交通组织优化论

在交通组织优化过程中，多方案比选是解决问题的关键.只有对交叉口组织方案进行充分比选，做到在方案实施前充分了解实施效果，才能保证交通组织的有效性，避免组织方案不合理带来的危害.现在以提高交叉口的通行能力，减少车辆的平均行驶延误为优化目标，以信号配时、交通工程措施为信号交叉口组织优化手段，通过计算机仿真模型计算多种方案的优化指标，比选出特定信号交叉口的最优方案或提出改进措施，具体的组织优化方法
分道转弯式：通过设计导流岛，划分车道等措施。使单向右转弯或者双向左、右转车流以较大的半径分道行驶的平面交叉。此类交叉口转弯车辆，尤其是右转弯车辆行驶速度和通行能力都较高。适用于车速较高，转弯车辆较多的一般道路。
拓宽路口形式：为使转弯车辆不影响其他车辆的正常行驶，在交叉口连接处增设变速车道和转弯车道的平面交叉。此类交叉口可减小转弯交通对直行的干扰，车速较高，事故率低，通行能力大，占地多，投资大。适用于交通量较大、转弯车辆较多的一 、二级公路和城市主干路。
叉口相交叉的道路的条数及他们之间的相互交叉的角度等等决定了城市道路交叉口的形式。常见的交叉口的形式有：十字形，X字形,T字形,Y字形，错位交叉和复合交叉（五条或者五条以上的道路交叉路口）等几种。根据交通特点，交叉口的形式可归纳为加辅转角式，分道转角式，扩宽路口式和环形交叉四类。
交叉口用适当半径的园曲线平顺连接相交道路的路基和路面。此类交叉口形式简单，占地少，造价低，设计方便是其优点，但是行车速度低，通行能力小是其不可忽视的缺点。适用于转弯时交通量较小的主干道和次干道交叉。设计时主要解决合适的转弯曲线半径和足够的视距等问题。
交通组织优化的关键问题，以下讨论利用微观仿真模型实现信号交叉口交通组织优化的关键问题.
运行效率主要体现在车辆平均延误与实际通行能力上.车辆平均延误是指所有车辆在通过交叉口时由于交通信号装置而产生的延误总和除以总交通量.车辆平均延误的大小与交叉口的服务水平紧密相关.实际通行能力又可通过饱和度来体现;饱和度为交叉口实际交通量与通行能力的比值，反映了交叉口道路的时空利用率。运行秩序的优劣直接影响着交叉口的安全水平.评价运行秩序的优劣通常需要考虑交叉口的冲突点面密度、渠化状况.行人过街设施等.因此，本文选取了通行能力、平均行驶延误、冲突点面密度作为平面交叉口交通组织优化的评价指标，从运行效率和运行秩序两个方面来衡量交通组织的优劣程度.
城市信号交叉口空间优化设计，由于道路建设条件和资金的限制，平面信号交叉口仍然是城市交通的主要形式.作为车辆汇集和转向所在地，交叉口复杂的交通特征使其容易成为交通秩序混乱和事故的多发点，降低了道路网பைடு நூலகம்行能力.因此，如何改善路口行车秩序，提高路网通行能力是国内外共同关注的问题一方面，原有道路布局和基础设施因规划、资金等原因所限，不能像新建城市的道路那样可以按照交通需求的发展趋势进行道路的规划设计;另一方面，完全靠拓宽道路和修建立体交通网络等途径来解决交通拥挤问题也是不现实的.
