（交通运输规划与管理专业论文）信号交叉口影响区路边停车带延误分析及优化设置.pdf

摘要 摘要 随着城市居民生活水平的提高，小汽车的拥有量急剧增多，而路外停车场库的供应由于成本和 便利性等问题，远远赶不上小汽车数量增长的速度。因此，在道路交通量不是很大的支路，甚至某 些城市次干道上，路边停车带随处可见，甚至有些停车带延伸到交叉口影响区。由于交叉口是城市 道路的瓶颈所在，设置停车带后，不仅会对各种车流产生延误，还会产生安全隐患，因此，交叉口 影响区是否应该设置停车带、设置停车带的交叉口应该满足的条件，以及怎样对已经存在的停车带 进行优化，正是本文研究的立足点和目标。 本文的研究内容以“教育部新世纪优秀人才支持计划”( n c e t _ 0 7 0 1 7 6 ) 为依托，对交叉口影 响区停车带问题逐步展开研究。首先明确交叉口影响区的范围。在车辆进入交叉口进口道之前，由 于受到信号灯以及交叉口前面排队车辆的影响，车辆开始减速，该地点与交叉口停车线之间的路段 就是交叉口影响区的范围，该段长度就是交叉口影响区的长度。本文定义交叉口影响区的范围为交 叉口平均排队长度与车辆正常减速加入队尾的距离之和，并结合已有的正态分布派西方法，建 立了交叉口影响区的长度计算模型。该模型充分考虑到信号周期内车辆到达的不均衡性，更好地符 合实际的情况。文章之后利用南京市天津路和成贤街的观察数据对模型的结果进行了检验，证明了 该模型的适用性。 然后，分别针对交叉口影响区车辆驶入、驶离停车带两种情况，分析了延误产生的机理，并将 延误细化为摩擦延误、阻滞延误和额外信号灯延误三种，并建立了总延误的模型。模型综合考虑了 停车带参数、信号灯参数和道路交通流参数，比较全面的反映了停车带造成的延误影响。并实现了 模型的计算机程序，用以方便模型的计算。 在此基础上，文章对比了同一道路条件下基本路段和交叉口影响区路边停车带单位时间产生的 总延误，得出了交叉口影响区可以设置停车带的结论；并且对交叉口影响区设置停车带的道路条件 和交通环境条件给出了判断依据，并对停车带的优化给出了具体的方法。 最后，对所做研究成果作总结并提出了研究过程中的不足和有待进一步解决的问题。 关键词：信号交叉e l ；交叉口影响区：路边停车带；延误：停车带优化 a b s t r a e t a b s t r a c t a st h es t a n d a r do fl i v i n go ft h ec i t yc i t i z e n sg e t sb e t t e r , t h eo w n e r s h i po fc a rr a i s e ss h a r p l y , w h i l et h e p a r k i n gf a c i l i t i e ss u p p l yi sf a ra w a yf r o mt h ep a r k i n gd e m a n db e c a u s e o ft h ep r o b l e m si nc o s ta n d c o n v e n i e n c e t h u s ，c u r bp a r k i n gi sc o m m o ni ns o m es l i p sw i t hf e wt r a f f i c ，a n do v e ns o m es u ba r t e r i a lr o a d ， s o m eo ft h ec u r bp a r k i n ge v e nr e a c ht h ei n t e r s e c t i o ni n f l u e n c e da r e a b e c a u s et h ei n t e r s e c t i o n sa r et h e n e t t l eb o t t l e so fr o a dn e t w o r k ，s ot h ec u r bp a r k i n gn o to n l yr e s u l ti nd e l a yo fe v e r yt r a f f i cf l o w s ，b u ta l s o l e a dt oa c c i d e n t s h e n c e ，t h i sa r t i c l es e a r c h e sf o ra n s w e r sf