朱浩-工程项目施工期精细化交通组织：以上海市为例

轨道交通、快速路、地下管网等重大项目工程施工建设周期长，占用道路资源严重且削弱道路通行能力，给城市交通运行以及施工交通组织设计带来了极大挑战 ^[1-2] 。完善的施工交通组织方案不仅需要满足区域各类交通方式的出行需求，尤其是行人、非机动车等交通需求；同时也需要在兼顾施工成本及社会影响的前提下，最大化地保障施工区域的通行能力，避免拥堵的形成及扩展。施工交通组织需要针对施工的不同影响区域制定精细化、层次化、差异化的交通组织方案，动态全面地评估各类关联重大项目对城市交通的系统性影响，以辅助城市综合交通管理决策、保障城市交通系统的正常运行等。因此，施工交通组织工作具有重大社会效益和经济价值 ^[3] 。

欧美国家的建设较为完善，基础设施建设项目以小规模的道路养护为主，相关指导手册及规范以精细化的设施设计、速度管理等为主 ^[4-8] 。中国在建设项目施工期间的交通组织方面，尤其是城市重大项目建设期间的交通组织技术方法和成熟经验相对较少。相关研究也主要聚焦高速公路等交通组织或城市项目某种类型的交通组织方式研究 ^[9] ，缺乏重大项目系统性的精细化交通组织方法及经验总结。

上海市历经了诸多重大建设项目，尤其是交通基础设施建设项目，对施工期间交通组织工作非常重视，把交通组织作为落实精细化管理的常态化工作之一。经过20多年的工作积累和探索，上海市形成了比较成熟的交通组织技术方法和管理机制，保障了城市交通在大规模建设期间，始终保持较为高效稳定的运行水平，未产生系统性、长期性的拥堵 ^[10-11] 。本文以上海市武宁路快速化改造过程中的交通组织为典型案例，分析重大项目施工时期的交通组织关键技术特征 ^[12-13] 。

上海市从1998年开始推行建设项目施工交通组织工作，第一个项目是轨道交通4号线(当时称轨道交通明珠线二期)。在20余年的发展历程中，施工交通组织工作历经了三个典型发展阶段，在施工交通组织的方法、管理设计理念、工作机制保障等方面产生了重大变革与更新。

1）起步阶段(1998—2002年)：以施工为优先，以单节点为研究重心，由单一部门管理。

上海市在1998年率先开展施工交通组织研究，主要是轨道交通4号线车站周边地区道路交通疏导方案。研究时施工项目已开展，相当于处在末端研究阶段，无法反馈调整施工方案。交通组织主要依据既定施工筹划方案，在优先确保施工顺利开展的前提下，对施工节点周边道路交通制定交通分流以及相应的交通管理措施。这一时期交通组织更关注单个施工节点研究。由于这一阶段城市重大项目施工区较少并且机动车交通量也较低，施工过程尚未对城市交通的稳定运行产生显著影响。因此，交通组织主要是由交警部门进行管理，交通研究单位制定方案，施工单位进行落实。

2）发展阶段(2003—2010年)：研究工作前置、交通反馈施工、系统性研究、多部门协同。

这一时期是上海城市建设快速发展期，在世博会前，大量交通基础设施同时建设施工，并且机动车交通量显著增长，交通组织得到城市有关部门各方重视。这一阶段交通组织工作形成了稳定的工作机制及组织架构，由交警和建设交通委牵头，会同规划、建设、地铁、路政、公交、设计研究和施工等多个相关部门和单位，共同研究编制交通组织方案。交通组织工作前置到施工前期开展研究，可有效反馈并引导施工方案的优化，通过施工方案优化来降低对交通的影响。施工交通组织方案的设计有了标准化、精细化的流程，分流管理方案也更加层次化与差异化。同时施工交通组织研究的技术方法更有系统性，能够统筹研究不同阶段多个项目的交通组织。

3）成熟阶段(2011年至今)：全过程参与、多专业融合、多维度评估。

经过10多年的经验积累，施工交通组织逐渐实现了全过程参与，从项目工程可行性研究阶段、总体设计阶段到最终施工阶段都开展交通组织工作，为项目规划选址优化、工程设计方案优化、建设用地界定、施工方案提供依据。这一时期施工交通组织工作还发挥了指导宏观层面管理工作的作用，通过多部门协同机制，把上海年度各项建设项目进行汇总，统一评估不同时期施工影响程度，为城市交通管理提供预警研判，并制定相应的宏观城市交通管理对策。发展至今，建设项目施工交通组织工作的机制和方法已较为稳定成熟。

