中国城市道路交叉口效能分析与新质提升

2024年11月3日~6日，2024中国智能交通大会在杭州隆重召开。2024年11月6日，在道路交通控制与优化论坛上，同济大学智能交通运输系统（ITS）研究中心主任杨晓光教授就《中国城市道路交叉口效能分析与新质提升》做主题分享，本文系现场演讲整理而来，未经本人审核，如有错漏，敬请谅解。

杨晓光：城市道路交叉口的特征应该有科学、专业、精细、精准、规范、智能、经典等关键词，但就目前来看，仍斗胆提出个人观点——在中国找不出几个合格的城市道路交叉口。

一、道路交叉口再认识

交通是实现人们高品质生活的手段，消耗时间和空间及能源资源，同时交通涉及国家相关行政体系，比如发改委、交通运输部、公安部等。现代社会面临好多挑战最终还是要回归交通问题，但目前各领域对交通的解读五花八门，实际上交通的本质是“人和物的移动”，是人类为了三生（生存、生产与生活）及其发展而移动世界要素的连接与通达，其目标是通畅、安全、高质量、高效能，交通包含但不是汽车、列车、飞机、船舶，也不是道路、桥梁与轨道或机场，而是其集合。

连接与通达的瓶颈部位是交叉口，以地球仪来看的话，城市也是一个交叉口，道路交叉口的流量与形态受到需求网、运输网、设施网、能源网、服务网、管控网、治理网等综合交通网络的影响，随着信息化和数字化的发展，相信能解决复杂网络组合之下的许多难题。

另外想特别强调一点，交通是现代城市的血脉，血脉畅通城市才能健康发展，人们总说城市更重要，但血脉更为关键。车辆到达目的地需要有通过快速路驶向目的地方向，通过过渡性道路实现快慢道路的转换，通过分流性道路接近目的地，通过集散性道路进一步接近目的地，通过连接道路进入目的地所在地块，最终在目的地附近停车六个阶段，所以交叉口在整个过程中变得非常关键。

交叉口有各种形式，一个小小的交叉口就由多种元素构成，交叉口几乎浓缩了交通的整个系统要素，几乎可以呈现所有的交通现象和交通问题，包含交通系统、交通问题、交通技术、交通科学、交通执法等概念，交叉口的治理对交通安全通畅起到关键作用。

二、道路交叉口之效能

道路交叉口是城市道路网交通阻塞之源，一个城市的交通拥堵可能就是因为某条斑马线没设计好，导致一个路口出现拥堵，进而导致交叉口所在道路拥堵，然后变成整个道路网拥堵。美国相关报告表示，美国70%以上交叉口资源没有得到充分利用，在中国的情况同样严峻。

进一步来看，交叉口的网络交通流演变、交通流阻塞机理、交通流冲突理论等基本是交通设施和交通流的相互作用，交通基础设施包括节点、连线、通道、网络等，交通流包括机动车交通流，行人交通流、自行车交通流等，两者之间协调不好的话就会出现堵塞。

城市道路交叉口在一定的通行空间和时间范围内所能通过的人数或车辆数量，反映交叉口的实际运行效率与能力，其中涉及通行面积、通行模式、通行权分配、配时方案、车道与需求匹配、系统优化情况等内容。

三、交叉口效能体检

1、交通运输系统评价

交通评价以人和物移动及其系统的效能为主，往往评价交通的科学性、适应性、体验性、优劣性、可持续发展性等，实际上很多设计院设计完道路后很少进行评价，而问题恰恰也出现在这里，不评价就不会进行信号灯控制配时，评价的意义在于比选优劣、寻优汰劣，以及决策支持，评价方法包括模型法、数据法、仿真法、描述法、体验法、投票法等。

2、交通运输系统体检

原理和依据。

更想谈谈“诊断”，诊断等于要检查是否存在问题，分析成因和寻找防病治病的方法，所以“诊断”是交通治理科学化及靶向精准施策的出发点。

值得注意的是，阻塞是导致能源消耗和废气排放的重要病因，我国每年的交通能耗约占社会总能耗的20%，交通堵塞消耗时间、土地、能源、体力和精力。

就具体数据来看，全球交通碳排放占比24.45%，发达国家内交通碳排放占比19.0%～37%，中国国内交通碳排放占比10%，道路交通占交通总碳排放84%，这也表明，要实现碳中和与碳达峰必须关注道路交通。

道路交通出现那么碳排放或能源消耗大多与交通工况有关，比如车流离散，是由低速变高速的过程，油耗及排放增加；车流集聚，是由高速变低速的过程，油耗及排放增加；车辆非移调，是发动机空转过程，油耗及排放增加。交通运输系统评价与体检原理和依据在于，习近平总书记强调，城市管理要像绣花一样精细，要科学化、智能化地下功夫。

交通体检与智能医生。

以往的对策流程涵盖了规划、设计、管理等，但忽略了后评价环节，每项工作的传递往往只是批文，仅停留在专家或交通仿真对方案的评审层面，没有明确的反馈，大量、珍贵的本地交通数据没有进行有效的数据挖掘和信息运用，是一种极大的浪费，而后评估环节可以形成持续性的闭环反馈机制，提高决策的科学性。也就是说，我们完全可以通过数据采集来进行健康体检，从而完成致因诊断，甚至给出具体的解决办法，就某一个交叉口来看，可以定量化地分析交叉口的通行能力问题、效率问题、安全性问题、适应性问题、平顺性问题等。