o rw h e t h e rc u r bp a r k i n gs h o u l db es e ti nt h e i n t e r s e c t i o ni n f l u e n c e da r e a ，w h a tc o n d i t i o n ss h o u l db em e e t ，o rh o wt oo p t i m i z et h ee x i s t i n gc u r bp a r k i n g t h es t u d yt oc u r bp a r k i n gi nt h ei n t e r s e c t i o ni n f l u e n c e da r e aw a sc o n d u c t e db a s e do nt h e “t a l e n t sp l a n i nt h en e wc e n t u r ys u p p o r t e db ym i n i s t r yo fe d u c a t i o n ”( n c e t 一0 7 017 6 ) f i r s t l y , t h ea s p e c to fi n t e r s e c t i o n i n f l u e n c e da r e as h o u l db ed e t e r m i n e d b e f o r ev e h i c l e sr e a c ht h ei n t e r s e c t i o ni n f l u e n c e da r e a ，t h e ys t a r tt o s p e e dd o w nd u et ot h et r a m cl i g h ta n dt h er o w e dv e h i c l e s 。t h es p a c eb e t w e e nt h i ss p o ta n dt h es t o pl i n ei s t h ei n t e r s e c t i o ni n f l u e n c e da r e a t l l i sp a p e rd e f i n e dt h ei n t e r s e c t i o ni n f l u e n c e da r e aa st h es u m m a t i o no ft h e a v e r a g eq u e u el e n g t ha n dt h ed i s t a n c eo ft h ev e h i c l es l o w i n gd o w nt ot h ee n do ft h eq u e u e ，a n de s t a b l i s h e d t h el e n g t hm o d e lf o ri n t e r s e c t i o ni n f l u e n c e da r e a b a s e do nt h ee x i s t i n gn o r m a l - p a c e ym o d e l 1 1 1 i sm o d e l f i tt h ea c t u a l i t yb e t t e rf o ri t f u l l yg a v ec o n s i d e r a t i o nt ot h eu n e v e na r r i v a lo fv e h i c l e si nas i g n a lc y c l e t h e n t h ea p p l i c a b i l i t yo ft h em o d e lw a sp r o v e db yt h ef i g u r e so ft i a n j i nr o a da n dc h e n g x i a ns t r e e ti nn a n j i n g s e c o n d l y , a c c o r d i n gt ot h em e c h a n i s mo fr e l a yw h e nv e h i c l ee n t e r e di n t oa n de x i t e dt h ec u r bp a r k i n g ， t h ed e l a yw a sc