城市道路通行能力影响因素研究

贾晓敏导师姓名职称 赵忠杰 教授 申请学位级别 硕士 学科专业名称交通信息工程及控制论文提交日期年月日论文答辩日期 年月日 学位授予单位 长安大学答辩委员会主席 许宏科 学位论文评阅人分类号：一壤步太淳硕士学位论文城市道路通行能力影响因素研究许宏科、马斌方法进行了详细的比较和分析。在对影响城市道路通行能力的道路条件、交通条件和交 通管制条件进行讨论的同时，从道路纵坡、平曲线半径，道路横断面车道宽度和车道数 以及道路相交形式对通行能力的影响；交通流特性、车辆类型的分布对通行能力影响； 交通信号设置对通行能力的影响等方面进行综合分析。最后结合洛阳城市道路实际，通 过对洛阳市主要道路交通流量和饱和度的调查，从道路条件、交通条件以及管制条件对 影响洛阳市道路通行能力的主要因素进行具体分析，并提出了相应的改进措施。摘要作为城市道路交通建设的一项基础性工作，城市道路通行能力及其影响因素研究， 不仅可以确定城市道路建设的合理规模和模式，还为城市道路路网规划、工程可行性研 究、城市道路设计、交通管理与控制及评价等方面提供更为科学的理论依据。论文在综述城市道路交通与城市经济发展的相互促进关系、我国城市道路交通现 状，以及国内外道路通行能力研究情况的基础上，提出了本论文的研究内容。论文首先 阐述了城市道路的路网结构，城市道路网络系统主要是由快速路、主干路和次干路组成， 主干路与快速路共同组成城市骨架网，次干路与主干路结合组成城市干道网。其次对道 路基本通行能力、可能通行能力和设计通行能力和饱和度进行了详细的论述，对城市道 路交叉口和路段的通行能力计算方法进行较为详细的比较和分析。给出了我国城市道路 设计通行能力和城市道路服务水平的分级，并对城市道路交叉口和路段的通行能力计算关键词：城市道路；交通工程；通行能力；影响因素分析 廿 ， 血 血 血 也 讪， 印饥 印时印印时龇龇黟 嗽 ，趾 也 距 仃 印可百 乒 锣 ） 霉， 盯 耐 毗 趾 仃 印 “戤 掣， ） 廿 饥 仃碰 ，仃 ， ， ，、耐也也】曲 ； 仃伍 ： ），；缸伍 ， 仕也 趾 坝 吐 缸瓶 玛也 仔也 皿也锄弱、弱也 ： ；， ；锣； 锄 台 ， 曲 印埘 碰缸 瑚 趵 ， 也 、） ， 砌， 嬲 够 弘 讹 ，酬 缸 ，懿 印 】姗 缸 觚 仃 趿劬姐 ， 也 巧 仃 邪、嬲 够 ， 印 锄 印 缸 咖鹏砒 咖 阳 ， 越 论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。（保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：，喷谚妒 卅年厂月，占日导师签名：瑶移彰 论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：灵虏钗 溯罗年岁月彦日驴？年只，日长安大学硕士学位论文交通赖以正常运行的物质基础。城市道路网络作为城市的生命线，其在城市中的核心地 位，决定了它在城市运行中的骨干作用。一方面，完善的城市道路网络和市政配套设施， 良好的路网通行能力，不仅可满足城市交通需要，同步建设的雨污水管道工程，也可解 决城市区的雨污水出路，改善地区水体及生态环境；也为城市的招商引资、区域经济联 系提供良好的交通环境。