（交通运输规划与管理专业论文）城市单向道路定向方法研究.pdf

摘要 随着我国经济的快速发展，城市化进程的推进，城市人口不断增加， 机动车拥有量成倍增长，城市交通问题成为制约城市进一步发展的瓶颈。 为了缓解城市交通拥挤、降低城市交通压力，本文针对城市的现有道路 网络，提出采用单向交通缓解交通压力，对城市道路进行合理定向的方 法。同时研究分析实行单向交通的必要性、合理性、有效性；通过对道 路实行双向交通和单向交通的两种情况下，其交叉口的复杂程度的不同， 路段和交叉口的通行能力的不同，指出城市道路实行单向交通的优越性 和可行性。 本文重点研究在实行单向交通时，如何对所研究的道路进行定向， 使定向后的道路网络中，交叉口复杂程度降低、车辆通行速度增大，道 路通行能力提高、车辆绕行距离较少。本文构建了定向的数学模型，研 究了模型求解方法和道路定向的步骤。针对研究的城市道路网络图，利 用图论相关知识，结合h a m i l t o n 回路理论，利用b f s 法和构圈法对所有 图中的边进行定向，获得全路段定向图，然后对其单向网络进行改进， 获得更加合理的单向道路网络。为了对道路进行单向定向后的交通效果 进行评价，本文采用层次分析法，合理构建指标体系，通过大量资料和 实践对权重进行确定。最后以长沙市为实侈4 ，进行了单向道路定向实例 分析，并对其进行了交通效果评价。 关键词：城市道路：单向交通；网络图：定向方法：评价指标 a b s t r a c t w i t ht h ef a s td e v e l o p m e n to ft h ee c o n o m yo fo ur c o u n t r y ，t h ep r o m o t i o n o ft h eu r b a n i z a t i o np r o c e s s ，u r b a np o p u l a t i o ni si n c r e a s i n gc o n s t a n t l y ，t h e o w n i n ga m o u n to fm o t o rv e h i c l e i s i n c r e a s i n gd o u b l y t h ec i t yt r a f f i c q u e s t i o n b e c o m e st h eb o t t l e n e c k r e s t r a i n i n g t h e c i t y f r o md e v e l o p i n g f u r t h e r i no r d e rt os o l v et h ep r o b l e mt h a tu r b a nt r a f f i cj a m ，t r a f f i cp r e s s u r e a r eb i g ，t h et e x td i r e c t sa g a i n s tt h ee x i s t i n gr o a dn e t w o r k so ft h ec i t y ，p u t f o r w a r da n da d o p tt h eu r b a nr o a dt or e a l i z et h em e t h o do ft h eo n e w a y t r a f f i ca l l e v i a t e st h et r a f f i c p r e s s u r e ，b y a n a l y s e d t h a t i m p l e m e n t st h e n e c e s s i t y ，r a t i o n a l i t y ，v a l i d i t y o ft h e o n e w a yt r a f f i c ；t h r o u g h i m p l e m e n t i n gt h er o a du n d e rt w ok i n d so fs i t u a t i o n so ft w o w a yt r a f f i ca n d o n e w a y tr a f f i c ，t h ed i f f e r e n c eo ft h e c o m p l e x i t yo fi t sc r o s s i n g ，t h e h i g h w a ys e c t i o ni sd i f f e r e n tf r o mt r a f f i cc a p a c i t yo ft h ec r o s s i n g ，p o i n to u t t h eur b a n r o a di m p l e m e n t st h es u p e r i o r i t ya n df e a s i b i l i t yo ft h eo n e w a y t r a f f i c t h er e s e a r c hi si nc a r r y i n go no n e w a yt r a f f