l a s s i f i e di n t ot h r e ek i n d s ：d e l a yd u et of r i c t i o n ，d e l a yd u et ob l o c k a d ea n de x t r as i g n a ld e l a y , t h e nt h et o t a ld e l a ym o d e lw a se s t a b l i s h e d t h i sm o d e ls y n t h e t i c a l l yc o n s i d e r e dt h ep a r k i n gp a r a m e t e r s ，t h e s i g n a ll i g h tp a r a m e t e r sa n dt h et r a f f i cf l o wp a r a m e t e r s ，t h u sr e f l e c t e dt h ei n f l u e n c ec a u s eb yt h ec u r b p a r k i n gi naa l l - r o u n dw a y av bp r o c e d u r ew a sp r o g r a m m e dt of a c i l i t a t et h ec a l c u l a t i o n b a s e do nt h e s e ，t h ea r t i c l ec o m p a r e dt h et o t a ld e l a yc a u s e db yt h ec u r bp a r k i n gs e ti nt h ec o m m o n s e g m e n ta n dt h ei n t e r s e c t i o ni n f l u e n c e da r e ai nt h es a m er o a d ，f o u n dt h a tt h ec u r bp a r k i n gc a nb es e ti n t h ei n t e r s e c t i o ni n f l u e n c e da r e a ；t h e nt h er o a da n dt r a f f i cc o n d i t i o n sw e r eg i v e na sac r i t e r i a ，t o g e t h e rw i t h s o m eo p t i m i z a t i o nm e t h o d s f i n a l l y , t h ep a p e rs u m m e du pt h er e s e a r c hf r u i ta n dl i m i t a t i o n s ，a sw e l la st h ep r o b l e m sn e e d e dt ob e s o l v e di nf u t u r e k e y w o r d s ：s i g n a lc o n t r o li n t e r s e c t i o n ；i n t e r s e c t i o ni n f l u e n c e da r e a ；c u r bp a r k i n gf a c i l i t i e s ；d e l a y i i 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工作及取得的研究 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。与我一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：蘸耻日期：丝军l 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( 包括以电子信息形式刊登) 论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文 的公布( 包括以电子信息形式刊登) 授权东南大学研究生院办理。 研究生签名： 一名：越吼群盐 第一章绪论 第一章绪论 随着社会经济的日益发展，小汽车正以空前的速度进入到人们的日常生活中来，然而随之而来 的最大的问题便是停车问题。