（交通运输规划与管理专业论文）城市道路网指路标志信息设计方法研究.pdf

r e s e a r c ho fad e s i g n 删j i | | i | f i i | | l l l i i f | l l l i i | | l l l i i f i l i | l i | i 洲 y 17 6118 8 f o rg u i d i n gs i g n s 烈f o r m a t i o n 烈u r ba nr o a dn e t w o r k at h e s i ss u b m i t t e dt o s o u t h e a s tu n i v e r s 时 f o rt h ea c a d e m i cd e g r e eo fm a s t e ro fe n g i n e e “n g b y s u n z h e n g _ a n s u p e r v i s e db y p r o l ix u - h o n g s c h o o lo f t r a n s p o r t a t i o n s o u t h e a s tu n i v e r s 时 n a n j i n g j u n e2 0 1 0 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究t 作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用 过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明 并表示了谢意。 研究生签名： 虹日 期： 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布( 包括刊赘) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研 究生院办理。 研究生签名：象逝导师签名：奎塾圭 日期： 摘要 摘要 城市道路指路标志主要是传递城市中的道路或地点信息，为道路交通参与者提供科 学、合理的指引和诱导服务。指路标志所提供的信息与道路网空间结构以及区域交通需 求分布特性紧密相关的。论文从城市道路交通网络的实际出发，研究了指路标志信息与 道路网的空问结构、交通分布、交通分配的关系，建立了适合于城市道路交通的指路标 志分层设计模型，并对指路标志信息系统的综合评价进行了研究。 首先，对指路标志信息重要性、功能性以及分布特点之问综合的相互关系进行了研 究。从指路标志体系的特性以及指路信息的需求关系分析入手，综合考虑指路标志信息 重要性分层、分布结点分级以及其功能性，研究三者之间的相互关系。指路信息按照功 能性可以分为确认信息、预告信息以及诱导信息。确认信息以及预告信息与道路网之间 的关系基本上是与生俱来的；而诱导信息，则是由交通出行行为以及交通条件决定的。 故提出根据指路信息的功能性分层设计的思路：第一步，结合路网空间结构全面地对指 路标志信息进行推理；第二步，应用交通分配方法，得到诱导功能的指路信息，并将其 补充到第一步的指路标志信息体系中。 其次，提出了空间推理方法和交通分配相互结合的指路标志信息系统设计方法，着 重对基于交通分配理论的诱导信息设计方法进行了研究。讨论了道路网的邻接拓扑关系 和邻接方向关系的描述以及面向指路标志设计的邻接关系推理，并由此解决了对确认和 预告功能的信息的标示问题。并且，根据区域交通流、交通组织与交通诱导路径之间的 相互关系，进行区域路网提取、小区划分，利用用户平衡法进行交通分配，并将分配结 果数据进行处理，以分配结果为依据设置诱导信息。 然后，建立了指路标志系统路网综合适应性和对出行者的综合诱导效果评价体系。 依据指路标志在出行中发挥的作用，层层递进地提出了四种可量化的单项评价指标：信 息预告率、诱导覆盖率、诱导可达性、以及诱导复杂性。利用各单项指标进行指路标志 信息路网综合适应性评价。并且，从出行者的角度，综合考虑各单项指标，对指路信息 的诱导效果进行综合的定量评价。 最后，进行了实例分析。应用文中提出的指路标志信息系统设计与评价方法，以郑 东新区c b d 为例，提出了合理的指路标志体系设计方案。 