道路交通组织优化基础知识详解分析

第二章道路交通组织优化基础知识道路交通组织主要的研究对象是交通流，利用交通流的规律、特点，指导交通管理工作，改善交通管理的环境。

既然叫交通流，就必定存在流体（气体、液体）的共同特性。

我们可以通过对这些规律的认识，借助流体特性，来确定交通工程的原则和交通管理的方法，以达到科学交通管理之目的。

1、流体特性1.1流量特性流量等于密度与速度的乘积，即：Q=KV式中：Q——通过的流量，交通单位是辆/小时；K——流体密度，交通单位是辆/公里；V——流体流速，交通单位是公里/小时。

由此看出，在密度一定的条件下，速度越快，通过的流量也就越多，反映在交通上，通行能力就越大。

1.2流向特性“水往低处流”，实质上是哪里压力小就往哪里流。

机动车流也遵从这一特点，哪里的交通负荷（压力）小就往哪里走，这是由省时心理决定的。

1.3阻力特性不同运动速度的物体（自行车、汽车、行人等），同处于一个空间内运动时就会产生相互影响，表现为流体阻力。

阻力越大流速越慢。

1.4流速特性由于存在阻力，流体流速就不可能完全一致，当层流状态时，流体层间速度差小，相互干扰小，有利于提高流速增加通行能力；当紊流状态时，各种速度的物体同处一个空间，相互干扰大，碰撞机会多，提高流速会增加碰撞机会。

由此可见，在交通上，层流状态可以提高车速进而提高道路通行能力；紊流状态必须限速控制碰撞，因而无法提高道路通行能力。

1.5流量调节特性可以采用分流、卸荷的方法，调整路网内的局部负荷。

分流相当于“过滤”，卸荷相当于“阀门”。

根据以上所述流体特性，可以看出理想的交通流运行状态应该是：层流运行、流速接近、容易分离分层、密度均匀；理想的道路条件是：阻力小，路口与路口之间通行能力接近，局部负荷可以通过分流、卸荷做调整，路网密度适中并有明显对偶关系。

以便民警学会确定冲突点位置的方法。

①无信号控制平面交叉路口固定冲突点的分布若不计入行人流、非机动车流的各类冲突点，各种平交路口的冲突点数（按最少计）如表2-1所示。

表2-1 交通流的交叉点、合流点和分流点的数目图2-3 标准十安平交路口机动车、非机动车、行人无信号灯控冲突点分布图以上仅是单车道的情况，如果是多车道的道路，情况会比单车道复杂的多。

因此在现行交通管理中，往往利用信号控制、让行控制来减少路口固定冲突点的个数。

同时注重用交通工程的方法，通过路口渠化缩小冲突范围，固定冲突点的具体位置，同时利用单行、禁左的交通组织，减少冲突点个数，以达到简化路口冲突点的目的。

②交通信号灯控制平面交叉路口空间冲突点的。

目前国内多数信号控制路口用的是两相控制，也就是说，一个信号周期内只有两个信号相位方案，即东西绿南北红和东西红南北绿。

随着现代化程度的提高，信号控制正在向多相位发展。

什么叫相位？一般把在一种信号灯色的条件下允许通行的流向组合称为相位。

而国外常把允许通行的流向叫相位，把允许通行的流向组合称为状态（或阶段）。

国外这种划分方法，有利于进行多相位控制，因为它可以对相同流向中的某种交通流提前（或延迟）放行，也可以对它提前（或延迟）截断，使之在绿灯时间内更合理有效地利用路口空间。

它不仅解决了路口通行权问题，而且也解决了先行权问题，使信号控制更符合“路权”概念。

这是交通现代化发展的产物。

按我国现行两相制信号控制的标准十字路口来看，其各类冲突点分布如图2-4所示，各类冲突点统计见表2-3。

图2-4 两相制信号控制十字路口机、非、行各类冲突点分布图 表2-3 两相制信号控制十字路口机、非、行各类冲突点统计表由此可以看出，采用信号控制，可以有效地减少各类冲突点个数。