有关资料表明车辆泊位的合理状态为l ：1 1 5 ，即每辆车配有一个泊位， 外加1 5 的周转量。停车场( 库) 泊位由于其建筑成本高、运营管理成本高、绕行距离大、存取车 不方便等原因，另外由于城市用地资源紧张，路边停车逐渐受到城市相关部门及停车者的亲睐。但 是路边停车也有许多外部效应，例如占用道路资源、对路段机动车或非机动车流产生干扰，甚至有 些距离交叉口很近的停车带，对交叉口车辆的运行产生很大的影响，因此，对路边停车产生的各种 影响进行量化分析，是科学规划路边停车带的关键。 1 1 立题背景、意义 1 1 1 立题背景 近年来，随着人们生活水平的不断提高和城市化进程的逐步加速，我国城市机动车数量迅速增 加，一些城市的机动车拥有量年增长率已达到2 0 以上，特别是大量私有汽车的出现，使得停车问 题日益突出。根据美国交通工程有关研究部门测定，每辆汽车年平均行驶1 6 1 0 0 英里。按时速3 5 公 里计算，每辆车的动态行驶时间不足5 0 0 小时，还有8 0 0 0 多个小时处于停放状态，车辆“行”的时 间不到“停”的时间的7 。城市停车泊位的数量增长远远跟不上车辆的增长速度。资料i i j 表明1 9 9 7 年我国部分大城市机动车数量与停车位比值平均约为4 8 4 ：1 ( 最大为3 l ：1 ) 。由于路外停车设施数 量的严重缺乏，城市停车泊位的数量增长远远跟不上车辆的增长速度( 见表1 1 ) ，如果再加上各城市 普遍存在的非法停车泊位，这个比例将更高。 表卜1 路内停车泊位( 合法) 占用公共停车泊位的比例表1 1 香港上海南京重庆武汉成都杭州福州长沙南宁 1 7 6 2 7 8 6 7 7 0 6 0 3 6 9 6 7 7 6 1 6 9 6 2 4 8 国外事实证明，当城市交通越来越有序时，路内停车占整个停车资源的比例往往呈上升趋势。 路内停车正以不可抵挡的趋势，成为城市停车资源的重要组成部分。 但是路内停车带占用了本来已经很紧张的道路和人行道的面积，干扰了机动车和非机动车通行， 使道路使用者出行延误增加，交通更加拥挤。因此，对路内停车带的影响进行分析，尽量把路内停 车对动态交通造成的不利影响降到最低是迫切需要解决的问题。其中，交叉口是整个路段通行能力 的瓶颈，对设置在交叉口附近的路内停车带的分析更是显得十分必要。 1 1 2 立题意义 路内停车场是占用道路空间资源作为停车载体的，它和路外停车设施相比，具有比较鲜明的特 点。路内停车更为快捷方便，同时减少寻找了道路上的停车巡游情况，减少了停车步行时间；但不 合理的路内停车设置将会使道路成为交通的瓶颈、事故的多发点和交通的拥堵源，且这种负作用在 我国城市交通机非混行条件下表现得更为突出，路内停车迫使非机动车甚至行人进入机动车道，形 成机动车、非机动车和行人并存于同一车道的混乱交通状况。因此，对路内停车带进行研究，尽量 发挥其优势，减少其负面效益是有必要的。特别是设置在交叉口附近的停车带，不仅占用了交叉口 影响区宝贵的道路资源，而且由于车辆同时还受到信号控制的影响，使得该交叉口情况十分复杂， 因此，研究信号交叉口停车带对交通流的延误影响，结合信号控制合理设置停车带，对停车带的设 置有重要意义。 东南大学硕士学位论文 本文的研究内容以“教育部新世纪优秀人才支持计划”( n c e t 0 7 0 1 7 6 ) 为依托，针对设置于 信号控制交叉口影响区内的停车带，研究路边停车对信号控制交叉口影响区域内交通流造成的延误， 并以此为据，为停车带设施建设提供理论指导。 1 2 国内外研究进展 1 2 1 国外研究和应用概况 国外对停车问题的研究始于2 0 世纪4 0 年代的美国。从5 0 年代开始美国就多次进行大规模的停 车调查和研究，研究的范围非常广，基本上和停车相关的领域都有所涉及。此后，各国在停车问题 的各个方面都有涉及，总结如下。 在路内停车的规划与设置方面，7 0 年代f a b i e np r o v e s t 在路内停车的理论与模型中，分长时间停 车( 适用于居住区) 和短时间停车( 适用于商业区) ，建立路边停车的理论模型，分别运用随机间隙理论 和排队论，研究了停车间隙的分布和队列平衡分布，最后给出路内停车的容量和占有率计算公式， 其研究成果和研究方法非常具有借鉴意义 2 1 ；田纳西大学在为f h w a 所研究的路内停车的安全性分 析中，依据大量调查数据，从不同道路等级、不同用地类型、不同停车管理方式、不同停车场布置 方式( 平行、不同角度的斜放) 等诸多与路内停车相关的因素出发，分析对停放车辆、路上行驶车辆、 行人和停车者的安全影响，并建立了它们之间的关系 3 1 。 