关键词：指路标志；功能分级；空间推理；交通分配；路网适应性；诱导效果；城市道 路网：c b d a b s t r a c t a b s t r a c t g u i d i n 2s i g n so nu r b a nr o a d sc a no f r e rr o a d so rl o c a t i o n si n f o 加a t i o n ，t h ep u r p o s eo f w h i c hi st op r o v i d et r a f n cp a n i c i p a n t sw i t hs c i e n t i f i ca n dr a t i o n a lg u i d e l i n e sa n di n d u c t i o n s e r v i c e s t h ei n f o r m a t i o ns u p p l i e db yg u i d i n gs i g n si sc l o s e i yr e l a t e dt ot h es p a t i a ls t r u c t u r e o fr o a dn e t w o r ka n dt h ec h a r a c t e ro fi t st r a f 氍cd i s t r i b u t i o n c o n s e q u e n t l y ，t h er e l a t i o n s h i p b e 似e e nt h es p a t i a ls t r u c t u r eo ft h er o a dn e t 、) v o r ka n dg u i d i n gs i g n si n f b m a t i o n ，t r a 硒c d i s t r i b u t i o n ，a n dt r a f 葡ca s s i g n m e n tw a ss t u d i e d b a s e do nw h i c h ，i te s t a b l i s h e dt h e h i e r a r c h i c a l d e s i g n m o d e l so f g u i d i n gs i g n s i nu r b a nr o a dn e 铆o r k ，a n ds t u d i e d c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o no fg u i d i n gs i g n si n f o n l l a “o n f i r s t l y ，t h ei n t e g r a t e dr e l a t i o n s h i pa m o n gg u i d i n gs i g n s i m p o r t a n c e ， h n c t i o n sa n d d i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r sw a sa n a i y z e d i ts t u d i e dt h ei m e r g r a t e dr e i a t i o n s h i p so ft h r e ep a n s ， w h i c ha r eg u i d i n gs i g n s i m p o n a n c e ，m n c t i o na sw e l la si t sd i s t r i b u t i o n ，o nt h eb a s i so ft h e a n a l y s i so ft h eg u i d i n gs i g n ss y s t e mc h a r a c t e r i s t i c sa n dt h en e e d so fg u i d i n gi n f o n l l a t i o n c o n f i n n i n ga n df o r e c a s t i n gi n f o r n l a t i o ni sc l o s e l yr e l a t e dw i t t lt h e r o a dn e t 、】v o r kw h i l e i n d u c t i o ni n 矗a r f n a t i o ni sd e c i d e db yt r a v e lb e h a v i o ra n dt r a f f i cc o n d i t i o n s s o ，i tb r o u g h tu p t h ed e s i g nt h o u g h ta c c o r d i n gt og u i d i n gs i g n s f u n c t i o n s t h ef i r s ts t e p ，b a s e do nt h et h o u g h t ， w a st h a tr e a s o n i n go u tt h ei n f o r m a t i o no nt h eg u i d i n gs i g nc o m b i n e dw i t ht h