另一方面，随着城市规模的急剧扩张，城市路网规模也越来越 大，人们出行的距离不断延长、出行时间不断增加；而城市生活节奏不断加快，人们对 交通系统的要求在舒适、便捷、经济和安全的基础上，增加了准时的新要求；同时人们 的时效观念也发生了深刻的变化，出行己不仅仅是由于工作的需要，还可能是为了旅游、 娱乐和消闲，人们越来越追求出行的质量和效益，因此，城市道路通行能力的好坏直接 关系到居民的生活水准、城市的活力以及城市的发展潜力。我国城市道路交通现状随着我国经济的高速发展，城市化进程大大加快，城市规模不断扩大，城市人口迅 速增长，城市区拥有大量的工作岗位，居民出行次数及出行距离的增加，使城市交通需 求总量大幅度增长。同时，发展汽车工业成为国民经济支柱产业又是我国的产业政策， 城市机动车拥有量和交通量的急剧增长，许多城市机动车交通量的年增长率超过了， 再加上大量的货运交通，都使城市交通流量大幅度提高，城市中心区高峰时段的主要断第一章 绪论 道路交通城市道路交通的作用道路交通运输是城市基本职能和物质基础要素的重要组成部分，也是城市赖以生 存、发展、维持正常运转的必要条件之一。近代城市与道路交通的发展具有相互制约、 相辅相成的密切关系。随着城市规模的扩大，产业的发展、城市各种职能的加强，道路 交通运输网络也不断发展，而道路交通设施和交通运输网络是否完善，又反过来影响和 制约城市的发展。现代城市无论产业活动还是居民生活，都是以便捷、安全、高效的对 外和内部道路交通运输网络为基础。随着市场经济的发展，城市对内对外的人流、物流、 信息等的联系广泛，道路交通对城市的繁荣与发展作用将显得尤为突出。城市道路网络构成了城市的骨架，是城市社会经济活动和客货运输的载体，是城市面出现超饱和现象。据调查，北京市区个主要路口中，严重拥堵的达；上海市第一章绪论道路通行能力 国 外 道 路 通 行 能 力 的 研 究 现 状道路通行能力的研究起始于美国，从世纪年代起，尤其是第二次世界大战结 束以后，美国加速建成了全国四通八达的公路网，并针对公路的规划、设计、修建、养 护及营运管理中出现的问题，有针对性地开始对道路通行能力研究。年美国道路 运输研究委员会（ ）出版了道路通行能力手册（ ，简称）第一版，随后于年修订出版了第二版 在年第三版也随之问世。与前两版相比，第三版除详细论述了公路与城市道 路的通行能力外，还增加了分析高速公路、自行车道、人行道和无信号交叉口等交通设 施通行能力的内容。随着时间的推移，车辆拥有量、交通条例和交通行为均发生了变化， 美国的公路通行能力手册仍在继续修订中，年又出版了对第三版道路通行能力 手册的修订本，它着重对信号交叉口和无信号交叉口通行能力的研究方法进行了修正， 采用了许多新思想、新方法。新编制手册的工作也已启动运转，它对在不 同交通条件下现有道路、交叉口的通行能力进行新的修订，并增加车辆安全设施、 的内容，这使的内容越来越丰富。通过美国通行能力手册编纂的变化，可以看出通 行能力的研究是多么的迅速和深入。德国在无信号交叉口通行能力的研究中做出了突出的成就，他们在道路与交叉口通干道网的平均饱和度达到；南京市主要道路的路段饱和度达到，一般城市干道 上机动车的运行速度只有，大城市中心区的车速已降至。城市 中汇集了各种车辆和行人，交通方式复杂多样，居民出行结构和私人化的进程的加快， 公交线路多，客运需求量大，往往形成交通过分集中，彼此互相干扰，交通更加拥挤， 加上交通服务设施严重不足，我国的道路率（城市道路面积率）平均仅为，北京 的道路率也只有，国际上通常道路面积率不应低于，但我国仍在执行的城市 用地分类与规划建设用地标中却明文规定城市道路面积率为一。交通管理技术水平相对较低，交通组织管理的科学化、现代化程度不够，交通参与者缺乏 交通法规意识和现代交通意识等，又进一步降低了道路利用率。