研究路边停车对动态交通的影响，主要是从通行能力、行程延误以及交通安全等方而进行研究。 1 9 7 3 年，j a s o n 利用计算机模拟路边停车对道路通行能力的影响及车辆行程延误【4 】；美国交通土程 手册指出同一道路( 同宽与相同交通条件) 上没有路边停车时可通过的交通量比有路边停车时的大的 多，路边停车对道路通行能力的降低达1 4 - 1 3 ；英国交通规划与土程一书介绍，不间断的单 向路边停车可使路上车流速度降低2 0 或更多；更具体的是，英国的w e l l s 导出了路边停车数与道路 有效宽度减少量的关系图，指出每公里仅停3 辆车相当于道路宽度减少0 9 米，其结果导致通行能 力下降2 0 0 p c u h ；另据英国k i m b e r 的调查研究，路边停车对路上车流速度降低的影响为停车一辆时， 车速减少0 1k m h 5 1 ： 路边停车对信号交叉口的影响与停放车辆距离交叉口的位置有关，韦伯斯特对路边停车造成的 延误损失做了相当多的实验，并且形成了理论体系【6 1 【7 1 。得出了车流排队长度和延误时间的变化规 律，并通过实验推导出由于饱和度突变所导致车辆的额外延误计算公式。除了考虑路边停车的进出 对动态交通的影响外，韦伯斯特就路边停车的静态停放对有效宽度的损失也进行了详细的研究。如 果在靠近信号交叉口的路段，路边停车将会大大降低停车线附近的有效宽度，韦伯斯特推导出路宽 损失与路边停车到交叉口停车线距离的关系模型。 1 2 2 国内研究和应用概况 国内对停车问题的研究起步较晚，始于2 0 世纪8 0 年代。在相当长的时间内没有得到足够的重 视，改革开放以来，特别是进入九十年代后，由于国内很多大中城市的停车矛盾日益突出，因此对 各方面的研究的力度均有所加大。 国内对停车问题的研究，起初的研究工作是以停车调查为主，代表性的有武汉城建学院对风景 区停车吸引量的调查和社会停车场合理容量规模的研究，以及对城市停车场的分类、规划布局理论 和停车场( 库) 标准进行了初步研究；同济大学对上海市停车进行调查，提出了中心区占路停车现状分 析及对策建议。 进入9 0 年代，伴随着我国许多大中城市停车状况的恶化，对停车问题研究的广度和深度也开始 逐渐加大。 2 第一章绪论 在停车场的选址和规划方面，东南大学的陈峻在土地开发受到严格限制、停车设施的选址规划 只能在有限位置进行的条件下，设计了约束型多目标规划模型，运用“运输规划”和“区域目标规 划”相结合的算法进行模型的求解，对于土地使用相对宽松、停车设施规划不受位置限制的区域， 设计了无约束非线性选址规划模型，比较了多种优化算法的优缺点和适用性，设计了相应的遗传算 法进行模型的求解分析i s ! 交通部公路科学研究所崔华芳等提出了渐进优化选址技术，将停车场规划分为停车生成小区划 分、停车场选址、综合选址三个方面，采用迭代的方式，反复进行给定停车生成小区边界，寻求小 区内最佳布局场址和给定所有停车生成小区的布局场址，寻求最佳停车生成小区边界两个步骤，不 断重复进行划分选址比较内1 分的过程，直至得到整个规划小区的系统最优，即最优的 停车场布局方案例。 在停车费用研究方面，安实针对我国城市对路外停车收费和路内停车收费采取的管理制度不同 的实际，从不同的角度研究了路外和路内停车收费定价闯题：在分析影响路外停车收费标准确定的 因素的基础上和停车供求均衡假设、不变成本假设、合理布局假设、政策法规完备假设的前提下， 建立了路外停车收费的经济效益分析定价模型。根据路内停车泊位的公共产品特性，充分考虑路内 停车收费的政策性因素，建立了路内停车收费的次优定价模型。安实还根据广州市具体情况计算了 其路外和路内停车费率，进而分析停车费率对计费时间的弹性【i o j i l l 。 吴涛、晏克非等人提出了一种实际计算公共停车收费价格的两阶段方法，以经济学原理和收费 理论为指导，分析了公共停车收费的必要性、目的，提出了定价依据和原则。在模型的设计过程中， 作者主要考虑了车位成本与停车时段特性，模型的第一阶段根据平均成本定价理论分析现行公共停 车场的建设、运营、维护、合理报酬等计算车位的平均成本。