i cd e s i g no fu r b a nr o a d ，h o w t o c a r r y o nr a t i o n a lo r i e n t a t i o nt ot h eh i g h w a ys e c t i o n ，m a k er o a dt h i s a m o n gt h en e t w o r k ，c r o s s i n gc o m p l e x i t yr e d u c e ，v e h i c l ep a s st hr o u g h s p e e di n c r e a s e s ，t h et r a f f i cc a p a c i t yo ft h er o a di m p r o v e s ，t h ev e h i c l em a k e s ad e t o u ri nl e s sd i s t a n c e s s t r u c t u r em o d e lb ym e t h o dt h r o u g hm a t h e m a t i c s ， r e s e a r c hm o d e la s ka n ds o l v et h em e t h o da n dd ir e c t i o n a ls t e po fr o a d t o u r b a nr o a d p i c t u r e t h a tn e t w o r kf o r m ，i si ti si tt a l ka b o u tr e l e v a n t k n o w l e d g et op u r s u et ou t i l i z e ，c o n s t r u c th a m i l d o nr e t u r nc i r c u i t ，1 0 0 kf o r t h em i n i m u mr e t u r nc i r c u i t u t i l i z eb f sl a wa n dc o n s t r u c tt h el a wo f e n c l o s i n gt oc a r r y o no r i e n t a t i o nt ot h es i d ei na l l p i c t u r e s ，t h u sg o t o r i e n t a t i o no fp 1 1 r e l yo n e w a yr o a dt op u r s u e 1 m p r o v ei t so n e w a yn e t w o r k f i n a l l y ，s h o r t e nt h ev e h i c l ea n dm a k ead e t o u ri nt h ed i s t a n c e ，d e s i g nt h e c o m p a r a t i v e l yr a t i o n a lo n e w a yr o a dn e t w o r k i no r d ert ob o o kt h et r a f f i c r e s u l tb a c k w a r da n da p p r a i s eo n e - w a yt ot h er o a df ur t h er ，t h i sl i t e r ar yg r a c e a p p r a i s e st h er e s u l tw i t ht h ea n a l y t i ca p p r o a c ho ft h e l e v e l ，s t r u c t ur et h e i n d e xs y s t e m r a t i o n a l l y ，h a v ef i x e dt h ew e i g h tt hr o u g hal a r g ea m o u n to f m a t e r i a l sa n dp r a c t i c e r e g a r dc h a n g s h aa st h ei n s t a n c e ，h a sc a r r i e do nt h e d ir e c t i o n a ld e s i g no ft h er o a d ，a n da p p r a i s et r a f f i cr e s u l tt oi t h k e yw o r d s ：u r b a nr o a d ；o n e w a yt r a f f i c ；n e t w o r kc h a r t ；d i r e c t i o n a l m e t h o d ；e v a l u a t i o ni n d e x i l l 长沙理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本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。