（道路与铁道工程专业论文）网络交通评价方法、指标体系及影响因素研究.pdf

摘要 摘要 本文针对目日，j 城市路网服务水1 研究中存在的系统研究薄弱、指标类型混 杂、阈值多样等问题，从服务水平的概念和通行能力的定义入手，提出了面向 城市路网服务水平的评价指标体系，并就其中一些指标给出了影响因素分析方 法和分析结果。 作为服务水平评价的基础环节，本文首先对已有的城市道路通行能力的定 义方法进行了分析，并针对其中存在的问题，提出了基于试验交通工程学的“等 效通行能力”概念和模型。进而就其理沦基础、现场调奄和数据分析方法进行 了研究，给出了模型形式和变量含义，并确定了调查道路长度和分析周期长度 等推荐值。 在城市路网服务水平评价方面，文章对服务水平概念进行了重新阐述。新 的概念从服务水平评价的目的出发，综合考虑人的感知机理和管理人员的决策 过程，将其分为设施供给水平和现状交通运行水平两个方面进行论述。在这一 概念指导下，论文提出了面向设施供给水平和运行水平两个方面，交叉口、道 路和网络三个层次的评价指标体系和各指标的计算方法。其中，基于实用性的 考虑，面向网络层面提出了已知o d 情况下的理论指标和未知o d 情况下的实用 指标，研究表明经过修证后的实用指标与理论指标具有良好的一致性。 在影响因素分析方面，文章给出了等效通行能力影响因素分析的方法程序 分析一标定法。在对理想模型中的变量与参数进行理论分析和调查标定的 基础上，建立了影响因素理论分析模型。基于这一模型，采用分析一标定法对 影响等效通行能力和等效自由流车速的七个影响因素进行了分析。其中六个为 理论分析模型中的参数，采用理论分析法，基于设定的标准条件，回归得到了 各因素的修讵项公式，并进一步研究了其中主要影响因素问的交互作用，给出 了修正值诺模图。对于“非机动车”影响因素，则采用理论分析和现场调查相 结合的方法进行了分析，给出了其影响推荐值。 在网络层面，文章重点考虑了交叉口i - 目j 距的影响：针对局部路网，讨论了 “新建道路”和“现有干线道路交叉口改造立交两类路网扩容措施中的合理 交叉口间距的确定方法，并给出了简单的算例；针对离散路网设计问题，在已 有模型中引入了路网生成算子来考虑交叉口问距的影响，并给出了路网生成算 摘要 予的算法程序和改进路网设计模型求解的退火遗传算法，同样给出了简单算例。 最后，关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。 关键词：服务水平，等效通行能力，影响因素分析，交叉口间距，离散路网设 计 a b s t r a c t a b s t r a c t s i n c e19 5 0 s ，m a n ye v a l u a t i o ni n d e x e so fu r b a nt r a f f i cn e t w o r kh a v eb e e n p r o p o s e d a m o n gt h e s ei n d e x e s ，d i f f e r e n tc r i t e r i af o rd e f i n i n gl e v e lo fs e r v i c e ( l o s ) a r eu s e df o rd i f f e r e n tf a c i l i t yt y p e s a n de v e nf o rt h es a m ef a c i l i t yt y p e ，d i f f e r e n t t h r e s h o l dv a l u e sa l eu s e df o rd i f f e r e n tg r a d e s a l lt h e s eh a v em a d et r a f f i ce n g i n e e r s a n dd e c i s i o n - m a k e r sf e e lc o n f u s e dw h e nt h e yt r yt oj u d g et h et r a f f i cc o n d i t i o n c o r r e c t l y t r y i n gt os o l v et h e s ep r o b l e m s ，n e we v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mo ft r a f f i co f u r b a nt r a f f i cn e t w o r ki ss u g g e s t e di nt h i sd i s s e r t a t i o nb a s e do nt h ea n a l y s i sa b o u tt h e d e f i n i t i o no fl o sa n dc a p a c i t y a st os