作为其收费的主要依据；在模型的第 二阶段，作者考虑了停车需求的时间差异，对高峰时段与非高峰时段的停车收费分别进行了确定【i2 】。 在停车规划的评价指标研究方面，清华大学的缪立新等进行了城市商业区停车场决策规划系统 研究，建立了停车场规划的模糊综合评价方法及停车场社会经济效益评价的指标体系，应用随机服 务系统理论对停车场出入口与路上车流的相互影响进行了定量分析，建立了停车场噪声及废弃污染 扩散模型，开发了城市商业区停车场规划咨询与评价系统【1 3 1 。 东南大学的陈峻提出了停车设施规划方案的多指标评价方法，从分析城市停车设施评价指标出 发，深入研究各评价指标的内容及计算方法，在此基础上提出决策矩阵的标准化以及综合的多指标 决策评价方法，不仅可用于评价城市现状停车设施总体状况，而且为决策人员进行规划年停车方案 的比选提供良好的辅助工具，最后将该算法应用于上海市浦东新区停车场的规划与评价中【9 】。 在路内停车规模方面，哈尔滨工业大学的裴玉龙在考虑交通系统的总体效益的基础上，从综合 费用最小的观点出发，提出了一个基于广义费用最小的城市中心区路内停车规划模型，以此来确定 路内停车的合理规模，以达到中心区交通系统的总体效益最佳。模型中所考虑的广义费用只包括设 置路内停车带影响动态交通所带来的广义费用及停放路外停车场使停放者绕行所带来的广义费用。 路内停车对路侧行人及沿街店铺的广义影响费用难以量化，所以模型没有将这两项费用纳入模型。 因此，对于需考虑这两项费用的繁华商业街，模型的使用具有一定的局限性【1 4 1 。 东南大学的梅振宇分析了车辆停放者选择停车场行为，分别量化了路内车辆停放者和路段车辆 出行者的社会成本，综合考虑路内停车对道路交通流延误的影响、绕行距离、收费差额以及个体时 间效益的基础上，提出了一种基于停车成本整体最小的路内停车带设置规模优化模型，设计了求解 模型的内点法。并以安徽铜陵第5 交通小区进行实例分析，停车绕行平均距离减少6 3 0 ，停车综 合成本下降3 7 3 ，该模型能对规划方案起到较强的理论和技术支持【1 5 1 在路内停车对交通流的影响方面，东南大学的梁军等人针对双向两车道采用路边垂直式停车方 3 东南大学硕士学位论文 式的情况，建立了计算停车到达和出发导致路段交通流延误的模型和公式，对这一问题作了初步的 探索，具有一定的实际意义。模型假定当行驶车辆遇到前方停放车辆驶入驶出停车带时。会产生排 队。直至停放车辆驶入驶出完毕才向前行驶，实际上对于双向两车道道路，在停放车辆后到达的车 辆会排队等待离开，一旦对向车道提供足够大的空档，就会超越停放车辆继续行驶。这与实际情况 不符，因此模型还需要进一步的完善【1 6 】 同济大学的何政军在停车供需、供应及分布理论研究中，进行了路内停车对道路通行能力 的影响分析，提出了从道路宽度的减少、侧向净空的减少、停放车辆的驶入驶出三个方面对通行能 力进行折减，折减后的通行能力与道路交通量进行比较来确定是否可以设置路内停车场1 1 7 。 哈尔滨工业大学杨中良在城市中心区路边停车规划与管理研究中，定量分析了路边停车对道路 通行能力的影响分析，从道路宽度的减少、侧向净空的减少、停放车辆的驶入驶出三个方面考虑对 通行能力的影响 1 s j 。 对交叉口的影响方面，同济大学的杨晓光和龙亮等人在韦伯斯特的研究成果基础上，推导出车 均延误路边停车路段到交叉口进口道停车线的距离模型。给出了车均延误随路边停车到交叉口 进口道停车线距离变化的临界值，并通过具体案例分析，证明了模型理论结果与v i s s i m 的仿真结果 有较好的一致性，提出了路边停车路段与交叉口最佳距离的设置方法。但该模型仅仅考虑了路边停 车造成的静态影响，没有考虑到车辆出入停车带造成的动态影响u g 。 东南大学的贺晓琴以信号控制交叉口为研究对象，针对典型的信号控制、双向两车道和单向通 行道路，利用实测数据，以各断面的车辆地点速度不发生大幅度变化为判断依据，确定了信号交叉 口的影响区域，然后建立了信号交叉口影响区内机动车流的地点速度与交通量、断面离开交叉口距 离之间的多元回归方程：之后，结合速度回归方程与韦伯斯特等学者关于信号控制交叉口的延误理 论，推导出了信号交叉口影响区域内的车辆由于停车带车辆驶出驶入以及信号灯共同作用下的车均 延误；并将延误模型应用到实际中，为停车带的规划设置提供定量的依据【z o j 。 以上可以看出，国内对停车问题的研究起步较晚，尚未形成统一的理论体系。停车问题的相关 研究还需要进一步深化。 