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 作者签名： 之， 继氮 日期：扣町年r 月幽日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存 和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密囱。 ( 请在以上相应方框内打“4 ”) 作者签名 才日期：艚r 月哲日 导师签名：写lt 目期勘舌年户月z 户曰 1 1 问题的提出 第一章绪论 城市交通问题是本世纪以来，工业发达国家一直为之困扰的问题。进入8 0 年代以来，我国城市的经济贸易和社会活动日益繁忙，城市交通发生了前所未有 的迅速增长，一些城市所出现的交通拥挤堵塞问题也是空前严重的。目前，全国 3 2 个百万人口以上的大城市中，有2 7 个城市的人均道路面积已经低于全国平均 水平；9 0 年代中后期，上海等城市中心区5 0 的车道上高峰小时饱和度更是达到 9 5 ，全天饱和度超过7 0 ，平均车速下降到l o k m h 。为此，交通问题已经日益引 发各城市政府的重视，并己成为民众关心的焦点。当前，我国城市特别是大城市 的交通问题极其严重，如果不能得到有效解决和根本治理，必将对我国经济的持 续、快速、健康发展构成严重威胁一，。 城市的交通就如一个人身体上的血脉，只有保持其顺通流动才能保证这个肌 体健康运转。城市的交通问题是城市化进程中的必然问题，它的产生是基于城市 中人流的同一时间下的不同方向互相牵阻及城市道网布局及交通管理水平。解决 交通拥挤问题是个系统工程，涉及的问题非常庞杂。从大的方面来说可归纳为两 个方面，一个是道路规划和交通设施建设方面，另一个是交通管理措施方面。然 而我国许多城市比较注重道路规划与建设，轻视了交通管理措施方面的建设，造 成城市交通拥挤加剧。 从发达国家城市交通的发展历程看，经济实力雄厚的美、同等国，靠大量的 修建交通基础设施尚无法很好解决城市层出不穷的交通问题。因此，对处于发展 中的我国来说，要较好地解决城市交通问题，决不可把注意力仅仅集中于改善交 通”硬件l 一如道路、立交桥、交通工具、交通附属设施及其用地等，而应同时给 予交通”软件l 一交通基础研究、交通需求管理、交通管理、交通决策及其机制等 以足够重视。交通设施容量的增长永远赶不上交通需求的增长，单靠交通设施容 量的增长来解决城市交通问题已经被证明行不通。因此，”软硬“兼施，实现道 路容量的科学扩张与现有道路运能潜力的深挖，将是我国未来解决城市交通问题 的必经之路”1 。 根据国内外多年实践经验，解决交通阻塞有效和可行的措施之一就是对城市 道路网络中的一部分道路实行单向交通，将双向通行机动车的道路开辟为单向交 通通道，从而提高道路的通行能力，减少车辆在交叉口的延误，使得城市车流运 行畅通。目前，许多城市实行单向通行的道路很多，但在如何选择单向道路和单 向道路如何定向方面，依然没有成熟的理论可以应用。通常的做法是对一对平 1 ： 的道路等级相似的道路实行对向的单向设计，然而这样简单的做法，使得许多道 路实行单向交通之后，并没有起到应该有的效果，甚至，在单向道路与双向道路 的交叉口处，依然出现交通拥挤，使得整体单向道路车流停滞，排队。 本文对城市道路合理定向的方法进行研究，试图得至0 在技术上合理、操作上 简单、效果明显的定向方法，对城市交通压力较大的区域道路网络，进行道路定 向，实行一定的单向交通，从而改进这个道路网络的通行能力，同时提高车流速 度，缓解城市交通拥挤，改善城市交通状况。 1 2 单向交通的必要性 交通拥挤是城市发展急需解决的问题，为此，许多城市都在努力寻找有效的 方法来解决交通拥挤这个难题，进行了不同程度的交通规划，不断进行道路建设 工程，但是城市交通需求并没有得到满足，虽然有机动车过快增长的原因，但是 城市道路管理落后也是一个重要的原因。 要很好的解决城市交通，不仅要合理规划城市道路网络，还要很好的对城市 道路网络进行利用，也就是要在交通管理和组织上，进行科学规划，使得有限的 道路网络资源得到最大的合理利用。根据国内外经验，对城市道路实行有效的单 向交通，是缓解城市交通压力的一个有效的方式。 单向交通是解决城市交通拥挤、增加交通容量的最赢接、最有效也最经济的 一种交通组织方式。据资料比较完善的单向交通网络可使整个城市的通行能力提 高三到五成。实行单向交通的必要性，表现在其是一种在现有道路资源的基础上， 不需要投资很大的一种可以解决城市交通拥挤的科学、有效的交通管理方式。目 前，许多城市认识到单向交通对组织城市交通，改善城市交通状况的有效性，开 始尝试对城市一部分道路实行单向交通，来解决交通拥挤。但是，现在的城市单 向交通组织都还处于试验阶段，没有完善的理论进行指导，一些城市对其一部分 路段实行单向，并没有解决交通拥挤问题，反而增加了交通的混乱，这样的实例 说明，我们需要对城市交通网络进行深层次的研究，寻找完善的单向交通网络规 划理论。 1 3 单向交通国内外使用情况 1 3 1 国外实行单向交通概述 单向交通是实现现代化的交通管理的重要手段，它可充分地、合理地利用城 市内现有的道路。