o m eo ft h eg i v e ni n d e x e si nt h i ss y s t e m t h e e f f e c t so fs o m ef a c t o r sa r ed i s c u s s e d a st h er e s u l t ，t h ea n a l y s i sm e t h o d sa n ds o m e c o n c l u s i o n sa l eg i v e n t h ed e f i n i t i o no fu r b a nr o a dc a p a c i t yi sa n a l y z e df i r s t l y , w h i c hi st h eb a s i so ft h e s t u d yo nt h el o se v a l u a t i o n c o n s i d e r i n gt h el i m i t so fe x i s td e f i n i t i o n s ，t h ec o n c e p t a n dm o d e lo fe q u i v a l e n tc a p a c i t yi sp r o p o s e d t h e nt h e o r e t i ce x p l a n a t i o n so fi t s v a r i a b l e sa r eg i v e n a l s o ，a p p r o p r i a t ev a l u e so fl e n g t ho fs u r v e yr o a da n da n a l y s i s p e r i o da r es u g g e s t e d a b o u tt h er e s e a r c ho nt h el o so fu r b a nr o a dn e t w o r k ：c o n s i d e r i n gt h e m e c h a n i s mo ft r a v e l e r s f e e l i n ga b o u tt r a f f i cc o n d i t i o na n dt h ep r o c e s so ft r a f f i c m a n a g e r s d e c i s i o na b o u ti m p r o v i n gt r a f f i cc o n d i t i o n ，an e wc o n c e p to fl o si s e x p o u n d e d ，w h i c hd i v i d e sl o si n t ot w op a r t s ：l e v e lo ff a c i l i t ys u p p l ya n dl e v e lo f f a c i l i t yo p e r a t i o n u n d e rt h ed i r e c t i o no ft h i s n e wc o n c e p t ，t w oc a t e g o r i e so f e v a l u a t i o ni n d e x e sf o ri n t e r s e c t i o n ，r o a da n dn e t w o r ka l eg i v e na c c o r d i n g l yi n t h i s d i s s e r t a t i o n c o m p a r i n gt os i n g l e i n t e r s e c t i o no rr o a d ，e v a l u a t i n gl o so fr o a d n e t w o r ki sm o r ec o m p l i c a t e df o re x i s t e n c eo fi t so w nt o p o l o g ya n dd i s t r i b u t i o no f d e m a n do ni t s om o d i f i e da p p l i c a b l ei n d e x e sa l eg i v e nf o rl o so fr o a dn e t w o r kw i t h t h e d i s c u s s i o na b o u tt h e i rc o n s i s t e n c yt ot h e o r e t i ci n d e x e s a b o u tt h ea n a l y s i so fi n f l u e n c ef a c t o r s ：am e t h o do fi n t e g r a t i n gt h e o r e t