es p a t i a ls t r u c t u r e o fr o a dn e t w o r l ( ，w h i l et h es e c o n ds t e pc a l c u l a t e dt h ed i s t r i b u t i o no fi n d u c t i o ni n f o r m a t i o n u s i n gt h em e t h o do f t r a f 葡ca s s i g n m e n t ，a n da d d e di tt ot h es y s t e mo fg u i d i n g i n f o r n l a t i o n s e c e n d l y ， am e t h o dc o m b i n e dw i t hs p a t i a lr e a s o n i n g卸dt m f 葡ca s s i g n m e n tw a s p r o p o s e df o rt h ed e s i g no fg u i d i n gs i g n s i n f 0 n n a t i o n ，b u tf - 0 c u s i n go nt h ed e s i g no f i n d u c t i o n i n f b n n a t i o nb a s e do nt r a 衔ca s s i g n m e n tt h e o 叮f i r s t i y ，i td i s c u s s e dt h er e l a t i o n s h i pb e t 、】v e e n t h ea d j a c e n tt o p o l o g ya n dd i r e c t i o no fu r b a nr o a dn e t w o r l ( ，a n dp r o p o s e dt h eg u i d i n g i n f o r m a t i o nr e a s o n i n 2o nt h er e l a t i o n s h i po fa d i a c e n t a sar e s u l t ，c o n f i 肿a t i o na n d f o r e c a s t i n gi n f o n n a t i o nc o u l db eo b t a i n e d a n dt h e n ，r o a dn e 铆o r ke x t r a c t i o na n dc e l l d i v i s i o nw a sc o m p i e t e da c c o r d i n gt ot h ei n t e r g r a t e dr e l a t i o n s h i pa m o n gt h et r a 衢cf l o w ， t r a f f i c0 r g a n i z a t i o na n dt r a 伍c i n d u c e dp a t h ，t r a m ca s s i g n m e n tr e s u l t sw e r eg o t t e nu s i n g u s e r - e q u i l i b r i u mm e t h o d ，a n di n d u c t i o ni n f o r m a t i o no ng u i d i n gs i g n sw e r es e tb a s e do nt h e a s s i g n m e m r e s u l t t h i r d l y ，t h ee v a l u a t i o ns y s t e m ，i n c l u d i n gg u i d i n gs i g n s c o m p r e h e n s i v ea d a p t a b i l i t yt o r o a dn e 似o r ka n dc o m p r e h e n s i v ei n d u “o nf o rt r a v e l e r s ，w a sf 0 u n d e d a c c o r d i n gt ot h er o l e o fg u i d i n gs i g n si nt h et r a v e lp r o c e s s ，f o u rk i n d so fq u a n t i f i a b l ei n d i v i d u a li n d i c a t o r sw e r e f i r s tb r o u 曲tf b 九a r dp r o 伊e s s i v e