因此受到世界各国的普遍重视和广泛的使用。美国1 9 0 6 年开始 采用单向交通，现在5 万人口的城市有半数，1 0 0 0 万人口以上8 0 的街道采用单 向交通；法国巴黎市4 3 3 3 条街道中已有1 4 0 0 多条实行单向交通，总长度超过4 0 0 公罩：日本东京市有3 0 的道路；大阪市有3 8 的道路实施单向交通；横滨市行 车道宽5 5 的道路5 3 2 0 公里中有6 6 1 ，宽5 5 1 3 米，长4 3 0 公罩的道路中 2 8 6 都实行了单向交通的道路已达到1 2 0 多条。其他如：奥地利、西班牙、德 国、意大利、瑞典、希腊、新加坡也都采用单向交通。发展中国家泰国、曼谷市 旧市中心有5 0 的街道实行单向交通。菲律宾等国家的许多城市均广泛地采用单 向交通。国内外采用单向交通后期效果非常明显，降低交通事故，增加通行能力， 缩短运行时间，增加运输效益。美国的纽约、迪特律、英国的伦敦，俄罗斯的莫 斯科、列宁格勒等城市实施单向交通后，交通事故减少2 0 5 0 ，缩短运行时间 2 2 5 0 。 1 3 2 国内城市实行单向交通情况 1 长春市的单向交通状况 长春市城市中心区是以人民广场为中心，以人民大街为南北中轴线，里放射 状棋盘式道路网形状，各开发区及汽车厂内为方格网型道路体系，绕城高速公路， 环城公路的开通缓解了过境车辆对市区产生的交通压力，人民大街，长春大街， 解放大路，吉林大路，春城大街，宽平大路等街道的改建，春普立交桥，芙蓉桥， 远达高架桥的相继建成，大幅度提高了城区主干道的承载能力，尤其是贯通南北 的亚泰大街建成后，在均分交通流，改善区域交通环境，提高区域通行能力方面 发挥了巨大作用。由于城市用地规划及早期形成的道路网络方面的欠缺，道路网 络体系仍然满足不了经济发展的需求，长春市人均占道面积约6 2 平方米的水平， 随着机动车的不断增加，使得中心城区局域路段出现拥堵等道路交通问题。 过境交通加重了中心区的交通负荷，交通需求空间分布不均衡，道路上交通 量集中在少数几条干道上，如西安大路，人民大街，解放大路等城区的主干道的 部分路段出现周期性交通流过于集中现象，高峰时需要2 个信号周期才能通过。 支路路况差也加重了城市干道的压力，支路是城市道路交通的重要组成部分，它 具有承上启下的功能，长春市现有支路长度近5 0 0 公里，几乎是主次干道长度的 2 倍。支路建设投资少，路面质量差，增加了城市干道的交通压力。 由于实行单向交通可以充分利用支路资源，挖掘现有道路通行能力，均衡道 路网络上车流量，加强城市交通能力。长春市对城市道路采用以下原则进行了单 向交通规划： 1 ) 实施单向交通主要应用与供需矛盾突出，交通拥挤路网密度高的地区。 2 ) 单向交通道路之间力求连通，车辆转向最好右进、右出。 3 ) 单向交通道路的等级一般为次干道以下，道路长度应该尽量长。 4 ) 单向交通道路的末端尽量放在交通组织简单的道路上。 5 ) 实施单向交通于交通管理措施协调一致，如：禁左、禁右等。 6 ) 单向交通的道路设置明显标志、 7 ) 清除违章占道和非交通性占道， 停车管理。 标线，并具有连续性。 加强非机动车侵占机动车道和机动车路边 8 ) 合理调整单向交通道路公交站点，使得公交乘客减少步行距离。 目前全市单向通行的道路共有5 3 条，累计里程为4 1 6 公里，其中中心区3 6 条，单向交通不同程度上缓解了局部区域交通。但是，同时存在以下一些问题， 有待进一步完善和改进；部分单行道出现断头路或多路，如延安大路，临河街， 湖西路等。部分单行道间距太大，使得车辆绕行距离增加较大。 2 上海市单向交通现状 由于城市机动车量的增加，上海市交通需要相应增大，尤其中心区交通供需 矛盾更加突出，同时交通需求空间分布不均衡，如浦西环线内，主次干道道路长 度只占道路总长度的2 9 2 ，但是交通量却占总交通量的7 1 8 ，可见道路上大 部分分流量集中在少数几条干道上。 为了科学，合理她优化城市道路网络，充分发挥各种道路的交通能力，上海 市交通组织管理部门在参照国外交通管理模式基础上，1 9 9 6 年对本市1 2 8 条道路 实行单向交通，并在徐汇区试行区域性单向交通网络，其范围之广，规模之大尚 属全国之首，加上原先已经实行的，上海市现有单向道路约3 2 0 条，主要分布在 浦西环线内，其长度达1 8 2 7 公里，占环线内道路总长度的2 1 7 。这些单行道 实施对疏通部分道路和交通结点的阻塞以及缓解局部区域交通矛盾，具有明显效 果，尤其徐汇区单向交通网络的试行是比较成功的。对当前实施单向交通的陕西 路，石门路的调查分析，发现瑞金路一一建国路的交叉口通行能力提高达4 4 ， 陕西路一一延安路交叉口绿灯时间损失减少5 0 3 ，瑞金路一一复兴路交叉口车 辆延误及停车数降低6 l ，对徐汇区单向交通系统实施前后调查表明，区域内单 向交通道路系统上车辆总延误降低2 3 ，总停车次数降低2 3 ，行程时间降低 2 9 。区内地面道路系统网络容量提高了1 4 8 ，行程车速提高了1 1 4 。 