i c a n a l y s i sa n df i e l ds u r v e yi sr e c o m m e n d e dt oa n a l y z i n gt h ee f f e c t so fi n f l u e n c ef a c t o r s ab s t r a c t o ne q u i v a l e n tc a p a c i t y b a s e do ns o m er e s u l t so fa n a l y s i sa n ds u r v e ya b o u ts o m e p a r a m e t e r sa n dv a r i a b l e s t h ea n a l y s i sm o d e li sb u i l t u s i n gt h i sm o d e l ，r e s u l t so f e f f e c to fs i xf a c t o r s w h i c ha r ei n c l u d e di nt h em o d e l a n dt h ec o r r e s p o n d i n ga b a c sa r e g i v e n r e s u l t so ft h e o r e t i cm o d e la r et h eb a s i so fa n a l y z i n go t h e rf a c t o r s w i t ht h e m ， e f f e c t so ft h es i xf a c t o r sc a nb er e m o v e df r o md a t ao fs u r v e ys ot h a tt h ee f f e c to f o t h e rf a c t o r sc a nb ea n a l y z e d a sa ne x a m p l eo ft h i sm e t h o d ，t h ee f f e c to f b i c y c l e si s g i v e n a st ot h el e v e lo fr o a dn e t w o r k e f f e c to fs p a c eb e t w e e ni n t e r s e c t i o n si s e m p h a s i z e d ：t h ea n a l y s i sm e t h o d so fa p p r o p r i a t ev a l u eo fs p a c eb e t w e e ni n t e r s e c t i o n s o fl o c a ln e t w o r kf o rt w om e a s u r e m e n t so fc a p a c i t y i m p r o v e m e n ta r eg i v e nw i t h s i m p l ee x a m p l e s t h ee f f e c to fs p a c eb e t w e e ni n t e r s e c t i o n si sa l s oc o n s i d e r e di n d i s c r e t en e t w o r kd e s i g n p r o b l e m ( d n d p ) b yi n t r o d u c i n gn e t w o r kg e n e r a t i o n a r i t h m e t i co p e r a t o ri n t ot r a d i t i o n a lm o d e l t h ec a l c u l a t i o nm e t h o do ft h i so p e r a t o ri s g i v e n t h e nt h es i m u l a t e da n n e a l i n gg e n e t i ca p p r o a c h ( s a g a ) i sp r o p o s e dt os o l v e t h ew h o l ed n d p a l s oae x a m p l ei sg i v e nf i n a l l y i nt h ef i n a l i t y t h ep r o b l e m sr e q u i r i n gf u r t h e rs t u d i e sa r ed i s c u s s e d k e yw o r d s ：l e v e lo fs e r v i c e ，e q u i v a l e n tc a p a c i t y , a n a l y s i so fi n f l u e n c