以上这些因素严重影响 了道路的通行能力、车速，造成道路服务水平低下，延缓了城市前进的步伐，居民出行 所要求的安全、舒适、便捷等基本条件也难以很好地满足，缺乏和谐的行人交通环境， 从而导致城市交通拥挤堵塞日趋严重、交通事故频发、环境污染加剧、城市环境恶化。长安大学硕士学位论文内进行深入研究，取得相应成果。 随着计算机技术的迅猛发展，以计算机作为辅助工具，利用其可重复性、可延续性，模拟交通运输使得对道路通行能力的研究又揭开了新的篇章。目前国际上较为流行的四 套模拟软件分别是：美国的系统，它与年版相配套，用于各种交通设施下的 交通运行分析；澳大利亚开发的系统，主要适用于各类交叉口的运行分析； 瑞典公路局的系统和荷兰公路局的，软件，分别为交叉口和环岛的交通 模拟模型。发达国家已完成了道路网通行能力研究的基础研究的基础部分，仍对一些问题进行 着更深入的研究，例如：具有让停控制交叉口通行能力计算的新方法、无明显优先让停 控制的四路停车交叉口的通行能力、交通标志与服务水平的关系、无信号交叉口规划方 法等。 ?环形交叉口早在世纪初就在英国、法国等地出现，经过几十年的广泛使用，直 到年才开始形成一个“”的设计方法，此法为英国人提出，是非常近 似的经验性方法，但却是环形交叉口设计的第一个估计通行能力的模型。年， 在英国运输与道路实验研究所的支持下开始研究新的环形交叉口通行能力公 式，经过大量的观测实验、分析、归纳，终于在年正式发表，这就是著名的沃氏公式。年代初，英国各地普遍实行“远边先行的交通管理方法（即环岛内的车辆享有行能力的研究中发表了相当数量的学术论文，取得了较为深入的研究成果，这些成果中 有许多结论被美国道路通行能力手册直接引用；同时，德国通行能力手册直接采用 了他们的研究成果。德国巫宁博士（）提出了一种可以更精确地计算同优先等级车流 对通行能力影响的理论方法，在共享车道和有限停车位情况下，巫宁博士也提出了一种 理论方法。这些成果，就目前无信号交叉口通行能力研究的进展看，是处于国际领先水 平，但这些理论成果进入实际应用还需要十分复杂的计算程序【】。继美国之后，许多发达国家如英、法、德、日等国均也根据本国实情组织专门研究 队伍开展了这方面的实地研究，编制出各自的手册。世纪年代至年代初， 一些发展中国家如印度、巴西、印度尼西亚、韩国、马来西亚等国也在各国政府的支持 下，对公路通行能力进行研究，编制出了适合各自国情的通行能力手册。纵观世界许多国家，道路及交叉口通行能力研究过程，大部分都是以美国道路通行 能力手册为基础，结合本国的具体情况，进行有针对性的开发和补充，并在一定的领域第一章绪论学、同济大学、北京工业大学等有关科研单位一方面在学习国外有关通行能力研究方法 及内容的同时，对其相应的成果做了适合国情的引进，对相应的问题也作了较为深入的 研究。如交通部公路科学研究所开展的“混合交通双车道公路通行能力”“缓解近郊公 路交通拥挤对策、“公路纵坡与车辆运行速度、油耗关系、“混合交通公路横断面尺寸 及通行能力标准、“各级公路通车初期的交通量标准”等课题的研究，参与了“公路工 程技术标准及“公路路线设计规范”的制定。东南大学曾就环形交叉口的通行能力、 信号交叉口的通行能力、混合交通路段及无信号交叉口通行能力的影响等进行了较深入 的研究，并分析了交通特性等，取得了一定的研究成果。北京工业大学曾于年主 持翻译了美国道路通行能力手册，完成了“北京道路通行能力及公共汽车交通线路 的通行能力的研究，提出了城市中心区路网通行能力计算方法，开展了交叉口交通模 拟和高速公路交通模拟的探索性研究。