l y ，w h i c ha r ei n f o 肿a t i o nf o r e c a s t i n gr a t e ，i n d u c e dc o v e r a g e r a t e ，i n d u c e da c c e s s i b i l i t y ，a sw e l la st h ei n d u c e dc o m p l e x i t y ，r e s p e c t i v e l y t h e n ，t h eg u i d i n g s i g n s c o m p r e h e n s i v ea d a p t a b i i i t yt ot h er o a dn e t w o r kw a se v a l u a t e du s i n gt h ef o u rk i n d so f q u a n t i f i a b l ei n d i v i d u a ii n d i c a t o r s c o n s i d e r i n gt h ei n d i c a t o r so ft h ei n d i v i d u a li n d i c a t o r s ，i t f i n a l l ye v a l u a t e dg u i d i n gs i g n s 龟n c t i o no fc o m p r e h e n s i v ei n d u c t i o nq u a n t i t a t i v e l yf 而m t r a v e i e r s v i e w ac a s ew a sa n a l y z e di nt h ee n d a p p l y i n gt h es y s t e m a t i cd e s i g na n de v a l u a t i o nm e t h o d s f o rg u i d i n gs i g n si n f o m a t i o ni nu r b a nr o a dn e 研o r k ，i tb r o u 曲tf o n har a t i o n a lp r o 野h no f g u i d i n gs i 印ss y s t e mf o rt h ec b d i nz h e n g d o n gn e wd i s 砸c t a b s 【r a c t k e yw o r d s ：g u i d i n gs i g n ；f u n c t i o nd i v i s i o n ；s p a t i a lr e a s o n i n g ；t r a m ca s s 谵n m e n t ；a d 印t a b i l i t y t or o a dn e m o r k ；i n d u c t i o nf o rt r a v e i e r s ；u r b a nr o a dn e t 、) v o r k ；c b d i 目录 目录 摘j 要l a b s t r a c t i i 第一章绪论1 1 1 直题背景及意义1 1 2 国内外研究现状l 1 3 研究的主要内容5 1 4 研究的技术路线一6 1 5 论文的组织结构。7 第二章城市道路网指路标志信息体系分析一9 2 1 城市道路网指路标志体系特性分析9 2 1 1 城市道路网指路标志的定义9 2 1 2 城市道路嘲指路标志体系的特性9 2 1 3 城市道路网指路标志体系的功能。1 l 2 2 城市道路网指路信息需求分析l l 2 2 1 不同路网层次条件下对指路信息的需求特征1 2 2 2 2 不同交通流条件下对指路信息的需求特征1 3 2 2 3 不同土地利用布局条件下对指路信息i 勺需求特征1 4 2 3 城市道路网指路标志信息分级体系1 5 2 3 1 指路标志信息重要性分层15 2 3 2 指路标忐信息分布结点分级1 5 2 3 3 指路标志信息功能分级1 6 2 4 本章小结17 第三章城市道路网指路信息设计方法l8 3 1 指路标志项与指路标志版面1 8 3 1 1 指路标志项1 8 3 1 2 指路标志版面18 3 1 3 指路信息系统设计思路一1 9 3 2 基于路网拓扑结构的指路信息空间推理方法2 0 3 2 1 路网拓扑结构2 0 3 2 2 空间推理设计方法一2 3 3 3 基于交通分配的诱导信息的设计方法2 6 3 3 1 建立路网2 7 3 3 2o d 分布数据2 8 3 3 3 诱导信息交通分配3 2 3 4 本章小结3 5 i v h 求 第四章城市道路网指路信息系统评价3 6 4 1 诱导效果评价概述3 6 4 1 1 诱导效果评价的目的3 6 4 1 2 评价指标的选取3 6 4 2 单项指标评价3 7 4 2 1 信息预告率。