总体来说，施工交通组织过程经历了如下变革：首先从原有以施工方为主，采用车站主体一次围场的全封闭施工，到综合考虑施工过程及交通影响的分阶段施工方式转变；其次，从主要考虑施工区域的微观方案设计到整个项目的动态交通影响和直接/间接影响区划分，注重不同施工阶段的影响区域变化；最后，从原有设计方案的单一评估到系统性的方案宏微观一体化评估方法的转变。在变革中，上海市的城市重大项目施工交通组织也形成了3个层面的精细化技术，包括：①交通组织方案与施工方案组织衔接精细化处理；②施工区域的动态影响范围精细化分析；③施工交通组织宏微观的评估方法体系。这些精细化的交通组织技术均为在上海首先采用，然后技术输出至其他城市。下文通过上海市的典型案例对精细化交通组织技术方法进行阐述。

武宁路快速化建设是上海市“十三五”时期重大工程项目。项目西起中环线真北路立交桥，向东衔接内环高架，至东新路终点(见图1)，全长约为3.5 km，采用地下通道模式，双向4车道。2016年12月31日，武宁路快速化工程正式开工。目前工程进展较为顺利，主体结构正在施工，计划2022年初通车。

图1 武宁路快速化改造项目区位

武宁路快速化施工有两大难点，一是与轨道交通14号线重叠施工，施工协同难度大；二是武宁路主干路交通功能重要，车流量很高，施工期间确保通行能力难度大，交通组织堪称“交通动脉除栓”。因此，武宁路快速化工程的施工交通组织基本上汇集了上海市20年精细化管理的经验。

交通组织方案与施工方案衔接是首要问题。早期施工建设时上海市重点关注的是质量、进度和成本，对施工占路造成的交通影响和由此引发的交通组织需求很少考虑。现有施工交通组织已经由以施工方为主的阶段，发展到以出行为主进行方案设计，注重施工建设对居民出行和社会综合效益影响的阶段。在重大项目的施工交通组织研究中，在保障施工安全和质量的前提下，上海市最大化保留社会车辆的通行空间，结合施工进展采取分阶段的交通组织方案和施工筹划。现有施工方案与交通组织密切衔接遵循以下原则：

1）施工交通组织研究前置于工程设计阶段，系统性部署交通改善对策。

在重大项目施工的工程可行性研究阶段，交通组织团队即开始介入，分析评估施工方案，与甲方、施工方、政府部门、交警管理部门等进行充分沟通。在现状的流量调查分析、交叉口渠化设计以及公共汽车交通系统运行的基础上，对各阶段施工方案进行评估，寻找方案优化的空间。倒逼施工方进行施工方案的优化与技术革新，为施工阶段的交通组织预留更加灵活的空间。尤其是在城市主干路交叉口，高峰时段出行压力大，施工围挡范围每节约一个车道的宽度，可较大程度地提升交叉口通行效率。该项目通过前期交通研究，优化了施工方案，制定了武宁路施工期间维持双向6车道最低车道空间的方案，并以此为基础，开展了区域道路交通设施增能和交通流疏导(引导)的管理措施。

2）多阶段施工交通组织合理衔接。

现有的城市道路施工大多以地铁、高快速路建设、道路修复等为主，施工周期长，有些可持续2~3年以上，而各阶段施工围挡的设置可能维持在6个月以上。各阶段一般需要编制对应的交通组织设计方案，且要注意方案衔接的合理有序。除特殊情况外，各阶段的方案一般需要逐步、分阶段改动，不宜在交叉口同时进行大规模、全方位的交通组织方案调整。

上海市武宁路即为交通组织方案与施工方案衔接的典型案例。为了确保项目进展顺利，在工程可行性研究阶段，即2014年下半年开展了施工期间交通组织研究，将交通组织前置。在不同阶段交通组织方案编制过程中，执行了“多阶段施工交通组织合理衔接”的策略，且把工程影响较大的节点适当后移。同时，交通组织也由松向紧逐级推进，这样可以使沿线居民、过境交通有一个适应过程，引导居民出行习惯和预期自我调整。武宁路的交通组织设计方案如图2所示。

图2 武宁路三个阶段的交通组织设计方案

在武宁路快速化改造项目整个施工过程中，采用了三个阶段的施工方案，最大化地提供交叉口的翻交 ^① 空间，有效保证了机动车及非机动车的通行安全及通行效率。其交通组织基本遵循不影响原有车辆通行，并且各阶段交通组织过渡合理的原则，不同阶段至少保留1~2个进口方向渠化不变，便于出行者过渡及适应。这也是交通组织方案与施工方案衔接精细化处理后确定的流程。