为系统地优化道路交通组织、推进交通管理与交通组织新技术的应用，以充分挖掘道路资源，提高路网运行效率，改善城市道路交通运行状况，极有必要开展道路交通组织系统优化研究及试点方案设计，为推进道路交通组织优化提供技术依据。
改革开放以来，随着我国社会经济的快速发展、人民生活水平的不断提高、道路交通建设力度的不断加大，机动车和驾驶人员的数量迅速增长，尤其是小汽车进人家庭时代的到来，使得道路交通量与交通需求随之急剧增大.城市交通紧张的状况日益严重，城市交通系统的正常运转、组织与疏导受到了很大影响，极大地妨碍了社会经济的发展以及人们的出行.大城市的道路交通普遍存在着“一路红灯，四处拥堵;动少停多，十分无助”的现象.这其中的制约因素很多，从资金到土地，再到交通资源的利用，都会对此产生影响.因此，科学合理地利用当前的交通网络是最现实、最高效的手段.这样，交通管理就成为一种稳定社会、保证经济、追求效益的社会，管理有两个方面:一为“管”是强制性的，表现在以法规条文来约束被管理者;一为“理”是协调性的，表现在调节整理上.道路交通的组织优化就属于这个协调性的“理”.谈到交通管理，大多是强调“管”的方面，其实“理”才是解决问题的根本.就如大禹治水一样不能只堵，得疏导.因此，交通组织优化研究对解决日益严重的城市交通问题有着重要的意义.交通组织是交通的流量组织、流速组织和流向组织.道路交通组织优化设计是利用科学的交通管理方法与措施，在有限的道路空间上合理地分时、分路、分车种、分流向使用道路，使道路交通始终处于有序、高效的运行状态，.对于城市的道路而言，交叉口是城市交通的关键，交叉口中又以平面交叉口居多.因此，城区平面交叉口的交通组织优化设计应适应交叉口特殊的几何线性要求，体现以人为本、方便居民出行的原则.在考虑城市历史与环境保护的前提下，处理好交叉口内车辆与行人的交通路权与冲突点问题，重在改善混乱的交通运行环境，加强道路交通管理.道路交通组织设计的目的就是使车辆在整个研究区域的路网上的运行更有序，从而最大限度地节约道路资源，并使车辆的总体运行时间最短，实现研究区域内交通的良性运行.理想的交通组织涉及了城市规划设计、道路工程设计和交通管理三个领域的知识，道路交通组织设计的成果是从道路规划开始，贯穿于城市规划、道路方案设计、初步设计、施工图设计、道路交通工程设计以及道路交通管理的整个阶段.它为道路设计提供了交叉口的形式、道路进出口的设置、路段的单双向交通，为交通标志的设置、交通管理以及道路所划分的每一个单元的建筑开口的选择提供可靠的依据，根据交通组织设计成果来建设、管理道路，使交通流更均衡合理地利用道路资源，避免道路资源的浪费，避免路段或结点道路资源缺少和造成交通的拥堵，传统意义上的交通设计仅局限于小范围.道路专业设计人员只能依据规划道路进行几何设计，而影响道路使用的重要因素一一道路交通组织设计却没有得到足够的重视.在道路建成使用过程中，管理部门对整个区域路网缺乏宏观管理，只有当道路上车辆堵塞时，才会给予重视，所能做的工作只能是“疏导”，不能从根本上解决问题.因此，交通组织的优化研究不是简单地对交叉口或路段的拥挤交通进行疏导，而是从设计上根本解决问题.平面交通组织的基本任务，就是要保证道路上的车辆和行人的交通安全，并提高道路的通行能力.也就是正确组织不同方向的车流、人流，设置必须的车道数，合理布置交通道、交通信号灯及地面交通标志等，使车辆在道路和交叉口能按最优交通的原则组织起来，顺利通过路段和交叉口.
根据实施交通组织方案的难易程度，本文按信号配时、交通工程措施以及交通管理措施的顺序对交叉口的交通组织进行优化.首先从信号配时着手，包括相位、周期、绿信比等信号配时的调整川.合理的信号配时能有效地利用交叉口时空资源，是提高交叉口通行能力的有效手段，而且信号配时的调整操作简羊，成本低，可操作性强.当调整信号配时不能达到优化目标时，进行交通工程设计.内容包括划分车道功能、交叉口渠化和拓宽人口等;通过改善交通流组织方式和道路条件，保证良好的交通秩序，从而提高实际通行能力，减少行驶延误.当以上2种措施都不能达到优化目标时，采用交通管制，非机动车行人分流等控制交通需求的管理措施限制部分交通需求，减轻交叉口的压力