3 7 4 2 2 诱导覆盖率3 8 4 2 3 诱导可达性一3 9 4 2 4 诱导复杂性4 0 4 3 指路信息综合评价4 0 4 3 1 路网综合适应性4 0 4 3 2 综合诱导效果4l 4 4 本章小结4 3 第五章郑东新区c b d 指路标志信息系统设计与评价4 5 5 1 郑东新区c b d 指路标志需求分析4 5 5 1 1 郑东新区c b d 道路网络特征分析4 5 5 1 2 郑东新区c b d 指路标志信息重要度分层4 6 5 1 3 郑东新区c b d 交通结点分级一4 6 5 1 4 郑东新区c b d 指路标志版式选择4 7 5 2 郑东新区c b d 指路信息系统设计4 7 5 2 1 基于路网拓扑结构的空间推理一4 7 5 2 2 基于交通分配的诱导信息设计4 8 5 2 3 指路信息系统评价5 2 5 3 本章小结5 4 第六章结论与展望5 5 6 1 论文的主要工作5 5 6 2 论文的主要贡献5 5 6 3 论文的不足和展望5 6 致谢。5 7 参考文献5 8 攻读硕士期间发表的论文及科研情况6 1 v 第一章绍论 第一章绪论弟一早三百t 匕 1 1 立题背景及意义 进入2 1 世纪以来，我国经济持续高速增长，城市化、工业化进程显著加快。城市 化与工业化的相互促进，工业化带动了城市化，城市化又促进了工业化。伴随着快速的 城市化进程，我国城市空间i f 以惊人的速度不断扩张。城市的发展对交通系统提出了更 高的要求。城市交通基础设施随着城市空问的扩张而飞速发展，然而大多城市往往“重 建设，轻管理”，交通“硬环境”日趋发达，但返观交通“软环境”，也就是城市道路交 通配套的服务管理没有跟上基础建设前进的步伐，致使道路设施的功能没有得到合理的 发挥，进而影响城市的交通环境。 道路交通标志是“道路语言”的重要内容，存交通管理中发挥着重要作用。指路标 志是道路交通标志的主要组成部分，其最根本的功能就足引导交通出行。作为交通参与 者的“出行指南”，指路标志在引导人们顺利出行、保障道路安伞畅通方面发挥着重要 作用。科学、规范、人性化的指路标志系统，能够给出行者提供清晰准确道路语言，引 导交通出行。但目前在指路标志的设计、设置以及认识上存在着许多问题，致使指路标 志起不到应有的作用，有些甚至形同虚设。我国关于指路标志早期的标准为道路交通 标志和标线( g b 5 7 6 8 一1 9 9 9 ) ，其中重点阐述了公路的指路标志，包括一般公路和高 速公路的指路标志，但是没有系统阐述城市道路的指路标志。因此，各个地区和城市道 路上的标志五花八门，城市道路的指路标志也缺乏系统的理论研究。指路标志在设计、 设置过程中出现了新的问题，突出表现在如下方面：指路标志信息选取方法不能满足网 络化道路交通体系功能发挥的需要；地名、路名或路线编号指示不清；指路标志信息发 布不系统、缺乏连贯性；标志版面设计五花八门等等。总之，由于存在的这些问题，指 路标志系统的可用性较差，没能发挥其咨询、服务功能，使道路使用者对指路标志体系 感到困惑、迷失方向和影响行进信心，由此产生误驶、延误，甚至导致交通事故等不良 后果，城市道路网体系也不能充分发挥应有的功能，影响了城市道路交通的形象。 因此，有必要加强对城市道路指路标志规划设计的重视，探讨科学合理的城市道路 指指路标志信息系统设计理论，为各个城市指路标志系统规划设计提供理论支持，排除 传统设置方法中只依靠经验或盲目照搬标准规范的弊端。指路标志信息科学性、有效性、 可用性以及系统性的提高，就可以充分发挥道路交通标志的管理功能和导航服务功能， 达到既预防和减少交通事故、保障行车安全，又使道路使用者感到舒适、心情愉悦的目 的，从而提高整个道路系统的服务水平。另外，深入研究城市道路交通标志不仅能够有 力地促进城市交通管理设施的建设，有效地解决城市交通问题，也能够通过交通标志的 设计设置反馈出城市的精神风貌。研究成果不仅在城市交通领域有着重要意义，对城市 精神文化建设工作也有着较重要的参考价值。 1 2 国内外研究现状 交通标志按其功能可分为警告标志、禁令标志、指示标志、指路标志、旅游区标志 l 查塑莶兰堡主兰堡笙兰 和道路施：l 安全标志。其中，指路标志是传递道路方向、地点、距离信息的标志，它是 交通标志的重要组成部分i z j 。 针对交通标志许多学者从工程学、人类工程学以及数学逻辑等诸多方面做出了大量 研究。而针对指路标志单独进行研究起源于上个世纪末，我国的大部分研究集中在近十 年，并且多数是针对公路指路标志的研究。指路标志设计系统总体上分为两个部分：即 标志设施和指路信息两个方面。