ef a c t o r s ， s p a c eb e t w e e ni n t e r s e c t i o n s ，d i s c r e t en e t w o r kd e s i g np r o b l e m l v 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济人学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学雠文作者躲邵舔罕 - - o 一- - o _ 一- - o - o 一- _ o o _ - - - 一o ，一o - 一oo - 石年月7 日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名：学位论文作者签名： 年月日年月日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、己公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 虢郦砂毕 加红乒月7 日 第1 章序吉 1 1 研究背景与必要性 第1 章序言 出行质量是衡量城市生活质量的重要指标之一，而伴随经济增长而盟i 的交 通拥挤问题几乎不可避免地成为国内外城市发展中所面临的瓶颈问题。一项针 对美国8 5 个城市交通畅通性评价的研究表明，从1 9 8 2 年到2 0 0 3 年的约2 0 年间，采用机动车作为的交通工具的出行者的高峰时间年人均延误从1 6 小时攀 升到4 7 小时，增加了近2 倍，且拥挤的持续时问和分布范围也都有了明显的增 长。而我国目d 订一般城市干道上机动车的运行速度只有1 5 2 0 k m h ，大城市中 心区仅为1 0 - - 1 5 k m h 1 ，远低于国际上的交通标准1 8k m h 。交通拥挤问题 成为制约城i 耵发展的关键问题之一。为此，国内外许多交通研究人员和交通工 程师从理论和工程的角度提出了多种技术方法和工程措施：从简单的道路设施 扩建到信号灯的优化控制，从公交优先政策到近年来在新加坡、伦敦等地陆续 实施的拥挤收费管理，从交通信息发布到智能交通诱导等。在这一过程中，一 系列问题摆在了人们的面前：如何评价路网的交通运行状念以判断交通改善技 术实施的必要性? 交通改善措施选用的依据是什么? 如何评价这些技术方法和 工程措施的实施效果? 所有这些问题的解答都基于交通工程研究中的一个基础 而重要的问题交通系统评价问题。 交通数据的采集是进行有效评价的前提。目前我国许多城市都逐渐加大了 在这一方面的投入。以上海为例：上海市政工程管理处于2 0 0 1 年在三纵三横 主干道路网的2 3 个交叉口安装了感应式交通流量检测线圈，在随后的四年期间 又将检测交叉口数量增加到约1 5 0 个。设施的建设无疑为及时掌握道路交通状 况提供了很好的硬件基础。然而，只有将海量的数据转化成对管理人员和交通 出行者有用的信息，这些设施彳能真币发挥作用，建立合理的交通系统评价指 标体系和评价方法将是完成这_ 一转化的第一步，并可为后续设施的建设提供指 导。 在进行交通评价分析时，长期以束，人们多是采用服务水平( l e v e lo f s e r v i c e ) 分级的方法进行的。现有研究意义下的服务水平可简单地定义为交通 第1 章序寿 出行者对交通系统运行状况的感受，较为严格的定义可以引用美幽通行能力手 册( h i g h w a yc a p a c i t ym a n u a l ，h c m l 9 8 5 ) 中的有关定义1 ：即描述交通流内的 运行条件及驾驶员与乘客对其感受的一种质量标准。口f j 才，在这一定义指导下 所提出的用于确定服务水平的评价指标种类繁多，标准不一：有采用绝对数值 的绝对指标，也有采用相对数值的相对指标；有基本指标，也有衍生指标。对 于同一交通设施，采用不同指标评价有时会得到不同的结果，这就使得交通管 理人员在进行决策时无所适从。应该如何科学地定义“服务水平”? 哪些指标 能够客观、高效地反映服务水平，从而为管理人员提供有益的决策帮助? 这些 指标又该如何获得? 这些都是交通系统评价研究中亟待解决的问题。 对上述一系列问题的解决构成了本文的研究仞衷。本文拟从交通管理者和 出行者的角度对“服务水平 的概念进行重新诠释，并在这一概念指导下分层 次给出服务水平评价指标和评价方法，以期能够建立一个较为合理、完整的城 市交通系统评价指标体系，实现对现有数据资源的有效利朋，为解决城市交通 拥挤问题提供依据和指导。 1 2 国内外研究现状 对于交通系统服务水平的研究是以交通流理沦的研究为基础的。关于交通 流理论的研究丌始于2 0 世纪3 0 年代5 1 ，到2 0 世纪6 0 年代初，包括流密速关 系、交通波动理论、排队论等在内的交通流理论的基本框架已经形成。