道路交叉口交通效能评价报告。

2024年，团队与合作单位发布了《中国城市道路交叉口效能报告》，报告依托高德交通数据平台，综合考虑城市GDP、城区常住人口、是否省会、是否直辖市、是否区域中心城市及是否举办大型国际活动等具体指标，并基于城市道路阻塞程度排行相对靠前的原则，选取50座城市作为主要研究对象，在各城市选取15个低服务水平交叉口统一用早高峰晚高峰进行分析。

报告对城市道路信控路口服务水平作等级评价，计算方法为延误指数=停车延误+10*停车次数，并依据延误指数将路口服务水平划分A-F六个等级（A最优，F最差），同时计算每座城市的15个交叉口排入延误指数前25%的比例，以此来对比城市间服务水平较低交叉口的分布，再进一步从城市时间价值及能耗和碳排的角度量化延误经济损失。

报告数据显示，在所选50座城市人车出行热度核心区内，E级交叉口平均占比约10%，所有E级交叉口的车均高峰小时延误为73秒；F级交叉口平均占比约2.9%，所有F级交叉口的车均高峰小时延误为106秒，表明这些城市的大量交叉口服务水平亟待提升。

另外，特别需要关注的是，一个F级交叉口由于低服务水平所造成的时间经济损失约4.4万元/天，1094万元/年，同样的F级交叉口由于能耗和碳排放造成的经济损失约1万元/天，254万元/年。

交叉口延误指标与城市经济情况共同影响延误时间经济损失，进一步针对低延误-高时间价值城市、低延误-低时间价值城市、高延误-高时间价值城市、高延误-低时间价值城市进行象限分析发现，高延误-高时间价值城市的延误经济损失是成倍扩大，需要高度关注。

此外，报告将C类交叉口单独进行分析，C类交叉口为延误指数较高、效能指数较低的交叉口，研究发现C类交叉口通行面积占70余交叉口的26%，但交叉口高峰期通过车辆数仅占比17%，由此可见交叉口并非面积越大，可通行的车辆数就越多，效能与诸多因素有关，比如交叉口内部通行模式、交叉口空间设计、交通信号配时方案设计、交叉口管理水平、出行者素质等。

四、交叉口效能之提升

如何提升交叉口效能？关键的是要转变观念和理念，开启道路交叉口“革命”，并要充分相信交通工程学，充分导入交通设计学。

首先，要注意交通新质生产力的发展，新质生产力的核心是高科技、高效能、高质量；其次，城市管理应该像绣花一样精细，受到土地、能源等资源约束，以往依靠增加基础设施等资源投入改善城市交通的发展模式已难维系，城市管理需要进入专业化、科学化、精细化、精准化发展新阶段；最后，交叉口改善工作不容忽视，研究表明，70%以上城市道路交叉口资源未能得到有效利用，对其进行改善是一项“花小钱办大事”的工作。

很多人说中国交通是混合交通，但全世界的交通都是混合交通，只是国内的是混乱交通而已，要充分认识到交叉口是道路网络的天然瓶颈，其建设与管理缺乏专业和系统化，交叉口复杂通行权未能有效动态最佳分配与协调及保障，交叉口与网络，供给与需求未能得到最佳协同，交叉口效能低下。

交叉口建设隐含着大量的技术工作和专业化工作，在城市建设里拥有从规划到设计到使用的完整程序，在交通建设时，基本是在交通规划没有落实的情况下直接进入使用阶段，缺失上接规划下接管理的“交通设计”阶段。

缺乏交通设计的城市交通必定是先天不足的，必将制约交通系统的功能与性能及系统性，浪费时间和空间资源，导致事故增加，并极大的增加后天的管理与执法成本。

曾经网络上有一则信息——“中国式过马路”逼瘫江城两亿元智能系统，两亿元的智能交通系统投入可谓巨大，却被看似不起眼的“中国式过马路”逼的失效，这仅能归咎于出行者素质不高，规则意识不强吗？我们更应看到系统设计者没有满足交通参与者的需求，并低估了交通设计的重要性等深层原因。

中国完全是原生态地规划建设交叉口，机动车、非机动车、行人等，闯红灯是冲突点，而这完全可以通过通行模式的改变极大地减少冲突点，此外，现在很多城市规划了伪标线或伪标识，比如月牙形右转，但这几乎没有实质意义。我们主张还是要把它们变成物理的设施，再有此前好多城市转盘是在郊区的，现在变成了城市中心区，早前教条式的设计已过时，完全可以用信号灯控制来解决问题。

五、结语

交叉口改善是天大的好事，交叉口的效能及其评估事关重大，不仅关乎交叉口本身的效能提升，更关系到整个城市经济和社会经济发展。目前，交叉口问题突出的重要原因是规划建设管理过程中缺乏科学专业的交通设计，没有合格的城市道路，难有现代交通控制技术的发展，更会制约我国城市交通智能网联与自动驾驶事业的发展。

车路云中的路不是一个物理设施，而是路后面隐含着所有关联的交通要素，所以，持续推进城市道路与交叉口的体检和整治工作非常重要，它能够靶向地改善交通，为整个城市交通体检作出贡献。

另外，交叉口的效能评价和体检尚需进一步考虑安全要素以及公众体验感，当然，智能交通的建设急需面向实际、面向应用，智能交通大数据和人工智能仅仅是葡萄干面包里的葡萄干，揭示交通系统的机理，改善交通是我们永恒的追求。

责任编辑：石旭