目前，国内外对指路标志的研究一般都集中在设施上， 例如板而的设计参数、标志牌的空问位置以及支撑标志牌的基础设施等方面；而对指路 标志表达的指路信息缺乏系统的研究，即指路标志应该如何去表达指路信息、传达什么 样的指路信息以及如何实现对道路或地点的指引等方而的研究较少。然而，以指路标志 牌为载体的指路信息系统却是指路标志设计中最本质、最重要和最网难的一个环节，合 理设计指路信息对充分发挥指路标志的作用至为关键。 由于缺乏研究，指路标志系统指尔内容常常小规范，指示信息严重缺乏，整体布局 缺乏足够的系统性，所传递的信息的连续性和完整性也不尽如人意，“大处不系统，小 处不细腻”，常常导致驾驶员在交叉口的茫然无措，从而影响了整个指路标志系统的交 通指引和交通诱导，标志管理也较为不便。 指路信息系统设计通常包括：指路标志版式、指路标志信息系统设计方法、指路标 志信息系统评价以及指路标志信息系统的智能实现四个方面，这四个方面前人均予以不 同程度的研究。 1 指路标志版式 指路标志版式设计足指指路标志牌上的指示什么样的信息、信息景以及信息排列规 则等设计问题，是解决标志牌上指路信息如何安排的问题。国内外对指路标志版式设计 的研究大多还是涵盖于交通标志中，对于交通标志版面设计的研究，许多专家、学者从 工程学、人体工效学等不同角度对交通版面设计进行了j “泛、深入的研究。 李健行分析比较了国内外各大城市指路标志的版面设计问题【3 】：潘为民通过较长时 问对交通设施管理的实践，分析了指路标志在城市道路管理中的作用，并提出了指路标 志板面设计应注意的几个问题【4 l 。 一些学者研究分析了对交通标志被注意程度有影响的各种因素，并提出一些改良的 措施，以提高交通标志的受关注度【5 】【6 】f 7 1 。这些研究指出路侧广告等与交通无关的物体、 交通标志的信息含量、交通标志类犁、交通标志背景复杂程度、交通标志是否显著、交 通流密度等因素都影响着交通标志的被关注程度。研究同时指出可采取下列措施来增加 交通标志的吸引力：精简交通标志的信息量、降低信息冗余度；增加标志大小：增加标 志与背景的对比度；标志上用较粗的图文，将标志置于驾驶员容易看到的地方等。 w i c k e n 则指出人类在短时间内对信息的接收能力是有限的，因此，若交通标志所含 的信息量过大，则容易被忽吲引。黄凯等通过室内仿真实验与真实环境下的实验相验证 的办法对标志信息量与驾驶员认知时间的关系进行了研究，并由此确定公路指路标志的 极限信息量9 】【1 0 】。刘西等从人类工效学的角度去研究交通标志的图形表达，并提出了一 个计算图标信息量的数学模型l l 】。邱杨等通过与司机视认距离有关的因素来确定指路标 2 第一章绪论 志牌的义字高度和尺寸，对标志牌内容的规范化也提出了些建议l l 引。 我国交通部十1 9 9 9 年颁布了道路交通标志和标线( g b 5 7 6 8 1 9 9 9 ) ，2 0 0 9 年， 更新了标准，颁布了道路交通标志和标线( g b5 7 6 8 2 2 0 0 9 ) ，其中，对交叉口指路 标志的颜色、形状、字体大小、字间隔、行距、边框尺寸、设置位置等作了规定，并给 出了一些示例图，但对标志的版面格式和信息选取组成方式均没有明确、系统的规定。 有关指路标志版面设计的问题研究主要集中在板面各要素设计尺寸和信息量上，对 于版面信息的排列规则研究则比较欠缺。 2 指路信息系统设计方法 部分学者提出了指路信息分级的理论，牟振华提出了基于城市道路功能划分的道路 交叉口指路标志信息分级体系【l3 1 。蒋海峰按照标志信息的重要程度和记忆规律将指路信 息分为三级分类原则，并提出指路标志应系统、连贯、一致的发布原则。对于交叉口指 路标志系统，首次提出了“提前预告、到达指引、过后确认”的三级分类及发布体系f 。 衰修荣分析了城市道路网各层次道路的交通流特性，提出了不同条件下对标志信息的需 求特性；结合路网层次布局特点划分各级指路节点，从满足交通流顺畅要求角度重点讨 论了各级节点处标志信息的选取和标志的设置f 1 5 】。陈国龙研究驾驶员对指路标志信息的 认知过程，发现影响指路标志信息可用性的因素包括：标志信息的系统全面性、标志信 息与道路等级功能的匹配程度、道路信息的层次分级明确性、标志信息发布的系统连贯 性及重要信息的强调重复1 1 6 】。 针对指路信息系统整体设计近年来也有学者开始研究。李友钦结合图论、最优路径 的搜索来优化指路标志的设置，但主要是判断单个交叉口前是否需要设置路标，没有从 路嘲整体的角度，系统地考虑指路标志的设置，也不能评价不同规划方案的优劣【l7 1 。t o i 等提出用迷路指数来表达用户偏离最短路径的可能性，并提出了一个数学模型以获得路 网总的迷路指数之和最小的规划方梨婚l 。 黄敏提出了指路标志项的概念，并对其进行了数学描述，即定义了指路标志项的状 态函数集，并明确给出指路标志标识系统建模的定义。指出交叉口是指路标志标识系统 建模的关键，分析了交义口的特征，定义了相关交叉口函数，为建立指路标志系统提供 了理论参考【1 9 】【2 0 】【2 1 1 。 