从实际运作情况看，实行单行交通组织，能减少路口的交通冲突点，降低交 通事故的发生；充分利用支路，提高道路的利用率，盘活道路资源：有利于交通 信号绿波控制，便于道路通行的连续性，使得道路通行质量和效率提高，并起到 缓堵顺畅的重要作用。实行单向交通管理手段对交通带来便利的同时，也可能会 给沿线居民和商场的出行带来某些不便。但对整体或区域通行状况确实起到了积 极作用。 上海市中心城区路网格局已基本确定，根据单向交通已产生的积极效应，并 借助国外单向交通的先进经验，区域性、整体性逐步推进本市单向交通的条件已 经具备。为此，上海市管理部门在深入调研，认真总结以往实践经验，广泛听取 专家意见的基础上，就上海单向交通的整体推进工作提出了设想。以内环以内( 浦 西区域) 为重点，在交通流量拥堵她区或道路，有条件有步骤地分近期、中期、 远期三个阶段逐步推进，并力求科学化和系统化，争取到2 0 1 0 年使本市中环线以 内道路形成比较科学合理高效的单向交通网络。上海市实行单向交通的原则： 1 ) 单向交通的实施必须符合城市交通发展政策，并与城市交通规划和建设相 协调： 2 ) 实施范围是交通供需矛盾突出，交通拥挤，路网密度高的区域； 3 ) 单向交通的实施必须与其他交通管理措施协调一致； 4 ) 区域性单向交通网络力求是棋盘型； 5 )单行道之间力求连通，车辆转向最好右进、右出； 6 )单行道路的等级一般为次干道以下，道路宽度在1 4 米以下，道路长度尽 量长。 7 ) 为提高单向交通效益，应对非机动车流量大的单向道路上的非机动车进行 交通组织，组织方式应根据实际交通情况和非机动车影响程度决定。 8 )单行道末端尽量放在交通组织容易的主要道路上。 9 )对提出单向交通组织方案，应用系统学原理和交通工程理论，进行优化和 可行性研究。 3 南京市单向交通状况 针对南京部分时段部分路段的拥挤现象，南京今年以来连续三次对局部地区 的支干道实施单向通行组织措施，取得了良好效果。在此基础上，南京将逐步在市 区有条件的、交通压力较大的次千道上推行单行线，逐渐建构单向交通网络。 近年来，由于路网结构先天不足，特别是车辆发展速度远远快于道路建设速度 南京的主次干道在高峰时段的平均时速受到影响，交通已经达到饱和状态。据了解 南京目前机动车已达5 6 万辆，平均每天上牌3 0 0 辆，其中8 0 辆是私家车：此外，非 机动车增长也非常迅猛，从去年的1 8 0 多万辆一下子增加到2 4 0 万辆，其中近2 0 万辆为电动自行车。为此，交管部门决定对交通压力较大的部分支路、街巷采取单 向交通组织措施，缓解交通压力。分别对扬州路、小火瓦巷、育英西街、玉塘东街、 南湖东路、金银街、栖霞街、东大影壁等3 0 多条道路实施单行线措施，至此，南京 的单行线增至8 0 多条。 南京市目前最大的单行线是上世纪九十年代设蜀的太平南路，在实施单行线 之前，车速每小时不到7 公里，而实掩之后车速达到每小时3 5 公里。在新增加的 2 0 条单行线中，单行线已开始逐渐向单向通行路网过渡。实践表明，在单行线路段 车辆朝一个方向流动，不仅能提高路口的逶行能力，而且有序的行车秩序，大大增 加了行车的安全系数，有利于降低交通事故发生率，方便市民过街。针对目前机动 车，尤其是私家车迅速增加的局面，单行线的实簏，还有效地缓解了停车难题。因为 支路上单向通行后，就可以在道路上实行单向停车，路宽的地方还可以双向停车。 此外，单行线提高了车速，减少了车辆对道路的占用时间，还可以减少尾气排放，带 来环保效益。 南京的单行线道路主要集中在比较窄的支路和小巷。在此经验基础上，南京将 在市区一些有条件的、交通压力较大的次干道上推行单行线。建康路、井州路、 白下路建邺路相关路段彼此之间有长白街、太平南路、中华路、中山南路、评事 街、鼎新路相沟通，推行实行单向通行，通行能力将会明显提高。南京的单行线路 网将要逐步向次干道延伸，路网随之扩大，逐步建构单向交通网络将成为南京交通 的个重要的发展方向。 1 4 本文主要工作 1 分析对比城市道路单、双向交通网络特征，及其路段和交叉口的交通特征。 2 分析确立道路定向模型，并研究其算法，求解模型。实现对路段进行定向， 使得结点之间最短路增加最小。 3 结合交通规划、交通工程相关知识，研究单向交通网络改进的方法，对所 定向的单向交通道路，合理选择部分路段恢复为双向交通，从而进一步减小结点 间车辆绕行距离，通行能力提高最大，交通效果最优。 4 建立单向交通效果评价体系。对单向交通道路网络进行交通综合评价，并 通过实例分析定向后，城市道路的交通改善效果。 第二章单向交通特性分析 2 1 定义与分类 2 1 1 定义 单向交通又称单行线，是指道路上的车辆只能按一个方向行驶的交通。 当城市道路上的交通量超过其自身的通行能力时，将造成城市交通阻塞、延 误及交通事故增加等问题。此时，在道路交通系统中，若对某条道路或几条道路， 甚至对整个区域道路网络合理组织单向交通，将会使上述交通问题明显得到缓解 和改善。单向交通是在城市道路交通系统中，解决城市交通拥挤，充分利用现有 城市道路网络容量的一种经济、有效的交通管制措施。 国外有人称单向通行方式为：“最便宜的低级高速道路方式”。这里所说的低 级高速道路方式是指交通流的交叉点尽量减少的意思。