不同施工阶段的交通组织方案一般存在差异，在特殊情况下，会存在车道功能改变、车道缩减等情况。因此，建设项目对周边的交通影响是动态变化的，需要采用精准的模型来描述不同阶段的交通影响范围，从而有效制定不同影响区域的交通组织策略。交通影响范围分析方法一般有基于交通流分配的研究方法 ^[14] 、圈层外推法 ^[15-16] 、烟羽模型法 ^[15] 、类别吸引率法和最长出行时间确定法(见表1)，其中前3种应用较为广泛。

表1 施工区域动态影响范围分析方法

上海市的施工交通组织团队从较早时期就通过多种手段进行了模型的应用比选，将较为完善的基于交通流分配的研究方法作为施工交通影响区域划分的主要方法。通过宏观分析软件EMME构建了上海主城区的宏观交通模型，用以分析不同施工阶段的交通影响。其宏观软件内部的分配机理即采用四阶段法。在进行交通分配时，分配次数 n 和每次分配的OD量比例视道路网络的大小而定。一般取 n =5，每次分配量分别为30%，25%，20%，15%，10%。其原始的路阻函数

式中： t ⁽⁰⁾ _a 为路段 a 上的自由行程时间费用(或时间)/s； C _a 为路段a的实际通行能力/(pcu·h ^-1 ))； α , β 为参数。

在确定施工区动态影响范围的交通分配过程中，路阻函数会考虑施工阶段的如下因素：1)不同施工阶段翻交路段的车道功能变化、车道宽度缩减、道路线性变化、机非混行、饱和流率等对路段实际通行能力 C _a 的影响；2)信号控制系统优化、路段限速、路面行驶条件等因素对道路实际阻抗的影响。在此基础上，优化不同路径上的阻抗，以精准表征施工区在实际交通组织中对通行能力的影响。

在上海重大项目工程建设过程中，一般将影响范围划分为直接影响区和间接影响区，通过施工节点周边影响区域的道路车辆行驶速度变化情况来确定，即

式中： α _L 为施工前后的速度变化比例/%； v ^a _L 为路段施工后的平均运行速度/(km·h ^-1 )；v ^b _L 为路段施工前的平均运行速度/(km·h ^-1 )。 α _L >12%的范围为交通直接影响范围，5%< α _L <12%的范围为交通间接影响范围。不同影响区域进一步采用的模型分析方法、相关的管控措施等均存在差异。武宁路快速化改造项目影响的主要路段如图3所示，通过分析路段流量变化引起的速度变化，确定了武宁路快速化改造项目叠加相关周边项目后的影响区域范围(见图4)。

图3 武宁路快速化改造项目影响的主要路段

图4 武宁路快速化改造及周边项目叠加的影响区域范围

自2015年以来，上海市每年会提前开展年度建设项目施工影响综合评估工作。研究团队收集轨道交通、市政道路、地下管线等项目的建设资料，汇总分析同时期开工建设项目，据此预判(测)城市交通可能出现的矛盾节点以及影响范围，为有关部门制定交通管理政策提供依据。在研究中，运用宏观交通模型和微观仿真模型，预判各类项目在不同地区产生的直接影响范围和间接影响范围。2017年至今，上海市全市的施工拥堵片区变化范围以及武宁路快速化改造所在区位如图5所示。

图5 上海市历年受不同施工项目叠加影响的拥堵片区分布

从2017年开始，拥堵片区均呈现稳定、小范围的变化态势(2020年受疫情影响除外)。武宁路快速化改造项目所在的区域为上海市长期受施工影响的拥堵片区。此区域的施工交通组织方案对整个城市的交通系统稳定运行具有非常重要的意义。

项目间接影响范围大，重大项目工程影响的道路交叉口可能超过500个。此时很难运用微观仿真系统，一般采用EMME，TransCAD等宏观交通分析软件进行各类施工交通组织方案及管控措施的分析。项目直接影响范围内道路交叉口数目一般较低，此时为了精细化分析交通渠化、信控方案对实际路网运行的影响，并且得到微观的排队长度、断面速度、延误等指标，需要通过微观仿真软件进行分析，一般采用VISSIM，TESS NG等微观交通仿真软件。施工区交通组织宏微观尺度评估的主要差异如表2所示。