基于这 些理论基础，研究人员丌始致力于建立面向交通系统的评价指标体系和评价方 法。在过去的近5 0 年中，提出了众多的评价指标和评价方法，而各国与其通行 能力手册相关的研究则成为这一领域研究的圭线。因此，这罩简单地将已有研 究分为纳入各国通行能力手册的方法和其他方法两类进行综述6 1 。 1 2 1 各国通行能力手册中的有关研究 继美国y - 1 9 5 0 年出版了第一版通行能力手册( h i g h w a yc a p a c i t ym a n u a l ，h c m ) 以来，加拿大、澳大利亚、同本、俄罗斯、德国等国家陆续出版了自己的通行 能力手册。各国在研究编写其通行能力手册时，广泛地采纳和参照了h c m 中的 概念、方法和程序。 2 第1 章守吉 1 2 1 1h c m h c m 的演化历程 h c m 由美国公路通行能力和服务水甲委员会( h i g h w a yc a p a c i t ya n dq u a l i t y o f s e r v i c ec o m m i t t e e ，h c q s c ) 组织编写，先后经过了大小九次改版，共形成了四 个正式版本。于1 9 5 0 年出版的第一版h 1 ，针对一些类型设施给出了基本的设计 指南。委员会于1 9 5 7 年对第一版进行了改进，出版的h i g h w a yr e s e a r c hb u l l e t i n 1 1 6 7 1 被视为1 版。在此基础卜，于1 9 6 5 年萨式出版了第二版“，在这一版中 z 首次提出了服务水平的概念，取代了第版中的基本通行能力、可能通行能力 和实际通行能力的概念。改版还增加了许多高速公路的相关内容。1 9 8 0 年，t r b c i r c u l a r 2 1 2 1 对第二版的一些程序进行了改进，1 9 8 5 年出版的第三版由此诞生。 从第三版到2 0 0 0 年出版的第四版中，h c m 先后经历了三次修订，分别在1 9 9 1 、 1 9 9 4 和1 9 9 7 年，这些修汀主要足针对多车道公路和交叉口的相关内容的妇。 修订后的l - l c ! 第四版在内容、格式等方面都与自订几版有了很大的不同。它一方 面反映了目前丰富的信息采集技术，为后续在新领域的发展奠定了基础，另一 方面不再象前几版一样只关注单纯的设施，而足进一步转向了系统的角度。这 反映在其第四部分中将点分析的结果融入线、面评价的方法3 1 。 “服务水平一概念的演化历程 1 9 6 5 年，美国运输研究所在第二版的道路通行能力手册中首次给出了“服 务水平”的定义，并建议用于交通设施的设计和评价。其定义如下d 1 ： “服务水平是反映速度、行程时间、交通干扰、驾驶自由度、交通安全、 驾驶方便舒适程度以及运营费用等多种因素影响的一种质量测度。 1 9 8 5 年第三版形成了目前被各国广泛应用的服务水平概念1 ： “规定为描述交通流内的运行条件及驾驶员与乘客对其感受的一种质量测 度。服务水平的定义，一般用速度和行驶时间、驾驶自由度、交通干扰、舒适、 方便和安全、费用等因素柬描述。 在1 9 9 7 和2 0 0 0 版基本维持了这一定义，只做了两处修改：去掉了“安全” 和“费用”两项，以使其定义的范围更为明确”1 “。 “服务水平一评价指标的演化历程 第1 章序言 把月j 于最化设施服务水平的测度( 如h c m 中的延误、行程车速等) 称为设 施服务水平的评价指标。 ，i c m l 9 6 5 9 1 理论上来说，服务水平定义为出行者通过道路断面感受到的运行状况，但 1 9 6 5 版t t c m 却采用饱和度( v c ) 作为服务水平的评价指标。这一指标并不直接与 出行者感受相关。其另一个严重的缺陷在于：由于饱和度的峰值为l ，不能用于 评价公路系统所有状态的j j 挤情况，不能区分过饱和和非饱和两种截然不同的 运行状况。为此，后续版本进行了改进，尝试着忠实于其概念。1 。 l c m l 9 8 5 h c m l 9 9 7 1 门1 7 1 i t c m l 9 8 5 到f i c m l 9 9 7 使用不同的评价指标定义不同设施的服务水平。就公路 而亩，高速公路和多车道公路采用密度作为评价指标：两车道乡村公路则采用 延误时i n j 百分比作为评价指标。就城市道路而言，交叉口采用延误作为评价指 标，主干道路采用评价行程车速作为评价指标。具体指标和分级标准见表1 1 ( 以 h c m l 9 9 4 为例) 。 表1 1h c m l 9 9 4 服务水平评价指标和分级标准 没施炎掣订价指标l o sal o sbl o scl o sdl o se - 每述公路基本段 密度 6 l o 8 0 8 6 7 2 7 7 6 4 6 7 5 6 ；r 入分流f i密度 6 1 2 1 7 2 2 ，岛述公路总体无无正无无无 多车道公路密度 7 1 2 1 7 2 l 2 5 双车道公路 延误h , l - f j 百分比 3 0 4 5 6 0 7 5 l o o 信号灯交叉ui i 均f 车延误 5 1 5 2 5 4 0 6 0 | 卜信号灯交义【1l ，均总延误 5 1 0 2 0 4 5 3 5 2 7 2 i ( i ，i i 。