基于混合交通流下信號交叉口交通組織優(yōu)化分析

常麗君

(吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院)

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基于混合交通流下信號交叉口交通組織優(yōu)化分析

常麗君

(吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院)

基于我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及人們生活水平的不斷提高，我國的城市化規(guī)模日益上升，因此機(jī)動車的數(shù)量日益增加。機(jī)動車在給人們增加便利的同時，一個突出的難題也擺在眼前，那就是其數(shù)量規(guī)模的急速擴(kuò)張?jiān)斐傻慕煌▎栴}。而目前，我國機(jī)動車、路人在交叉口的不斷分流與合流使得交通秩序越發(fā)的混亂，容易造成交通堵塞，影響交通質(zhì)量。因而對混合交通流下信號交叉口交通組織優(yōu)化分析的研究就迫在眉睫。

交通流混合；信號交叉口；交通組織

1 關(guān)于混合交通流下信號交叉口交通組織的中外研究現(xiàn)狀

1.1 文章研究的背景

我國城市化進(jìn)程的極速擴(kuò)張，使得機(jī)動車需求日益增加，進(jìn)而使得城市的交通問題頻繁發(fā)生。近年來我國為解決或者緩解城市交通問題，持續(xù)加大對于基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，也取得的一定的進(jìn)步。但是，交通秩序的混亂，交通事故的頻繁發(fā)生以及污染問題沒有得到有效解決。

根據(jù)公安部交管局2015年1月公布的數(shù)據(jù)顯示，我國機(jī)動車的數(shù)量截止到2014年底達(dá)到2.64億輛，其中汽車的數(shù)量為1.54億輛，而汽車的駕駛?cè)顺^2.46億人。統(tǒng)計數(shù)字顯示，近五年機(jī)動車年均增量1 500多萬輛。與此相關(guān)的是中國駕駛?cè)藬?shù)量位居世界第一，汽車數(shù)量僅次于美國，居世界第二位。這標(biāo)志我國道路交通發(fā)展達(dá)到新階段。但是，不可否認(rèn)的是中國道路安全問題依舊難以解決，且有越發(fā)嚴(yán)重之勢。由于市場供需之間的不平衡，進(jìn)而使得城市交通堵塞日益嚴(yán)重，人們的出行質(zhì)量日益下降，甚至造成交通事故的發(fā)生。根據(jù)中國道路交通安全論壇顯示的數(shù)據(jù)，我國每年因道路交通安全事故傷亡人數(shù)超過20萬人。我國道路交通安全問題甚至可由交通事故總量大、死亡率較高、惡性事故頻發(fā)來概括。

1.2 混合交通流下信號交叉口交通組織的中外研究現(xiàn)狀

國外的信號交叉口的研究歷史最早可以追溯到1868年。英國倫敦的某一街口出現(xiàn)了交通信號燈，由此標(biāo)志著世界上最早的信號交叉口的出現(xiàn)。而據(jù)此，美國、英國等歐美發(fā)達(dá)的資本主義國家展開了眾多的研究，對此提出專用車道、渠化交通設(shè)施；信號控制管理與交通規(guī)則管理結(jié)合等眾多的緩解交通壓力的方式，不斷提高了交通的運(yùn)行能力。

在信號交叉口交通組織優(yōu)化方面，歐美國家進(jìn)行了大量的研究。在信號交叉口延誤方面，加拿大的研究人員reply和L.fu.vehicula在上世紀(jì)末，給出了機(jī)動車與路人在交叉信息口延誤時間的計算方法。1994年，美國國家研究室交通研究中心對于信號交叉口優(yōu)化設(shè)計也做出了重要的貢獻(xiàn)。混合交通流下信號交叉口優(yōu)化方面，美國德克薩斯交通學(xué)院以及南佛羅里達(dá)大學(xué)的建樹頗豐。