评价方法的选取当平面交叉口的道路几何条件和交通条件确定后，冲突点面密度很容易求得.而由于平面信号交叉口的通行能力和行驶延误的影响因素很多，其计算方法也较多;常见的有经验模型、理论模型和仿真模型.在应用上，经验模型或理论模型都有其局限性.在交叉口上车流的运行特性相当复杂，就是最繁复的数学模型也不得不将所有车辆和驾驶员一般化而使其有相同的特征.而且经验模型和理论模型都需要大量的数据来标定，才能得到符合精度要求的数据;而我国的平面信号交叉口类型多，交通流特征不清晰，要得到良好的经验模型或理论模型都非常困难.相比之下，利用仿真模型来计算通行能力和行驶延误具有明显的优势.①平面交叉口仿真模型有很大的适应性，可概括相当大范围的道路条件和交通条件②对仿真模型的输人，可随意使用特定的分布、交通控制方式和驾驶员的特征.可见，仿真模型可最大程度地满足多方案对道路条件、交通条件的描述.因此，作者选取了仿真模型来计算评价指标.13仿真方法的确定仿真模型的开发首先需要确定仿真机制.在研究道路车流中，常用两种仿真形式:类比仿真和数字仿真.前者介乎现实世界和类比物理体系之间，而类比物理体系的各个部分的相互影响与真实情况应彼此相似;后者是将仿真体系的状况用数字方式加以存储，并按照存储的指令或模型规则，将仿真体系的状况随事态发展更新.而体系更新可用两种方式定时扫描或事件扫描〔呜].应用定时扫描方式，是按等段扫描时间来考察车流体系的状态，及时计算出一个时段所有车辆的动态属性，并依据车流情况扫描模型的各个部分;然后，等到下一个扫描时段，再重复这样的过程.扫描时段的长短，会影响模型的精度;只要能概括所有车辆有意义的动作就够了，但如时段太短，将增加计算机的运转时间.因此，扫描时段的选择，将决定于所用计算机的性能、仿真程序的目的，以及车头时距形成的方法.在应用事件扫描时，用来建立程序的事件要在程序运行中具有重要性的事件.下一次有意义事件发生的时间，将由程序以及将事件调整到最新的车流情况来决定.作者考虑到交叉口内交通时间较多，利用事件扫描并不能节约时间和计算机资源，且仿真模型应该具有较大的适应性，所以采用了时间扫描的数字仿真对交叉口组织优化进行模拟.
城市信运行秩序的优劣直接影响着交叉口的安全水平.评价运行秩序的优劣通常需要考虑交叉口的冲突点面密度、渠化状况‘行人过街设施等.因此，本文选取了通行能力、平均行驶延误、冲突点面密度作为平面交叉口交通组织优化的评价指标，从运行效率和运行秩序两个方面来衡量交通组织的优劣程度.号交叉口的形式
道路网规划，道路周围建筑情，况交叉口用地及交通量，交通性质和交通组织，以及交
按规划需要修建立体交叉处，近期可以采用环形平面交叉作为过渡形式，并预留远期改建为立交的可能性。设计时主要解决中心岛的形状和半径，环道的布置和宽度，交织段长度，交织角，进出口曲线半径和视距要求等问题。
城市信号交叉口空间优化设计的内容
城市型号交叉口设计包括时间设计和空间设计，时间设计是由空间设计决定的，但是它又影响着空间设计。所以两者的关系是相当密切的。道路交叉口的空间设计主要包括叉口形式的选择、车道功能划分（例如车道宽度的确定以及进、出口道车道数的确定）、交叉口渠化（例如左专车道的设置、右转车道的设置）、标志标线的施划、安全设施的设置等内容。交叉口的空间优化设计是更具交叉口的环境、交通流和事故发生率等因素来综合考虑交叉口的空间设计是否达到最优，如果没有到达则需要对交叉口的空间设计进行改进。在以下几章当中主研究了车道功能划分和交叉口的渠化。
环形交叉：在交叉口中央设置中心岛，用环道组织渠化交通，使进入的所有车辆一律按逆时针方向绕岛单向行驶，直至所要去的路口离开岛驶出的平面交叉，俗称转盘。环形交叉口的优点是驶入交叉口的各种车辆可连续不断的单向行驶，减少了车辆在交叉口的延误时间；环道上行车只有分流与合流，消灭了冲突点，提高了行车安全性；交通组织简便，不需要信号管制；对多路交叉和畸形交叉，用环道组织渠化交通更为有效；中心岛绿化科美化环境。其缺点是：占地面积达，城市改建困难；增加了车辆绕行距离，特别是左转弯车辆；一般造价高于其他平面交叉。
城市道路交通组织与优化研究
道路交通组织是道路交通系统运行的关键环节，科学、合理的道路交通组织是保障道路交通有序、高率、安全运行的基础。近年来，我国在交通需求与机动车拥有量快速增长情况下路网运行保持了基本平稳，其中持续不断地完善交通组织起到了重要作用。
我国道路交通运行管理面临双重压力。一方面，随着城市的发展与社会经济发展，交通需求与机动车拥有量将持续增长，给路网带来的交通压力将越来越大，交通拥挤道路将不断扩大，并将导致交通燃油消耗增加、车辆尾气污染加重等问题。另一方面，随着建设现代化国际化先进城市的深入与社会发展，社会各界对交通顺畅、安全、环保等要求的要求会越来越高。这对交通管理提出了新的挑战与更高的要求，需要在新条件、新形势下研究提出相应的对策、措施与办法。