张小兰在传统的弧段结点数据模型基础上拓展了结点冬b 近结点拓扑关系， 加入与交叉口相关的路网几何特征和交通网络服务规则，建立面向指路标志系统的平面 路网数据模型；针对现代交通中出现的越来越多的立体交叉口，提出将立体交叉口抽象 为复杂结点，从而建立基于复杂结点的面向指路标志标识系统的非平面路网数据模型， 但提出的建模规则略显粗糙，对地物信息缺乏分级f 2 2 】【2 3 】。 肖国荣从路网指路标志的数量与密度、提供的信息量、对交通流的影响等各多个方 面出发，讨论了若干指路标志布设方案评估方法，并进一步从指路标志应能合理地诱导 交通流、减小路网的总体行驶阻抗这一角度出发，引入了偏离指数这一概念，提出了基 于偏离指数的指路标志优化模型【2 4 】。 赵梦扬提出一种基于道路指向性系数的城市主干路网指路标志设置方法。首先定义 3 东南大学硕l 学位论文 弱，再求得由路网客观特征决定的道路之间指向性强弱关系，并以此为依据对道路指向 性系数进行修正，得到每条道路中的指路信息分布情况；然后，根据对指路标志标识系 统评价的相关要求，将道路指示信息分配到每条道路中的具体位置，最终得到指路标志 系统的布设方案【2 5 j 1 2 6 j 。 唐良提出了三种方法1 27 】：一是基于空间推理的道路信息标示算法，算法利用路段的 邻接父系，通过推理得到直接通达道路信息和问接通达道路信息，进而实现指路标志对 局部路网的确切描述与预告；二是种基于标志性地物的指路标志综合设计方法，采用基 于标志性地物的圈层覆盖法系统地实现了标志性地物的诱导分布，最后按照层次分析的 方法对指路标志中同方向的待标示标志性地物进行优先权排序，进而系统地实现了指路 标志对标志性地物的诱导设计；三是基于蚁群算法的路径规划算法，算法以路径距离和 路径时耗的加权和最小为规划目标，缩减搜索空间，考虑交通组织与管理因素，得到了 对重要标志性地物的诱导路径，进而实现了指路标志对标志性地物的交通组织诱导设 计。 上述方法中，大体上可以分为三个层面：一是根据实践应用巾的经验和效果，进行 定性地分析总结；二是针对指路标志与路网的空问结构，提出的路网的推理方法；三是， 考虑交通的需求特性，进行分析和单路径的诱导信息设计，缺乏对路网交通诱导需求的 整体考虑并且其定量性方法有待进一步研究。 3 指路标志信息系统评价 在城市道路交通管理评价指标体系( 2 0 0 5 ) 中对指路标志的评价主要有五项内 容：准确、清晰；符合国标；系统连续；数量适宜；位置适当、无遮捌2 8 】。在城市道 路交通管理评价指标体系说明( 2 0 0 5 ) 中明确了评价方法：在市区任意选择二点，利 用城市交通图和指路标志，乘出租车从一点到另一点进行调查。然后根据调查情况确定 指路标志满足几项要求，并换算成相应指数来进行评价【2 9 1 。 然而这一评价方法受多种因素影响，主观性较强，可操作性不够好，而且这样的评 价方法主要针对己有的指路标志系统进行评价，而对于规划的指路标志系统则不具备可 操作性。为此，需要一种更为客观的方法来实现指路标志的评价。 陈国龙根据通过现状调查以及驾驶员在选定路线上的实车试验，经研究发现影响公 路指路标志信息可用性的因素包括：标志信息的系统全面性、标志信息与道路等级功能 的匹配程度、道路信息的层次分级明确性、标志信息发布的系统连贯性及重要信息的强 调重复；根据影响标志信息可用性的因素，采用层次分析法和模糊数学原理建立公路指 路标志信息可用性评价的模糊评判模型怕】。 曹鹏将信息理论运用于解释交通标志信息的传递过程，建立了交通标志的信息传输 模型。运用信息熵方法将驾驶员接受的标志信息进行量化，并以长春市区实际调查数据 为依据，运用该方法评价现有交通标志的信息传递质量【捌。 唐良提出了针对指路标志内容的综合评价体系，这一评价体系能够实现对指路标志 系统的客观、定量评价。随后，对基于m a s 的交通系统仿真技术进行了讨论，利用m a s 4 第一章绪论 技术对指路标志仿真系统进行了建模，并构建了一个基于m a s 的指路标志仿真评价系统 【2 7 】。 实际上，指路标志的评价有两个层次，第一个层次是单个指路标志的评价，这一层 次主要是对指路标志外观、口j 视性、安伞性等方面的评价，评价的主观性较强；第二个 层次则是对指路标志系统的评价，这一层次主要是针对指路标志内容的评价，是指路标 志功能的评价，可以通过一定的方法和手段进行较为客观的评价。本文研究的重点是指 路标志内容的设计，因此指路标志评价的讨论主要是系统层次的评价。 4 指路标志信息系统智能实现 阎等提出了对开发和实施道路交通路标g i s 系统的讨论【3 l l ，蔡等介绍了运用 a u t o c a d 二次开发t 具o b i e c t a r x 建立交通标志图库管理系统【3 2 】。 