而國內(nèi)由于多方面的因素，對于上述的問題研究的起步較晚。對信號交叉口的研究可從上世紀(jì)八十年代北京工業(yè)大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等學(xué)院的研究算起。再此之后我國眾多的交通工作以及研究人員不斷的借鑒國外先進(jìn)的研究技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)，為我國的交通事業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

進(jìn)入新千年，北京工業(yè)大學(xué)的邵長橋博士，在信號口的延誤方面改進(jìn)了先前的車輛延誤的模型；以及李春艷碩士在結(jié)合中國交通特色的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了信號交叉口的車輛延誤模型，提高了適應(yīng)性。在混合交通流下信號交叉口優(yōu)化方面，吉林大學(xué)景春光博士新建立了非機(jī)動車交通流參數(shù)模型。

2 信號交叉口交通組織優(yōu)化問題的相關(guān)敘述

2.1 關(guān)于信號交叉口交通組織優(yōu)化相關(guān)的概述

交通管理科學(xué)需要促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展以及社會的穩(wěn)定。構(gòu)成交通管理兩方面的結(jié)構(gòu)包括管理的思想和管理的技術(shù)，二者相互結(jié)合、相互影響共同構(gòu)成交通管理科學(xué)。管理思想的先進(jìn)性有利于決策的科學(xué)性和有效性，而管理技術(shù)的先進(jìn)性使得管理工作的效率與質(zhì)量得到保障。

簡單說來，交通組織就是交通的流量組織或者流向組織。而道路交通組織優(yōu)化就是在原有的控制技術(shù)、通信技術(shù)、傳導(dǎo)技術(shù)基礎(chǔ)之上，制定出更加科學(xué)有效、合理可行的戰(zhàn)略措施。從而在有限的道路空間上，使得分時、分流更加的高效，使道路的交通更加有序，充分展示現(xiàn)代道路管理的科學(xué)性。

2.2 道路交通組織優(yōu)化的相關(guān)原則

(1)交通工程技術(shù)原則

在有限的交通空間內(nèi)，要面對不同流向的車輛以及不同種類的交通流，要想使得交通秩序的合理性不受到影響，防止交通事故的出現(xiàn)，就必須正確處理與實(shí)施交通的分離原則。以時間分離與空間分離為例，前者依靠信號的傳遞來實(shí)現(xiàn)，而后者則主要依靠交通標(biāo)志線來完成。

為提高出行質(zhì)量以及交通的流暢性，就要保證交通的連續(xù)性。舉例說來，在運(yùn)用交通連續(xù)原則時，地鐵站與公交站要緊靠，以此保證換乘的不間斷；行車道要面對直行導(dǎo)向車道，保證直行的車輛連續(xù)行進(jìn)性。因此交通連續(xù)原則是實(shí)現(xiàn)交通秩序合理有序的基礎(chǔ)。

與此同時，還要考慮各個路網(wǎng)的交通負(fù)荷問題。如果某一網(wǎng)點(diǎn)的交通負(fù)荷過大，那么必然會造成交通的擁擠乃至交通事故的頻發(fā)。因此交通負(fù)荷均勻分配原則就使得各個路網(wǎng)的交通壓力趨于均勻一致。當(dāng)某一路點(diǎn)的交通負(fù)荷達(dá)到極致時，對于交通壓力的轉(zhuǎn)移就無從談起了。這就可以采用總體禁止的方式，來緩解交通的壓力；再者可以采取道路劃分方式，合理分配車輛。

(2)交通組織思想的原則

交通組織的一個根本的原則就是以人為本。以混合交通為例，交通流種類的多樣性、復(fù)雜性以及需求都是矛盾的，而進(jìn)行交通組織要優(yōu)先考慮行人，即按照行人，非機(jī)動車，機(jī)動車的原則來組織。