i i i 级) i 均行程车速 4 8 3 8 2 9 2 2 1 6 4 0 3 0 2 l 1 4 1 1 注：因自由流车速和车道数而异 交织车速月e 交织车速 一+ l o s 。e ”阈值为饱和度为l 时的密度 在h c m l 9 9 7 中城市干道分为四级 密度单位为p c u k m l a n e ；平均停车延误单位为s e c l k u ：平均行程车速单位为k m h 可以看到，不但不同的设施选用了不同的评价指标，对同一种设施的不同等 级也选用的不同的服务水平分绂阂值。 4 第1 章序言 i t c m 2 0 0 0 h c m 2 0 0 0 在前面版本的基础上有了较大的改进，不再像自玎几版那样只关注单 纯的设施，而足进一步转向了系统的角度，然而这种转化还没有在h c q s c 目前 的组织机构中得到完全的体现，在手册中的体现也只是初步的，仅对评价指标 进行了讨论，并未给出服务水平的分级标准。因此其主要内容还是面向公路和 城市道路的，且仍是对于不同类型的设施采用不同的评价指标和分级阈值，如 表1 2 所示。 表1 2h c m 2 0 0 0 服务水甲评价指 示和分级标准 改施类掣s e r v i c em e a s u r el o sal o sbl o scl o sdl o se 商速公路摹本段 密度 0 l7 2 2 2 6 2 8 交织密度 汇入分流区密度 6 1 2 9 0 8 0 7 0 6 0 多车道公路密度 9 1 6 2 l 2 4 2 6 双车道公路延误时i h j 百分比 3 0 4 5 6 0 7 5 9 0 信号灯交叉u| ，均延误 1 0 2 0 3 0 5 0 7 5 信号灯交叉u、i ，均延误 5 l o 2 0 4 0 3 0 2 5 2 0 城市干道 i ，- 均行秆车速 5 0 3 5 2 5 2 0 1 5 ( 1 。i i i i i 级) 4 0 2 5 2 0 1 5 1 0 注：此处分为两种类型，六级，这里略去，可参见【1 4 1 l o s 。e ”阈值为饱和度为l 时的密度 密度单位为p c u k m l l a a e ；平均延误单位为s e c p c u 平均行程车速单位为k m h 对h c m “服务水平一概念和方法的有关评价 h c q s c 一直孥持对其提出的“服务水平”的概念和评价方法的应用效果进行 跟踪评估，并总结如下3 ： 对出行者的接受情况研究薄弱，认为应当深入研究公众对已有指标的反 应情况。这一点现在已经受到普遍关注，t r b 年会近几年多有这方面的 论文。 当d 订的评价仍主要是面向道路设施的，应当更多地关注多种运输方式所 形成系统的整体评价。针对这一点，早在1 9 9 0 s ，当h c m l 9 9 4 形成的时 候，h c q s c 主席a d o l f d m a yj r 就认为应当强调多种方式的交通而不 仅仅是道路，建议将h c m 中的“h i g h w a y ”改为“t r a n s p o r t a t i o n ”。 第1 章序言 其应用已超f j 了h c q s c 预期的范闸，而现有概念和方法实际上不能满足 一些应用的要求，比如：现在服务水平的评价指标没有与饱和度相关联， 因此，l o s “f 可能发生在畅通一侧，而许：多h c m 使用者仍采用i o s 来判 断设施供给是否充足，这显然是当l j 订定义下的l o s 所不能提供的。 会导致一些反常现象，主要表现在： 一有时评价指标提高不大，但服务水平上| 提高了一个等级：而相反评 价指标提高很多，服务水平等级却不发生变化； 一等级划分没有考虑区域差异。 r i c h a r dg d o w l i n g ( 1 9 9 8 ) 研究指出，现有h c m 针对不同类型设施采用不同的 服务水平评价指标，甚至网种设施类型采用不同的阂值，这都使得基于已有的 交叉口、路段等单独设施的服务水平合理综合而得到系统层面服务水平的过程 变得困难，甚至不可能1 。 w a y n ek k i t t e l s o n r o g e rp r o e s s ( 2 0 0 1 ) 针对上述问题，甚至悲观地认为未 来h c m 中应当不再使用“服务水平”的概念，而应当采用多种指标。认为交通 专业人员已经熟知这些指标的意义，因此没有必要再将设施分为“好”、“中”、 “差”等级。然而他们也承认公众和一些决策者并不是交通专业人员，“服务 水平”概念是使他们了解交通状况的有效方法。这也是许多研究人员仍然支持 “服务水平”概念的主要原因之一c ，3 ，。 