并且，相位设置越多，冲突点数就减少，控制起来也就越容易。

图2-5是单设左转相位（三相制）冲突点分布图。

图2-5 三相制信号控制十字路口冲突点分布图由图2-5可以看出，增设左转相位后，每一相中只有12交叉点和8个交织点，并且交叉冲突点的位置集中，容易控制，交通组织非常简单，为搞好路口秩序管理打下基础。

可以说，多相位控制为路口内不同的交通流分离创造了有利的条件。

实行多相位控制不能无原则地增加控制相位，因为每增加一个相位，就会在信号配时上带来相应的绿灯损失时间。

同时也会造成信号周期的延长。

但是实行多相位可以有效减少交通延误，改善路口交通秩序，减少交通事故隐患，即使减少的交通延误被增加绿灯损失时间所抵消，但减少冲突点所带来的安全效益和良好的路口秩序，是两相制控制所无法比拟的。

由于我国绝大多数驾驶员熟悉两相制信号，已养成遵守两相制信号的经验行为方式，对改为多相制可能会有一个适应过程。

因此在交通信号灯的安装使用上，必须做出一定的改进，使每个驾驶员只能看到自己这一相的信号灯，无法看到其他相信号灯，这样才能真正做到多相位控制。

另外，加强现代交通科普教育，加强对多相位控制的宣传，使驾驶员养成只看自己这一相位信号灯的良好习惯，为实行现代化的交通控制打好管理的基础。

2.2立交桥冲突点分布立交桥是一种新型道路设施，在我国的应用仅有30多年的历史。

立交桥是城市道路现代化的标志，是现代交通建设中被广泛用于解决路口交通拥堵的有效手段。

但是，我国的交通结构是以混合交通为主体的交通流基本结构，而立交桥是主要用于解决机动车过路口的道路设施，因此在立交桥设计、建设上不可避免的会遇到各种冲突问题，会给交通安全带来隐患。

立交桥区事故集中，一方面有桥本身存在的缺陷，而更重要的一方面，是立交桥冲突失控的结果。

不能不看到，立交桥减少了汽车通过路口的阻力，因此车速得以提高；但是立交桥也增加了行人、骑车人通过路口的困难，使人力交通绕行距离增加，同时上桥下桥又加大了体力消耗，因此按照人的生理心理特点，会促使一部分人违章。