而交通組織的調(diào)整還要考慮換位思考原則，應(yīng)站在被禁限對象的角度上看待問題，同時對于道路的承受力以及潛在的問題也不要忽視。換位思考原則是混合交通流下組織的基本原則。關(guān)于混合交通流下信號交叉口交通組織優(yōu)化設(shè)計的原則

信號的控制能夠有效的在較短時間內(nèi)對不同交通流進(jìn)行合理的分流，這是防止交通事故發(fā)生的最重要舉措之一。因而，有必要改進(jìn)傳統(tǒng)的交叉口信號的那種忽視行人與非機(jī)動車要求的設(shè)計原則。

為使得交通秩序井然有序，就需對路網(wǎng)的沖突點(diǎn)實(shí)行有效的調(diào)控，因而對信號交叉口的交通渠化進(jìn)行科學(xué)化、高效化的設(shè)計。簡言之，交通渠化，就是利用道路上的交通路標(biāo)或者路面的顏色差異，或者利用欄桿等防護(hù)措施把機(jī)動車、非機(jī)動車、行人等各色交通流進(jìn)行梳理、引導(dǎo)和監(jiān)管，使他們能夠按照一定的行駛路線和行駛方向井然有序的到達(dá)各自的目的地。

做好交通渠化工作，在保證行人、車輛的安全性及秩序性的同時，也減少了資金的投資，并且交通渠化省時省力，最終效果還好。交通渠化使得交通標(biāo)志、地下管線均勻分布，綜合性以及美觀性大大提高。

筆者簡要總結(jié)做好交通渠化工作要求如下：

(1)淺顯簡約：混合交通流下交叉口的渠化設(shè)計原則盡量使人能夠迅速掌握理解。相反，交叉口渠化設(shè)計的越復(fù)雜，人們的交通行為就越不能得到保障。

(2)合理化、規(guī)范化：交通渠化的設(shè)計均按照國家有關(guān)法律來實(shí)行。

(3)安全化：不同交通流在規(guī)范化合理化的交通渠化設(shè)計下，能夠有效的減少交通事故的發(fā)生。

(4)科學(xué)化：交叉口渠化充分考慮了路人、車輛的視距，使得視線被遮擋的幾率大大降低，并且路人和車輛可以在最短時間內(nèi)沿著最短的路線到達(dá)目的地，這使得出行質(zhì)量更加方便高效。

(5)易引起注意：路緣石要醒目化、美觀化，其高度需控制在一定的范圍內(nèi)，當(dāng)高度過低時，就失去其作用。當(dāng)高度過高時，司機(jī)對此難免會產(chǎn)生心理壓力。

(6)識記方便：其位置要在交通流較少的死點(diǎn)處，可節(jié)約占地面積。并且其設(shè)計方案要簡便易行，降低沖突區(qū)域。

[1] 金莉.混合交通流下信號交叉口交通組織優(yōu)化問題研究[D].長安大學(xué),2006.

[2] 張改.考慮一般到達(dá)的信號交叉口自適應(yīng)配時優(yōu)化方法[D].西南交通大學(xué),2013.

[3] 張強(qiáng).非等周期協(xié)調(diào)信號交叉口間車輛排隊(duì)模式及測算方法[D].大連理工大學(xué),2013.

[4] 馬建明,任福田,劉小明，等.信號交叉口交通組織優(yōu)化設(shè)計[J].北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2001,27(2):237-239

[5] 唐旭南.基于減少機(jī)動車尾氣排放的城市道路交叉口信號配時優(yōu)化研究[D].北京交通大學(xué)，2014.

[6] 喬瑛瑤.城市平面信號燈交叉口通行能力分析與優(yōu)化設(shè)計[D].華中科技大學(xué),2007.

[7] 徐紅領(lǐng).信號交叉口可變車道預(yù)信號關(guān)系的研究[D].北京工業(yè)大學(xué),2014.

2015-05-12

常麗君(1984- )，女,山東青島人,講師,研究方向：交通信息工程及控制。

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1008-3383(2015)11-0075-02