此外，全国各省市公路局、设计院对公路通行能 力也做过研究，并采集了一批有价值的数据【。随着经济的不断发展，公路里程的增加与公路质量的提高迫在眉睫，对通行能力的研究提出了更新更高的要求。在年，河北省交通厅、河南省交通厅利用世界银行 贷款，组织进行了较为系统的“中原腹地道路通行能力的研究之后，交通部项目组申 报、国家计委批准了“道路通行能力研究作为国家“九五”重点科技攻关项目立项， 其目的在于系统地、深入地进行道路连接线及平面交叉口（主要指无信号交叉口）通行能优先通过权），这就使沃氏公式失去了使用的基础（沃氏公式是以交织理论为依据而提出 的），于是又开始寻求适合此项法规的环形交叉口通行能力计算公式的研究，经过多年 的探索，由环境部正式发表了“”公式。在此期间及以后的时间内，还有其他学者如，等等，采用概率论、排除论以及回归分析的方法来推导环形交叉口的通行能力。其他国家，如澳大利亚、德国、日本等也对环形交叉口进行了大量的 研究，提出了适合本国的环形交叉口通行能力公式，形成了自己的一套比较成熟的方法。 近年来，由于计算机的发展与普及，一些国家通过计算机模拟来研究环形交叉口的通行 能力。国内道路通行能力研究现状 在我国改革开放的发展过程中，汽车保有量和公路建设都处于急剧的增长，在此种情况下，道路通行能力的研究也日趋扩大和深入，并将相应的研究成果应用到正在进行的项目上。从世纪年代开始，交通部公路科学研究所，公路规划研究院、东南大长安大学硕士学位论文近些年，我国大、中城市的交通拥堵问题日益突出，道路通行能力下降，为了缓解 城市道路的交通问题，需要扩大道路基础设施的建设，以满足交通需求的增长。但是道 路基础设施建设的主要决策依据为预测交通量和道路设施的通行能力，由于我国目前还 缺乏统一的通行能力分析方法与标准体系，道路设施通行能力的分析不够准确，导致对 某些已有道路的通行能力估计过高，使得在交通严重阻塞时仍得不到改建，或在建成后 不久就又产生交通阻塞而影响道路运输效率，造成经济损失。因此，研究影响城市道路 通行能力与服务水平的因素，对优化城市交通通行状况具有重要的科学意义和现实意 义，并具有一定的经济效益和社会效益（与修建道路同等重要），其必然使得城市道路交 通通行得到进一步的改善。与此同时，我国在城市道路项目前期工作如路网规划、可行性研究、效益分析、后 评估等方面未明确规定进行道路服务水平和通行能力分析。而在国外的设计文件中“道 路服务水平”这一设计理念，是设计的重要依据。为了使有限的资金投入到急需的建设 项目上，提高工程项目可行性研究、规划、设计的准确性，对道路服务水平的研究十分 必要，这是城市道路建设的需要，也是城市道路向科学化迈进的必然要求。本论文通过实际调查洛阳市城市道路交通流量，分析其服务水平，研究洛阳市城市 道路通行能力和服务水平及其主要影响因素，旨在为洛阳市城市主干道的规划、设计和 交通管理等提供科学依据。本论文在阐述城市道路网络的形式、不同功能等级城市道路适应的横断面形型式，力研究，以满足道路规划、设计对通行能力的要求，也为进一步完善技术标准和规范提 供依据。国内对于环形交叉口的研究起步较晚，在年代末和年代初，一些科研单位和 学者对环形交叉口通行能力进行了研究。北京市政设计研究院在年代末运用交织理 论对环形交叉口的通行能力进行了研究。东南大学王炜教授、徐吉谦教授运用排队论对 环形交叉口通行能力进行了长期、深入地研究，并以南京为实例进行了分析，取得了一 系列成果。其他一些单位及学者也进行过该方