通降低通行效率，减少交通事故。

此外，与发达国家类似，国内公路建设经历快速发展阶段后，受土地资源的约束，必须依靠交通运营管理和智能交通技术进一步提高道路通行能力。管控车道的研究和应用，对于促进智能交通体系的完善、加快城市化建设的进程，必然有着重要的意义。

4.2 在城市道路中的应用

改革开放30多年来，中国以年均10%的经济增长率带动着城市化和交通机动化的飞速发展，城市爆炸性扩张和交通拥堵成为国内大城市的共性特征。

造成城市交通拥堵的原因，除了城市交通规划滞后、机动车保有量快速增长之间产生的供需矛盾之外，城市交通组织与管理措施的不完善也是一个重要的原因，主要表现在：宏观交通组织不合理，相关政策、法律管理措施有待改进；区域交通组织不合理，路网的整体利用率不高；微观交通组织不合理，交通资源的分配不合理，主要涉及交叉口冲突分离、通行能力分配、路权分配和停车资源分配。

为缓解城市交通拥堵与城市化建设之间的矛盾，城市规划和交通管理部门正积极采取措施，组织实施道路改造、建设并加强交通管理。一些城市建立了公交专用车道(如京通高速)，但由于缺乏系统的交通组织规划，且相关的政策法规也不完善，车道利用率偏低，对整个城市交通通行能力的贡献难以体现。一些城市通过车辆限购控制车辆增长，采取道路和车辆限行控制流量分配，但仍然难以从根本上解决交通拥堵。

美国在城市智能交通管理方面的研究起步较早，应用也比较成熟。截止2005年，美国共有62个特大城市区域拥有中等或高水平的综合ITS，其中比较突出的一个特点是广泛采用HOV、HOT等专用车道管理，近10年来一些城市开始对管控车道进行研究和应用。管控车道的理念和方法，可在国内城市化建设和城市交通管理的以下方面得到借鉴和应用。

(1) 通过管控车道的研究，结合城市总体功能定位和综合交通规划，出台相关的法律法规、政策，实行合理有效的交通组织与管理，充分利用现代交通科技促进智能城市交通体系的发展。

(2) 通过管控车道的规划，实行交通需求管理(TDM)和交通系统管理(TSM)，提高公共交通服务水平和道路通行空间使用效率。

(3) 通过管控车道的设计，实行各种交通限制措施、收费措施，通过建立交通衔接与转换枢纽，对过境交通、货运交通、城市快速路系统、城市非机动车交通系统、城市公交客运走廊等进行系统组织，使各类交通有序运转，达到交通需求与供应的匹配与均衡。

(4) 通过管控车道的应用，充分发挥交通基础设施的作用来缓解交通拥堵，提高公众出行的安全性和舒适性，保护环境、节约能源，发展低碳交通，实现城市交通可持续发展。

5 结 语

管控车道(Managed Lane)是美国在数十年综合交通组织管理技术的基础上研究并成功应用的一套先进、成熟的交通组织管理理念和技术，即将各种专用车道形式配合适当的交通组织和管理措施，减少混合交通，有效提高道路通行能力和运行效率。系统性地研究、借鉴管控车道技术，对于提高中国公路和城市道路的通行能力、缓解城市交通拥堵、节约和有效利用土地资源、节约能源和保护环境、促进ITS的建设与发展，具有重大意义，拥有广阔的应用前景。

[1] 王维礼.大城市合乘优先的规划方法研究[J].重庆交通大学学报：自然科学版，2010，29(2)：248-253.

[2] 毕高波，薛令娇,丁建明.美国管理车道对中国城市交通体系影响的研究[J].山西建筑，2010,36(1):278-279.

[责任编辑:王玉玲]

Edification of American Managed Lane Concept for Chinese Transport Organization and Management

GAO Fan-ding, WANG Wei-ping, LI Sheng-ke

(CCCC Second Highway Consultants Co. Ltd., Wuhan 430052, Hubei, China)

The concept of managed lane and its application in America were briefly introduced. Combined with the background of domestic traffic infrastructure construction and booming urbanization, the role that managed lane could play in mitigating traffic jams and improving traffic capacity was analyzed, and the prospect and strategies of managed lane applied to expressway and urban trunk road reconstruction and expansion were discussed.

expressway; managed lane; traffic jam; traffic capacity

1000-033X(2015)04-0067-06

2014-11-12

U491.1

B