单向通行在中国习惯上叫 单行线，一般指一条道路上一个车道的单向形式。目前，在国外它不单纯是在一 个车道的单向形式，而且多个车道也可以实行单向形式；不单纯在支路上使用， 而且也常用于干线道路上，这种办法的得以广泛的推行，是因为它不需要很多投 资就能较容易得到大大改善交通条件的目的，所以单向交通作为一种投资小见效 快，操作简便的交通管理措施，可以充分，合理地利用城市内现有道路的通行能 力，因此，很早就受到西方发达国家的重视和使用，并取得了明显的效果和丰富 的经验。 从八十年代以来，中国许多城市开始引进国夕 交通管理模式，对部分道路实 行单向交通，有的甚至实行区域性单向交通，一般，在旧城区街道狭窄，路网密 度很大的地方，组织单向交通。 2 1 2 单向交通的分类 1 、固定式单向交通： 对道路上的车辆在全部时间内都实行单向交通称为固定式单向交通。目前的 方法主要用于交通拥挤的棋盘型街道；也可用于一般辅助性的道路上，如立体交 叉桥上的匝道交通多为固定式单向交通。 2 、时间性单向交通( 定时式单向交通) 对道路上的车辆在部分时间内实行单向交通。仅在早晚交通高峰是坚持采用 单向式，而在非交通高峰时间内采用双向交通。如城市道路交通在高峰时间内， 规定道路上的车辆只能按重交通流方向单向行驶，而在非高峰时间内，则恢复双 向运行。所谓重交通流方向是指方向分布系数k 。 2 3 的车流方向，其中k 。用 于如下公式来表示： 驴萼翥鬟堕，恻 3 、可逆性单向交通： 可逆性单向交通是指道路上的车辆在一部分时间内按一个方向行驶，在另一 个部分时间内按相反方向行驶的交通。这种可逆性单向交通常用于车流流向具有 明显不均匀性的道路上。主要用于在某一个时间段( 如早高峰时间) 交通流主要 是从市郊到市中心的方向，而另一个时段( 如晚高峰时间) 交通流的方向刚好相 反，其实施时间应该根据全天的车流量及方向分布系数确定，一般当k 。 3 4 时， 即可实行可逆性单向交通。 4 、车种性单向交通： 车种性单向交通是指对某一类型的车辆实行单向交透的方式。这种单向交通 常应用于具有明显的方向性及对社会秩序、人民生活影响不是很大的车种，如货 车。实行这类单向交通的同时，对公共汽车和自行车仍然可以维持双向通行，目 的是充分利用现有道路的通行能力。 2 2 交叉口的复杂性 在城市中，由于道路的纵横交错而形成许多交叉口，交叉口是道路交通的咽 喉，相交道路的各种车辆和行人都要在交叉口处汇集、通过。进入交叉口的车辆 由于行驶方向的不同，车辆与车辆之间的交错也有所不同，可能产生的交错点的 性质也不一样。同一行驶方向的车辆向不同方向分开的地点，称为分流点；来自 不同形式方向的车辆以较小的角度向同一方向汇合的地点称为合流点；来自不同 方向的车辆以较大的方向相互交叉的地点，称为交叉点。( 如图2 1 ) j 。 。l 、 _ ，一 1 i l 一分流点9 - - 合流点3 一交叉点 图2 1 车流的冲突点形式 j j 交叉口不同的车流冲突点形式对交通的影响不同，为了对其进行统一分析， 可以把分流点的数量作为一个标准，用系数换算把其他两种情况换算成为分流点 数，从而来评价交叉口的复杂性，根据前苏联的研究，对于分流点换算系数足。：1 ； 对于合流点换算系数k ，= 3 ；对于交叉点换算系数量，一5 。这样，可以用交通枢纽 复杂性指标a 来评价交叉口的复杂程度。3 。计算公式为： a k b + 3 k + 5 k , 式中： k 。，足，k 。一一分别为交通流在交叉口内的分流点、合流点、交叉点数。 当交通枢纽复杂性指标a 取值1 0 2 0 之间时，认为枢纽是简单的；当a 取 值2 5 5 5 时，认为枢纽属于中等复杂程度；当a 取值大于5 5 时，则枢纽为复杂 的。 对于不同的道路交叉口，我们可以根据实际车流在其交叉口的运行情况按照 上述方法分析其复杂程度；同时对该交叉口实行单向交通后，再次计算其道路交 叉口的交通复杂程度，从而分析在单向交通与双向交通组织下，交叉口的复杂程 度的变化。为此，选择4 个十字交叉口组成的局部道路网络( 如图2 2 ) ，对其 在双向和单向的交通组织情况下，进行交叉口复杂性比较。 一 l 【 j j 、。 奖冀 c - - 一、 + t 厂 ： 。，。一 i 。i l、- 【 、一 l一 凝凝 ， 7 一、 厂 ： ，1 一 1l j ： 、， 厂 ： i 一 l ， l j ： i 【 。、i ：厂 ： j _ 。一 i a ) 实行双向通行b ) 实行单向通行 图2 2 相邻4 个交叉臼的交通组织图 通过计算，可以发现在道路上实行单向和双向通行的两种情况下，交叉口的 复杂程度有明显不同，单向交通所有4 个交叉口的总复杂程度仅为双向交通4 个 交叉口复杂程度的1 2 ( 见表2 1 ) 。 表2 一l 单个十字型交叉口的复杂程度 冲突点数 双向交通单向变通 名称 交叉台流分流交叉合流分流 合计合计 点点 占 点点点 实际数值1 6883 21225 换算系数后 8 0 2 4 8 1 1 25 6 2 1 3 的数值 同样选择四个丁字型交叉口组成的局部( 如图2 3 ) 。对其交通组织分别为 双向和单向交通的情况进行交叉口复杂性比较。 