1 2 1 2 其他国家的通行能力手册“6 1 棚 加拿大、澳大利亚、同本、俄罗斯、德图等国家参考h c m 编写了自己的通 行能力手册，并给出了其与h c m 中的对应关系。表1 3 为同本给出的道路服务水 平评价标准。 农1 3 日本道路服务水平规定 车流量通行能力( v c )相当于美国服务 服务水平 郊区城镇地区水平 l0 7 5 o 8c 20 8 5o 9d 3l le 从v c 值米看，同本规划等级的l 、2 、3 级相当于美幽服务水平的c 、d 、e 级。 6 第1 章霄吉 在美国标准中，服务水平a 、b 两级的车流量较低，服务水i f 过高，投资效益较 低。这对于道路交通资源比较紧张的同本而言显然是不经济的。 我国尚未形成自己的道路通行能力手册。服务水平标准是参考荚、两幽的 标准制定的，见表1 4 。 表1 4 城市道路设计规范服务水平分级标准 路段 信号灯交叉口 评价 区问速度( k m h ) v c 延误时问( s e e ) 城市干道快速路正常运行，岛峰时段 l2 04 00 8 1 8 0 ：3 6 0 4 网络层面交通流的三个基本参数如何定义 已有的路段和交叉口模型均为单独建立，无法反映相互干扰 已有的评价方法均面向单独的交叉口或道路，很难从中总结出面向网络的整 体评价方法。 由于路网交通流理论发展的相对薄弱，目前所提出的网络服务水平的指标和 方法多是基于实测数据的统计指标，已有研究大致可以分为两大类：单指标评 价和多指标评价。 单指标评价 行程时间等值线“们 这是最初选用的指标。可以对一定时刻道路网络运行状况进行总体描述，给 出整个路网的平均行程时间和车速信息。然而信息仅限于一点，对于其它点， 工作必须重新丌始。另外，很难根据等值线图给出路网服务水平评价的分级标 准，不同路网问难以比较。 交通密度i n w 由路段交通密度引申而出，将路网层面的交通密度定义为单位时问单位面积 的总行程距离，单位p c u h k m 。v a u g h a n ，i o a n n o u ，a n dp h y l a c t o u ( 1 9 7 2 ) 禾t j 用英国 四个城市( 切斯特菲尔德、罩丁、莱斯特和卢顿) 的数据建立了几个常规模型， 研究了其与研究区域距离城市c b d 距离的关系。 ，一、 i = a e x p l x r 历j 其中：i 为交通密度，；r 为与c b d 的距离；a 和a 为参数， 数据表明，四个城市有相同的a s d a ，并且a 值因高峰与否而不同。 宏观交通流模型中的若干参数卜：”1 z a h a v i 在1 9 7 2 年利用英国和美国一些城市的数据，建立了交通密度i 与城市道 路密度r 和空间平均车速v 的关系，即口相关模型： i = 口( v 尺) 其中，i 意义同上；城市道路密度r 定义为单位面积的道路长度；口、m 为参 数。 ， 研究发现m 几乎对所有城市均为1 ，而口因城市不同而不同，与城市路网的 8 第1 章序言 车道宽度、交叉口密度等物理特征密切相关，因此建议将其作为路网服务水平 的评价标准。然而，b u c k l e ya n dw a r d r o p ( 1 9 8 0 ) 和a r d e k a n i ( 1 9 8 4 ) 在随后的研究 中发现口值办与空问平均车速和路网密度密切相关。 h e r m a n 和p r i g o g i n e ( h e r m a na n dp r i g o g i n e19 7 9 ；h e r m a na n da r d e k a n i l9 8 4 ) 提出的二流模型也同样建议模型中的参数n 作为路网服务水平的评价指标，它反 映了随交通需求增长，路网性能恶化的速度。模型研究同时还指出另一个参数 t m ( 在不停车条件下，车辆行驶的平均最小行程时间) 也反映路网性能。 行程车速：1 这一指标在当自玎的研究中从根本上来说，仍是面向城市干道的。b r a n s t o n ( 1 9 7 4 ) 将其放入路网中进行考虑，研究了行程车速与研究道路距城市c b d i 巨离r 问的关系。利用英国道路研究实验室( r o a dr e s e a r c hl a b o r a t o r y ，r r l ) 1 9 6 3 年对英图6 个城市进行观测所采集的数据，建立了五个平均速度v 与距离r 的关系 函数，并经过对比推荐采用幂函数模型。 随后，b r a n s t o n ( 1 9 7 4 ) 提出了下面的简化模型： v = k r l 3 ( 其指数范围0 2 7 一o 3 6 ，1 3 为推荐值。) 研究发现k 与城市人口密切相关。 同年，h u t c h i n s o n 对负指数函数模型进行简化，假定最大速度为6 0 k m ，给出 了下列模型： ，= 6 0 一a g 一7 r 研究表明r 与人口密切相关，而a 与两个因素均无关系。 