随着g i s 在交通领域的发展和应用，中山大学以及其他高校的多位研究人员邹时容、 黄敏、张小兰、赵梦扬、肖国荣等利用面向对象编程技术、g i s 二次开发组件和关系数 据库实现了各种路标相关算法，并试验性开发了指路标志管理信息系统，实现了对连接 性指路标志数据的显示、查询、编辑、更新等功能f 1 9 】【2 2 】【2 4 】【2 5 】【2 7 】【3 3 】。在指路标志信息系 统完成的情况，指路标志的智能设计作为指路标志信息系统的一种可视化表现形式早已 能够实现。 1 3 研究的主要内容 从国内外的研究现状分析可知，目前指路标志版式、指路信息系统设计方法以及评 价方法方面的三个方面研究较为欠缺。后两者也是指路标志系统设计的核心部分，因此 本文主要以现有基础理论，结合工程实践，针对城市道路指指路信息系统设计方法以及 评价方法展开研究。主要内容包括： 1 城市道路指路标志信息体系分析 在对城市道路网络交通流特性分析的基础上，对指路信息重要性、需求性和功能性 进行综合分类，定性地研究其重要性、需求性和功能性之间的相互关系。结合重要性分 层，从中抽象出各种功能指路信息的需求分布特点，进而以便根据功能性建立指路信息 设计模型。 2 指路信息系统设计方法研究 指路信息系统设计方法是本文研究的重点内容之一，本部分研究的主要目的是定量 地解决城市道路网络中各个节点指路标志上设置什么样的指路信息的问题。首先，在对 城市道路网的邻接拓扑关系和邻接方向关系的描述的基础上，提出了面向指路标志设计 的邻接关系推理，并由此实现了对确认和预告功能的信息的标示问题。然后，根据区域 交通流、交通组织与交通诱导路径之间的相互关系，进行区域路网提取、小区划分，利 用用户平衡法进行交通分配，并对分配结果数据进行处理，以分配结果为依据设置诱导 信息，将诱导信息补充到第一步的指路标志信息体系中，替换原来的部分预告信息。 3 指路标志信息系统综合评价研究 指路标志信息系统综合评价是判断其实用性、合理性好坏的一种主要手段。复杂路 东南大学坝一j j 学何论义 网条件下的指路标志信息体系，定性的辛观评价显然是不够的，需要制定个合理的客 观标准定量度晕标志信息系统综合效果的优劣。本文拟通过对指路标志系统评价方法的 分析，提出了针对指路标志内容的综合评价体系，这一评价体系能够实现对指路标志系 统的综合效果进行客观、定量的评价。 1 4 研究的技术路线 1 指路标志体系特性分析 分析了指路标志体系的自身的特性，包括指路标志信息内容的有限性、服务目标群 体的局限性等；分析指路标志体系在宏观上的功能性以及在微观出行过程中的作用。 2 指路标志信息需求分析 分析不同的城市路网层次布局、交通流状况、土地利用布局等各种不同特征因素影 响情况下的出行者对指路标志信息的需求情况。 3 指路标志信息分级研究 针对指路标志信息重要性分层、分布结点以及其功能性分别进i j ：层级划分，并研究 其三者之间的相互关系；提出按功能件分层进行设计的新思路。 4 确认、预告信息设计方法研究 利用道路网的邻接拓扑关系，提出面向指路标志设计的邻接关系推理，并由此解决 对确认和预告功能的指路标志信息的标示问题。 5 诱导信息设计方法研究 根据区域交通流、交通组织与交通诱导路径之间的相互关系，进行区域路网提取、 小区划分，利用用户平衡法进行交通分配，并分配结果数据进行处理，以分配结果为依 据设置诱导信息；并将之与确认、预告信息进行综合，最终形成完整的指路标志信息体 系。 6 指路标志信息系统评价 依据指路标志在出行中发挥的作用，层层递进地提出可量化的单项评价指标，针对 指路标志信息系统层面，并基于单项评价从路网综合适应性和综合诱导效果两个方面实 现对指路标志信息系统的综合定量评价。 7 实例分析 运用上述的研究成果，设计郑东新区c b d 城市道路网指路标志系统，并对其进行 评价。 本论文研究的技术路线图如图1 1 所示。 6 第一章绪论 图1 1 技术路线图 1 5 论文的组织结构 论文组织结构共分为六章。 第一章绪论。 第二章城市道路网指路标志信息体系分析。 第三章城市道路网指路信息设计方法。 第四章城市道路网指路信息系统评价。 第五章郑东新区c b d 指路标志信息系统设计与评价。 第六章结论与展望。 本文组织结构图如图1 2 所示。 7 图1 - 2 论文组织结构图 8 体系以及各种条件下指路信息的需求特性分析的基础上，将指路标志信息按照重要忤分 层，将指路标志设置结点按照需求性分级，结合指路标志信息的功能性分析，研究指路 标志信息设置地点、指示目标以及信息功能性之间综合的相互关系，以便有针对性的对 各种信息提出适合其本身特性的模型建立方法。 2 1 城市道路网指路标志体系特性分析 2 1 1 城市道路网指路标志的定义 指路标志表示道路信息的指引，为驾驶者提供去往目的地所经过的道路、