由于桥区面积大，冲突点分布分散，加上行车阻力小，过桥视距差，所以立交冲突极易酿成事故。

立交桥冲突点主要分布在哪些部位呢？据调查统计，立交桥冲突点主要分布在各匝道口处，其中尤其以道路与立交桥结合部的冲突点最为危险。

国外由于是以机动车交通为主体，故立交桥发生的多为桥端事故。

这一点与国外明显不同。

立交桥按其结构形式分，主要可分为互通式、分离式和高架桥，其中分离式和高架桥的冲突多发生在桥面、桥下和桥端，而互通式则在桥端、匝道、桥面上均存在冲突点。

各种立交的冲突分布如图2-6所示。

由于各种立交桥桥区冲突点分布分散，因此应按不同危险程度分类，分别进行控制。

按事故调查结果来看，桥端的冲突点危险程度最高，因此立交桥控制警力应布置在桥端匝道口处。

定向式立交桥互通式立交桥图2-6 各种形式立交桥冲突点分布2.3冲突点控制现代交通秩序管理要点是控制交通冲突、改善交通秩序、减少交通延误和事故隐患。

因此要求交通民警不仅要熟练掌握各种指挥手势，而且要求民警学会确定路口冲突点位置，进行冲突点控制。

冲突点的控制原则是：变随机冲突点为固定冲突点、变交叉冲突点为交织冲突点，减少冲突点个数，减少冲突点上的冲突次数，减少冲突点上的冲突能量。

交叉冲突容易造成碰撞事故，合流冲突容易造成追尾、刮蹭事故，这两种冲突比分流冲突危险程度要高得多。

同时，交叉冲突和合流冲突能够严重影响车速，造成道路通行能力下降，交通延误增加。

因此，对于冲突的控制，重点是交叉与合流冲突点的控制。

在各种交通流中，机动车是交通强者，行人和自行车是交通弱者。

强者对强者或者弱者对弱者的交通冲突，其结果都不如强者对弱者的冲突伤亡惨重。

同时弱者与强者冲突时，所造成的交通延误又比强者冲突高得多。

因此对于冲突类型的控制，重点是强者对弱者的交叉冲突。

也就是说，要想办法把行人、自行车从机动车队里分离出去。

由于路权包括了通行权与先行权，所以可以用空间分离、时间分离和管理控制相结合的方法进行冲突点控制。

①冲突点的空间分离一般常采用交通渠化的方法，把随机冲突点固定下来，利用路口的导流带、导向线、导向车道以及停车线、人行横道等交通标线，缩小路口冲突范围，隔离不同车种、流向的交通流，把空间上冲突点的个数降至最低，为时间分离和让行分离打好基础。

冲突范围越小，冲突点个数越少，管理上越容易进行分离和控制。

路段上常采用护栏、隔离带、车道线、人行横道线来控制冲突点。

②冲突点的时间分离对空间渠化以后仍然无法消除的冲突点，可以采用信号控制的方式，在冲突点的通过时间上进行分离。

从理论上讲，多相位信号控制可以减少或消除冲突点，但相位设置越多，绿灯损失时间越多，信号周期时间也越长。

由于我们是混合交通，我们不仅要分离不同流向的交通流，而且还要分离不同车种的交通流，仅靠多相位控制有一定的困难，因此要辅以民警的管理，对冲突点上不同车种的交通流进行分离，相位设置以满足机动车流向分离要求为宜。

对于路段上的人行横道的控制，在过街人流大到一定程度以后，可以通过设立行人过街信号灯加以控制，以达到在时间上分离机动车和行人冲突点的目的。

③冲突点的管理控制依靠民警手势或让行标志、标线，对冲突点进行分离。

对同一相位不同车种的交通流通过同一冲突点时，由于速度差影响会引起交通延误，所以在冲突点上应该按不同车种分开放行。

由于交通流已越过停车线，不再受交通信号控制，因此避免在冲突点上产生冲突，必须解决好优先通行的问题，这就要靠民警进行冲突点上车种、流向分离来实现。

执勤民警不但应该掌握各种情况下冲突点的分布，而且应该学会根据信号灯色变化确定相应的冲突点位置，并且找到有利于进行冲突控制和疏导交通的有利位置，以便取得改善路口交通秩序，防止发生拥挤堵塞和交通事故的管理效果，进一步提高路口、路段的通行能力。

2.4信号相位信号相位一般用来表示时间路权，同时只限于表示通行权，不用来表示其他路权。

交通渠化的作用是通过空间路权分配的方式固定冲突点的位置，而信号相位的作用则是通过时间路权分配的方式减少冲突点的个数。

由于我国是混合交通结构，无论路段上隔离多彻底，在路口内仍是机非混行，因此不可能完全消除路口内的冲突点。

特别是两种不同种类的交通流在不同流向上同时具备通行权时，在路口内则产生的全是对通行和安全影响最大的交叉冲突点。

因此通过信号相位明确通行权的同时，还要通过法规明确先行权，才能使机动车流、非机动车流、行人流在通过路口时变得畅通有序。

增加信号相位，则可以减少冲突点的个数，进而把冲突点上先行权的问题转化成通行权问题来处理，使路口放行更加有序。

但是，每增加一个信号相位，都要增加一次信号灯绿灯前损失时间和后损失时间，路口通行能力将有所下降。

所以，信号相位并不是越多越好，应视路口具体情况而定。

如果安全问题突出，则应增加信号相位；如果拥堵问题突出（不属于秩序混乱造成的拥堵），则不宜增加信号相位，而应靠其他道路交通组织优化方法来解决拥堵问题。

为了了解信号相位与冲突点个数的关系，我们借助信号相位图的方法来进行直观图示。

①交通信号常用参数a）流向：允许通行的交通流方向。