表2 施工区交通组织宏微观尺度评估的主要差异

间接影响区域内的分析内容包括限牌等宏观政策、各类外围交通诱导标志以及分流措施对区域出行的影响等。交通诱导主要面向长距离的过境交通，外围交通诱导不具有强制性，主要是通过设置交通诱导标志来实现。交通分流措施是将中长距离的邻区交通从施工道路分流到其他替代道路上，缓解施工道路的交通压力。一类是区域交通分流措施，包括路网中的替代道路实现分流和路段交通管控(禁货措施、单向交通、潮汐交通等)。另一类是施工区的交通组织策略，主要遵循两个原则：串联同期，即一条道路上的多点施工应同期进行；并联分期，即多个项目以平行方式出现在多条出行通道时应分期进行。

在武宁路快速化改造项目实施阶段，利用宏观交通分析软件EMME对外地车牌限制政策实施前后的区域路网运行状态进行分析(见图6)。在间接影响区内，通过设置不同的出行需求分析不同出行政策下的区域路网运行状况及服务水平，有效指导区域各类宏观管控、诱导等策略的实施。但是部分交叉口在限制外地车辆驶入后仍处于较低的服务水平，如武宁路-中山北路交叉口，此时就需要通过直接影响区的微观分析方法，对不同的施工交通组织方案进行更加精细的分析。

图6 外地车牌限制政策实施前后路网运行状态对比

在直接影响区域内主要分析交叉口翻交设计方案、道路线形设计、信号控制方案、施工作业区交通管理设施设置以及方案对非机动车通行影响等。同时还可以通过区域内的通行轨迹分析非机动车及行人在翻交交叉口的安全状况、公共汽车在临时站点的安全及效率情况、特殊车辆通行情况等。用于评估精细化交通组织设计方案效果的评价指标也更加精细化。例如，武宁路-中山北路交叉口是上海市常态化拥堵节点之一(见图6圆圈处，中山北路现已采取禁止左转措施)，项目施工将进一步加剧节点拥堵(包括行车流线曲折、存在视距盲区、上匝道蓄车空间减少等各类原因)。交叉口翻交渠化设计应避免异形交叉口形成堵点以及最大限度避免矛盾扩散。在坚持这两个原则的前提下，初步将交叉口设计为环岛通行，环岛为3(4)车道+人行道及非机动车道。武宁路-中山北路交叉口交通组织方案如图7所示，交通组织实施效果如图8所示。

图7 武宁路-中山北路交叉口交通组织方案

图8 武宁路-中山北路交叉口交通组织实施效果

在武宁路-中山北路交通组织设计中，存在如下关键因素：1)受内环高架立柱限制，车辆在武宁路直接左转的线形曲折且存在视距盲区；2)车辆经环岛左转通行效率低，会出现车辆交织段过短而产生严重的干扰滞留现象；3)中山北路直行流线极其曲折，通行能力严重下降。为此提出2个交通组织方案，如表3所示。

表3 交通组织方案对比

由于国产TESS NG仿真软件在仿真复杂交通场景方面具有优势，故选择此软件模拟2个方案的实际运行状况(见图9)。方案二与方案一相比，地面直行排队长度略有降低，但由于两个方案的下匝道上游只有2个车道，下匝道直行进口道让给地面道路后，展宽段蓄车区也只有3辆车，无法达到3车道的最佳饱和放行效果。通过微观仿真的数据输出，可以得到交叉口各方向的排队长度及延误指标，具体如图10及图11所示。

图9 交通组织方案微观仿真分析

图10 交叉口各周期最大排队长度均值

图11 交叉口平均行车延误

微观仿真模型能够从车辆变道、排队、蓄车区、车道宽度对速度的影响等多角度，直观展示不同方案的运行效果并输出精细化的仿真结果(包括排队、延误等精细化的服务水平指标)。这可以有效反馈施工交通组织方案的翻交设计优劣，评估不同方案的精细化结果，是进行重大项目施工区精细化交通组织方案设计及评估的必要流程。

重大项目施工区的交通组织精细化分析流程及方案设计是城市交通高效稳定运行的重要保障。上海市在20余年重大项目施工交通组织管理中积累了丰富的技术经验。本文以上海重大项目施工区交通组织发展不同阶段的特征为基础，重点分析了交通组织方案与施工方案衔接，施工区域的动态影响范围识别，不同影响区域的差异化交通组织方案评估等内容。其方法应用的有效性已经在诸多案例中进行了验证，可以指导各类重大项目的精细化交通组织方案设计及评估。

注释：

①“翻交”是上海市的约定说法，指交通通道(车道)从原位置或原线形临时改道至另一侧或者其他线形。

《城市交通》2021年第6期刊载文章

作者： 朱浩