图2 - 3 丁字型的交叉口交通复杂性比较 通过计算，同样发现在这两种情况下交叉口的复杂程度有明显不同，单向交 通所有4 个交叉口的总复杂程度仅为双向交通的7 4 ( 见表2 2 ) 表2 2 单个丁字型交叉口的复杂程度 冲突点数 双向交通单向交通 名称 交叉 台流分流 交义 合流分流 合计台计 点点息点点点 实际数值1 21 21 23 6o22 4 换算系数后 6 0 3 61 21 0 8o6 2 8 的数值 根据城市道路不同的设计，道路交叉口有许多种不同的形式，如：丁字型， 十字型，y 字型等。在实际组织单向交通时，将在道路网络中遇到许多种组合， 从而产生出不同复杂程度的交叉口。根据对比单行交通和双向交通的不同形式的 交叉口，其复杂程度也很不同，单向交通要比双向交通复杂程度低的多，相同交 通组织形式下，丁字形交叉口要比十字形交通复杂程度低。对于实际交叉口，我 们将会定向出单向交通和双向交通混合通行的，纯单向通行的、纯双向通行的交 叉口，为此需要对比在各种形式的通行方式的组合情况下，也就是在一个交叉口 可能出现的各种交通组织的情况，他们的交通复杂程度如何，那种交通组织形式 将会是复杂程度最小的，为此，就下面就各种不同的形式进行分析研究。 以城市道路中，存在的丁字型和十字型的交叉口为例，根据不同交叉口的几 何形式和交叉口有无冲突点为标准进行分类，将其交通组织形式划分为四种情况 进行分析。 1 ) 进口道和出口道都由单向交通组成，同时通过车流没有交叉点，其交叉口 表现形式( 如图2 4 ) 将会有四种。 而 a c d 图2 - - 4 单向道路所组成的交叉口车流无交叉点的形式 在图2 4 所示的4 种交叉口形式的复杂性也不同( 如表2 3 ) 。 表2 3 单向道路组成无交叉点的交叉口复杂程度 名称实际数值换算后的数值 交叉点 oo 合 a 合流点 133 计 分流点 0o 交叉点 0o 合 b 合流点l 33 计 分流点0 0 交叉点 o 0 合 c 合流点 o01 计 分流点 11 交叉点 00 合 d 合流点 268 计 分流点 22 由图2 4 中的a 、b 可知，对于丁字型交叉口，在进出口道路实行单向交通 的情况下，交叉口没有车流冲突点，那么其交叉口的交通复杂程度经过系数换算 后，其值都为3 ，属于简单交叉口；由图2 4 中的c 、d 可知，对于十字型交叉 口，实行单向交通，在该交叉口也车流没有冲突点，那么其交叉口的复杂程度却 不同，通过系数换算，c 的复杂程度为1 ，而d 的复杂程度却为8 。 2 ) 交叉口的进口道和出口道都由单向道路组成，而遥过交叉口的车流有交叉 点时，那么这样的交叉口形式有一种情况，如图2 5 所示。其交叉口的复杂程度 如表2 3 所示。 j j 7 l 、 。 一 、 j 1 厂 图2 5 单向道路所组成的交叉口车流有交叉点的形式 表2 4 单向道路组成有交叉点的交叉口复杂程度 冲突点 名称 交叉点合流点分流点台计 实际数值 l2 25 换算后的数值 5621 3 图2 5 的单向交通的道路交叉口，其有交叉点的程度为1 3 ，图2 4 中没有 交叉点的交叉口的复杂程度为8 ；比较可以发现，有交叉点的交叉口交通复杂程 度将比没有交叉点的交叉口复杂程度增加很多。 3 ) 交叉口的进口道和出口道由单向和双向混合交通组织形式组成，其通过车 流有冲突点时，该交叉口的形式将有八种( 如图2 6 ) ，计算这八种形式的交叉 口复杂程度( 如表2 5 所示) 。 a c e g b j 火 。i 。l = 一 = ) 、 、厂t ，i l 一l h 图2 6 单双向道路所组成的交叉口车流有交叉点的形式 1 3 表2 5 单、双混合向道路组成有交叉点的交叉口复杂程度 名称 实际数值换算后的数值 交义点 l 5 u a 合流点261 2 计 分流点11 交叉点l5 合 b 合流点 1 3 9 计 分流点 11 交叉点 5 2 5 合 c 合流点 3 9 3 7 计 分流点 33 交叉点 8 4 0 合 d 合流点 395 3 计 分流点 44 交叉点l5 合 e 合流点 2 61 2 计 分流点11 交叉点 1 5 合 f 合流点 131 0 计 分流点 22 交叉点 21 0 合 g 合流点 l31 4 计 分流点 ll 交叉点 31 5 合 h合流点262 2 计 分流点 11 4 ) 交叉口的进口道和出口道由单向和双向道路混合组成，通过车流无交叉点， 则这样的交通组织形式有两种形式( 如图2 7 ) 所示，道路交叉口的复杂程度( 如 表2 6 ) 所示。 圈2 7 单双向道路所组成的交叉口车流无交叉点的形式 表2 6 单、双摁舍向道路组成无交叉点的交叉口复杂程度 名称 实际数值换算后的数值 合流点13合 a d 分流点 11计 合流点 1 3合 b4 分流点 11计 通过上述分析我们可以发现，当把道路双向行车改为单向行车时，道路交叉 口的车流冲突点必将减少，交通复杂程度也会相应的得到降低。然而，我们也“h j 以看到，即使对于交叉口的实行相同数目的单向道路，由于定向的不同，其交通 复杂程度也会有很大差异。