拥挤度 出于简单、实用和区域可比性原则| 3 钥l 啪，l i n d l e y 和s c h r a n k 提出了相应 的评价指标：盯1 f 哪| 御1 。 l i n d l e y 提出的拥挤度指标类似于道路的饱和度指标。显然，这样的指标不能 用于评价交通系统所有状态的j 爿j 挤情况，不能区分过饱和和非饱和两种截然不 同的运行状况。 s c h r a n k 等提出并经s c h r a n k 和美国德州交通部( t t i ) 的l o m a x 改进得至u t t i 道 路拥挤指数( r o a d w a yc o n g e s t i o ni n d e x ，r c i ) 。其计算公式为： n - l ( f w y v m t | l n - m i ) f w y v m t 七( a r t v m t | l n m i ) a r t v m t l = 一 1 3 ，0 0 0 事f w y v m t + 5 ，0 0 0 木a r t v m t q 第1 章序言 其中：f w y v m t l n m i 为高速公路平均每乍道典罩上的f 1 车英卑数： f w y v m t 为高速公路的h 车英翠数； a r t v m t l n m i 为主干道平均每车道英卑上的f 1 车英罩数； a r t v m t 为主干道的几车英罩数： 1 3 ，0 0 0 和5 , 0 0 0 分别为高速公路和主干道每车道英罩的估计容量。 s c h r a n k 等的这种方法遭到t g o r d o n r i c h a r d s o n , 稗l l i a o o 的批评。他们发 现r c i 与出行时间的相关系数仅为0 0 9 ，从而认为其对交通状念的解释性不佳。 m a r i o ng b o a r n e t ，e u g e n ej a ek i m 矛i i e m i l yp a r k a n y 1 等提出了基于通行能力 适应指数( c a p a c i t ya d e q u a c yi n d e x ，c a ) 的拥挤度评价指标a c c e s s 。 c a 定义如下： c a = c 蒜器。 其中，额定通行能力是指综合考虑了道路交通条件和服务水平要求的服务通 行能力；当自订设计小时流量在目前研究中指乡村公路的第3 0 位小时流量和城市 道路的第2 0 0 位小时流量。显然，c a 值越大，表示设施的拥挤程度越低。a c c e s s 就定义为单设施c a 值按同流量的加权平均值。 延误 美国华盛顿大城市理事会以出行者可接受的出行时问和延误为依据，提出了 “用户满意度”指标来评价路网状态。归纳了一系列曲线来反映固定出行距离 和出行时白j 与出行者的满意程度的关系，从而评价交通系统的服务质量，见图 一 - 塾 黼 餐 嚣 舞 磅 v 靶 丘 24g1 2：31 62 0 出行藐离f 萸嗽， 挂；i 旃星”i 6 l 公单 1 0 鲫驰髓曲锵的如旧o 第1 章序言 图1 1 刖户满意度评价曲线 多指标评价 n a t i o n a lc o o p e r a t i v eh i g h w a yr e s e a r c hp r o g r a m ( n c h r p ) 3 - 5 5 ( 4 ) 的推荐指 标5 1 l o m a x 认为从持续时间、分布范围、严重程度和可靠性四个方面可以完整地 量化j 1 j 挤。任何系统评价指标都应当尽量综合地反映拥挤的这四个方面。因此， 他推荐采用下述评价指标： 单位距离的行程时间( t r a v e lr a t e ：m in m il e ) 延误率( d e l a yr a t e ：m i n m il e ) 总延误( p e r s o n * h o u r ) 相对延误率( 无量纲) ：为延误率与期望的单位长度的行程时间之比 -入的出行速度( m il e h o u r ) ：为按入加权平均的行程车速 - 交通走廊畅通性指数( 无量纲) ：人的出行速度与标准值的比值 可达性( ) ：一定时间( m i n ) 内可以到达的目的地数目 拥挤出行数( p e r s o n * m i l e ) ：拥挤路段的长度与其上的出行者人数的 乘积之和 研究指出，这些畅通性指标主要是用来辅助规划和运营管理人员从不同的目 的和标准出发判断系统的运营状况和诊断问题，而不是用于向公众发布系统性 能信息的。 佛罗罩达州内公路系统性能评价指标蝣1 佛罗里达交通部完成了对州内公路系统评价指标的研究( f l o r i d ai n t r as t a t e h i g h w a ys y s t e m ，f i h s ) ，提出了主、次两个层次的评价指标，并在进行一定的修 正后建议作为交通走廊性能评价的指标集。 f i h s 系统性能指标分为服务质量和服务数量两个层次。服务质量指标反映出