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COVID-19教我们如何修复高速公路

蓝色小时内波特兰高速公路

众所周知,今天的交通比六周前快得多。在美国大部分大型地铁地区,居家政策使汽车出行减少了一半以上。

随着低交通量,汽车被放大,一起在波特兰,俄勒冈州(作为一个例子)最高速公路交通经常超过张贴的法定限速。

所以你可能会认为我们的高速公路在高峰时段的载客量比六周前要少。但你错了。实际上,在高峰时段,下午4:30到5:30,波特兰地区的主要高速公路现在所载的汽车数量(实际上略多于)与19号州际公路(pre-COVID-19)一样多。他们走得越来越快。

让我们通过北波特兰,在该州最拥挤的道路据说一个(这里交通的俄勒冈部门希望花了向上的十亿$ 1拓宽道路1.5英里的地方),在5号州际公路的密切关注。betway必威娱乐

我们看着玫瑰区和洲际大桥(里程碑300到309里程碑)之间的区域。我们拉到一起由波特兰州立大学的记录实时交通速度和容量数据PORTAL交通计数程序,它测量交通速度和流量。我们查看了工作日下午4:30到5:30之间的高峰时段交通流量和向北行驶的速度,从马棚桥(Milepost 300)到州际桥(Interstate Bridge) (Milepost 308)。

让我们首先看看基线:在典型的工作日,I-5公路上的交通状况如何?我们关注的是下午的通勤时间,因为这通常是最糟糕、最常见的交通堵塞。从2月3日到3月12日,在实施社交距离措施之前的五周内,请考虑I-5的门户数据。在一个典型的工作日,这段高速公路在这一小时内以平均每小时25.6英里的速度运载了26900辆汽车。

现在看看后COVID时期。以下是3月13日至3月28日的数据。没人惊讶的是,车速提高到了平均每小时53.6英里(在一段限速50英里的高速公路上)。而高峰小时的运量,从下午4:30到5:30:这一小时是27450辆车,不是下降,而是上升,大约是2%的前COVID水平。

2019冠状病毒病后:I-5公路的速度提高了,高峰时段的交通量也增加了

一个简单但看似惊人的事实是,I-5高速公路承载的车辆比COVID-19限制出行之前更多,在高峰时段也更快。怎么可能是这样?

什么公路工程师知道,但不会告诉你拥堵

这其实是一个众所周知的事实,当不允许变得拥挤的时候,道路会承载更多的交通,更快。高速公路受制于某种“临界点”——它们以相当高的速度(每小时45-50英里)运载更多的车辆,直到交通流量达到饱和。当一个小的减速在系统中迅速传播,道路的速度就会下降——这是重要的部分——它就会失去容量:t实际上运载的车辆更少。

I-5在2019冠状病毒大流行之前如此拥挤,现在移动如此迅速(并运载更多车辆)的原因完全可以解释为,我们将交通保持在临界点以下。PORTAL中的数据显示了这是如何工作的。

以前:引爆点在下午2点到3点,速度下降到下午6点到7点。这正是我们每天看到的I-5的现象。从午夜(0小时)通过一天的整个过程下面给出了典型的每日交通量的图表。这些数据是I-5北行从里程碑300至307,从2月10日至2月14日的蓝线对应于速度(左侧轴测量);蓝色列是交通流量,每小时,右侧轴测量)。

如你所见,每天下午2或3点左右,I-5北侧的交通量达到饱和水平,旅行速度急剧下降到每小时20英里左右。他们通常保持这种方式,直到下午6点到7点,当交通量下降到足够的程度(从南部进入的汽车和卡车更少)时,允许交通加速回到限速。

AFTER:交通住宿的临界点了一整天的下方;速度平均每小时55-60英里一整天。下图显示的是4月13日至17日同样的数据。

因为高速公路永远不会饱和,也不会超过其临界点,所以旅行速度保持在高水平,而且在高峰时段(下午4:30到5:30之间),这条公路的交通流量甚至比大流行之前还要大。

请注意,虽然高峰时段的交通量略有上升,但实际上每天的总交通量却在下降。考虑一下307.9英里的24小时交通计数。从2月17日至2月28日的工作日,这段I-5北向路段平均每天行驶约46,700辆车。在3月23日至27日的工作日,交通量下降到每天约38,100辆,降幅约为18%。交通流量减少了近五分之一,这意味着白天的任何时候,高速公路的交通量都没有超过通常会引发拥堵和长时间减速的“临界点”。

这怎么可能?高速公路和交通堵塞的科学

这就是高速公路真正的工作方式:只要每个人都以每小时45-50英里的速度行驶,高速公路就运转良好,因为它承载着最大的交通量。但一旦一条高速公路变得稍微超载,交通速度就会突然下降,而且——这一点至关重要——高速公路实际上会失去通行能力(在任何时间段,通过某个给定点的车辆都会减少)。

交通量和交通速度之间的关系是“非线性的”,当我们将交通速度与交通量进行对比时,我们会得到一条曲线,显示交通堵塞是如何形成的。下面是华盛顿州交通部的一个例子betway必威娱乐2018拥塞报告. 速度显示在垂直轴上;卡车在水平轴上的体积。每个点对应于对这段道路上车辆数量和速度的观察。阴影曲线显示了与点模式相匹配的统计关系。

在低流量水平(左上),车辆以自由流量速度(通常是限速,或稍高)行驶。随着交通量的增加(沿着曲线向右移动),速度缓慢下降。一旦交通变得饱和——在这张图上,每条车道每小时有1500到2000辆车——我们就会到达一个不稳定的点,在这里速度和体积的关系是不稳定的,曲线会向后弯曲。