所以对于单向交通设计，需要对其进行更加深入的研 究，选择合理定向，才可以实现最大程度的交通优化。 2 3 通行能力分析 2 3 1 路段通行能力 通行能力是指在一定道路、交通状态和环境下，单位时间内一条车行道或某 一断砸上能够通过的最大车辆数。可分为路段和交叉e l 通行能力，是评价路段和 交叉口服务水平的重要指标。对道路实行单向交通可提高通行能力，原因如下： a 1 单向通行路段上，车流简单，无对向行车，避免了正面碰撞的危险，增加 了司机安全感，改善了行车条件，交通干扰少，车流畅通，车速也相应得到提高。 b 1 车流超越较双向行车容易，车速提高，相应提高通行能力。 c 1 在交叉1 ：3 上，车辆冲突点减少，停车次数和交通延误时间降低，提高了通 行能力。 d ) 单向交通可以输导分流，挖掘道路潜力，有利于信号配时，缓解路口拥塞。 一般同一街道上单向行车比双向行车时的容量会有所提高，英国资料表明， 实行单向行车，街道通行能力可提高2 0 1 0 0 ，美国资料也认为可提高2 0 5 0 。美国对具有1 0 0 万人口的城市市中心的街道交通通行能力在单向通行与双向 通行的情况下进行了比较，其结果如表2 - 7 所示。 表2 7 单向交通与双向交通通行能力比较 路边可以停车 路边禁止停车 道路缘右之间 双向单向增减率双向 单向增减率 的街道宽( 米) 交通 交通 ( ) 交通交通 ( ) 1 03 6 8 0 4 2 2 0+ 1 4 75 6 0 06 6 8 0+ 1 9 3 1 24 3 8 05 2 4 0+ 1 9 66 4 6 0 7 7 4 0 + 1 9 8 1 4 5 0 8 06 3 8 0+ 2 5 67 3 2 08 8 0 0+ 2 0 2 1 55 8 6 07 4 8 0 + 2 7 68 2 2 09 9 0 0+ 2 0 4 1 76 6 4 08 6 5 0+ 2 9 89 1 0 01 1 0 0 0+ 2 0 。9 1 87 3 6 09 7 8 3 + 3 2 99 9 6 01 2 1 2 0+ 2 1 7 由表2 7 中可知，不管路边停车不停车，单向交通的容量比双向交通时增加 2 0 以上。而且路面越宽，增加率越大。正因为这样，当今世界上一些大城市也 将有的干线道路改为单向交通。一般来说，如果道路线形，左右转弯交通和横向 交通处理得当，很容易把道路的交通容量后通行能力提高0 5 1 倍。 对单向交通能提高车行道利用效果的程度，以下按不同条件两条各有三车道 的平行干道( 图2 8 ) 的通行能力的分析说明： + l 上l - 。j 厂 al 乙j 上j l 一 、l j 上l j b ) 一一一 一 、l j l 主，一c )、圭l 主一 、主l l ! ，d ) 、l 一一主 图2 - 8 单向交通提高车道利用效果 a ) 双向交通，禁止沿人行道停车，如图2 8 a 所示； b ) 单向交通，禁止沿人行道停车，如图2 8 b 所示； c ) 双向交通，允许停车，如图2 8 c 所示； d ) 单向交通，允许停车，如图2 8 b 所示： 一、二、三条车道的通行能力分别定为0 6 5 、o 3 3 、0 2 5 n ( n 为理论 通行能力) 双向禁止沿人行道停车情况下，中间车行道通行能力小；允许停车时， 两边车行道的通行能力小。单向交通禁止沿人行道停车情况下，中间车道的通行 能力大；允许停车时，两边车行道其通行能力小。表2 8 列出了三车道的两条平 行于道的通行能力计算比较。 道路路段上实施单向交通，还可以减少因对向行驶比同向行驶需要保持的车 道间间隔距离。图2 - 9 是同一道路横断面上布置双向和单向行驶的车道间距( 4 车道布置) ，靠中间车道宽口，车身边缘横向安全距离在双向行驶下的z 比单向行 驶( 同向) 情况下的d 要大，显然，道路设计车速越大，横向安全距离的差异也 越大。 表2 - 8 双向交通与单向交通通行能力比较( 3 车道) 双向交通 交通条件乍道 合计 第一条第二条 第三条 2 0 6 2 n2 o 3 3 n2 0 6 2 n 禁l ：停车2 1 5 7 n = 3 1 4 n = 1 2 4 n= 0 6 6 n= 12 4 n 2 0 2 5 n 2 0 3 3 n2 o 2 5 n 允许停车2 0 8 3 n = 1 6 6 n = 0 5 0 n= o 6 6 n = 0 5 0 n 单向交通 交通条件车道 交通通行能 合计 第一条第二条第三条力之比 2 2 0 6 2 n 2 o 6 2 n2 2 4 n 禁止停车 2 1 n = 2 n 1 4 3 = 1 2 4 n= 1 2 4 n 4 4 8 n 2 2 0 2 5 n2 o 6 2 n1 8 7 n 允许停车2 x 1 n = 2 n2 2 5 = 0 5 0 n= 1 2 4 n 3 7 4 n 根据中国城市道路设计规范进行的分析数据如表2 - 9 dd + l 上 。 l 到l 匠二de 、 i 一圣璺l u 宝里一【妄兰、乏 l i ! ! j l a ) 单向交通b ) 双向交通 图2 - 9 单向和双向交通率辆闯距示意图 注：b - ，b z 中间车道宽度：b o 靠边车道宽度 表2