任何一段高速公路的确切临界点将取决于许多因素:道路是直的还是弯的;坡道和坡道的存在;和其他因素。一旦道路达到并稍微超过了它的容量,交通就会突然减速,然后道路上的车辆就会减少。在进入高速公路的车辆减少之前,道路往往会卡在这段较低的弯道上,汽车可以加速行驶到这段弯道的上部。

公路工程师所做的许多“改进”(扩大匝道的通行能力)实际上使更多的汽车更容易上路,从而使其更快堵塞。

我们经常堵车的原因是因为没有什么可从获得在高速公路上停下车太多了,一旦他们这样做,推动高速公路超过其临界点,车行道倾向于保持拥塞。事实上,他“改进”是高速公路工程师们(扩大斜坡的能力)实际上更容易为更多的汽车获得到车道上,导致其更快堵塞了。正如我们在记录市气象台,十年前在胜利道扩阔的I-5号干线,在繁忙时间的流量较I-5号桥为低)。

这就是为什么“消除瓶颈”是无限的绝望游戏捶一个痣。当你在一个点上让更多的车更快地传播,只需更加快捷重载下一个下游点,交通拥堵发生。这是一个原因,加宽高速公路从来没有减少拥堵;即使你有高速公路的23-车道,如在休斯敦.

因此,使高速公路的吞吐量最大化的诀窍是保持交通水平刚好低于这个临界点。这正是COVID-19旅行限制在全国高速公路上造成的后果。(这确实是苛刻和低效的,但它表明了管理需求如何能使拥堵消失)。

政策含义:管理需求是缓解拥堵的关键

过去几周的经验,应该是如何有效打击交通拥堵一个强大的对象教训。如果我们管理在高峰小时巷道需求,以保持临界点以下的交通量,我们可以得到比他们的速度,现在要做直至(甚至以上)的速度限制我们现有的道路进行甚至更多的流量。

你可能会认为,有了这个启示,公路部门——特别是像奥多特这样面临20%-30%的天然气税收下降的资金紧张的部门——会想办法应用需求管理解决方案,在这里每天都能很好地展示出来。记住,这并不意味着总交通量的大幅减少,它只是意味着在任何时候都要保持交通量不超过高速公路的通行能力。

但是,我们从ODOT所听到的更多推土机刚的声音。Even in the face of demonstrable evidence about how to solve congestion without spending a dime on concrete or asphalt, they’re reading to march forward with a $1 billion freeway widening project on I-5 at the Rose Quarter — one which, without pricing or other demand management, simply will increase congestion and pollution.

在使高速公路最大限度地发挥其吞吐量的关键是要保持交通水平略低于这个临界点。

这真正表明的是,他们的抗议相反,公路工程师实际上根本不在乎交通堵塞。谁建立了一个数十亿美元的资本资产却什么都不做来管理它的使用,事实上,让它经常变得非常低效因为每天都被需求淹没?

如果交通工程师愿意的话,他们可以采取一系列的措施,使系统更加顺畅地工作,为所有用户提供更好的体验。正如经济学家早就指出的那样,即使在高峰时段使用公路的价格不高,也会促使一些用户推迟出行、采取其他模式或走其他路线,实际上会增加我们的幸福感。

拥挤定价:什么COVID-19业务经验表明是定价的道路不会是道路使用者的额外费用,而是会产生更快的旅行和更好地利用道路的方面巨大的好处。这对道路收费一个有力的论据。

为高速公路系统随时间变化的过路费的制度将鼓励一些人重新安排在始终保持高速公路超过其临界点的方式他们的旅行拍摄。通过这种方式,定价提供了何英电话“物有所值” - 如果你支付高峰时间充电,你会得到一个道路系统,工程更好地为您和其他人。

管理需求:定价可能是铺路高效最好的和最强大的工具,但它是唯一一个远远。该地区的所有高速公路是定义“限制访问”。在波特兰大部分高速公路斜坡具有“斜坡米” - 制约汽车,可以让在高速公路上的数交通信号。

匝道测量的逻辑是从上面显示的关于不稳定的非线性速度-体积关系的相同基础观测中得出的。匝道表的设计是为了防止太多的汽车一下子挤进高速公路,从而造成交通堵塞。但是大多数匝道的计量都是定时的,有固定的间隔(每5-10秒一辆车,不管高速公路有多拥挤或自由流动)。

更严格的计量,包括允许交通在匝道上倒车以保持高速公路的行驶,将产生更高的交通流量。同样,公路局也可以考虑在高峰时段关闭一些匝道。一个符合逻辑的候选者是I-5 Jantzen Beach入口匝道到I-5北行。这条短而不合标准的匝道基本上让来自詹森海滩购物中心的交通阻塞了I-5桥的交通流,是引发每日减速的初始延误的主要来源。I-5交通状况的改善与前往詹岑海滩购物的大幅减少不谋而合,这也不是巧合。

这里,在COVID-19大流行的中间是一个很有启发的自然实验,演示如何,在需求管理的形式一点点巧思,我们可以让我们的交通系统的工作好得多,既缓解日常拥堵的烦恼betway必威娱乐并提供更加吞吐量我们的昂贵的基础设施。

If we’re smart, we’ll learn from this experiment and choose to manage our road system in a way that provides benefits for everyone, rather than simply throwing more billions at wasteful road-widening projects that do nothing to resolve the fundamental cause of traffic congestion.

本文最初出现在城市天文台。

这个故事最初出现在:

市气象台

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