1 3 论文研究计划 对国内外已有研究成果总结不难发现，国外在停车方面的研究比较系统全面，但是其交通环境 如道路横断面、车流组成、车辆的性能等各方面与国内存在着很大的差别，实际中对停车场的规划 以及管理方面要因地而异，不能完全照抄照搬国外的理论成果。而在国内的研究中，关于路段停车 对动态交通的影响，还存在着一定的不足之处，这主要包括以下几个方面： ( 1 ) 已有的一些研究主要是以纯路段为研究对象，往往避开了交叉口及其影响区域。在我国的 很多城市，相邻交叉口之间的距离很短，以至于设置在路段的路边停车带，对交叉口的影响甚至超 过了对路段动态交通的影响。交叉口是不同方向车流冲突汇集的地方，其交通运行情况比路段复杂， 车流在交叉口的延误占总延误很大的比重，其通行能力也是邻接道路通行能力的瓶颈，再加上路边 停车的干扰，交叉口的交通系统将会更加复杂，因此，研究路边停车带的优化设置时不能不考虑其 对交叉口及影响区域的影响。 ( 2 ) 目前的研究大多假设车辆静止地停放在路边，而忽略了车辆进出停车带造成路段车流的延 误。因此需要从更微观的角度对停放车辆驶入、驶出停车带时对道路车辆的动态影响做深入细致的 研究。 ( 3 ) 对信号交叉口影响区的研究较少很多研究只是简单提出了交叉口影响区的概念，并没有 4 。 第一章绪论 给出交叉口影响区的范围交叉口影响区与基本路段的界限不确定，使得路段停车带往往延伸到交 叉口停车线附近；另外对交叉口影响区的特点研究更是很少涉及，例如其范围与路段交通量以及信 号灯之间的关系。 ( 4 ) 缺少对交叉口影响区内停车带设置的规划研究。目前对交叉口影响区内停车带设置方法， 如设置位置、泊位分布方式等完全照搬路段内的路边停车带的设置方式。交叉口影响区内路边停车 带车辆的驶入、驶出行为对动态车流的影响不同于路段路边停车带造成的影响，故其设置方法与路 段停车带应有所不同。 鉴于此，本文将以此为核心目标展开调查研究，在确定交叉口影响区域的基础上研究信号交叉 口路边停车对该区域内交通流的影响，并以此为依据为交叉口影响区内的停车带设置提供理论依据 和指导。 1 3 1 研究内容概述 在现有的研究成果基础上，对南京市主要路边停车带作大量调查，选取典型路段的停车带作为 调查对象，以理论为指导、实际数据为依据研究路边停车对交叉口影响区域内交通流的延误影响， 指导停车带的规划。 具体包括以下几方面内容： ( 1 ) 路边停车带对交叉口影响的定性分析 通过对南京市内各交叉口影响区内停车带的观测调查，整理得出路边停车带特征，包括设 置位置、停靠方式、车位分布方式等。 通过阅读大量文献，并结合实地调查，分析总结路边停车带距离交叉口停车线的距离、路 边停车带距离人行道的距离，定性分析路边停车带对交叉口的影响。 ( 2 ) 交叉口影响区域的确定 交叉口影响区域的确定是为了确定研究的范围。在交叉口影响区范围内，车辆运行会受到信号 灯影响，或者受到已有排队车辆的影响，从而产生延误。在最不利的情况下，交叉口排队长度达到 平均长度，随后到达的车辆在一定距离之外减速停车，加入队尾，这段距离与平均排队长度之和， 即为交叉口影响区的范围。论文试着通过深入研究交叉口排队长度与道路交通流各要素之间的关系， 建立平均排队长度计算模型，从而得出广泛适用的交叉口影响区范围的模型。 ( 3 ) 路边停放车辆驶入驶出对交叉口影响区内交通流的延误影响 在信号控制交叉口影响区域内，经过的主路车辆由于存在减速加速过程而产生延误，另一 方面这些车辆还受到停放车辆驶离泊位时的阻滞作用，以及当它到达交叉口时受到信号灯的影响也 需要减速等待或者慢行通过交叉口，从而产生延误。 针对路边停车带对交叉口影响区车流的各种影响分别进行分析和建模，并分析各种影响与 总的延误之间的关系，得出总的延误模型： 通过建立道路机动车在受到影响后在交叉口进口道的车均延误，比较没有设置路边停车带 时信号控制交叉口进口道的车均延误，得到路边停车对信号交叉口影响区域内交通流的延误模型； 结合停车带造成的各种延误以及信号交叉口基本延误的分析，研究交叉口信号控制与路边 停车带的协调最优配置。 ( 4 ) 交叉口影响区路边停车带的设置条件研究 前面分析为交叉口影响区的路边停车带的影响提供了评价依据，交叉口影响区的停车带的设置 是依实际交叉口影响区的环境而定的，包括道路的交通条件、道路条件、停车带的属性等，其中道 路的交通条件包括主路交通流的交通量、信号灯的周期等；道路条件包括道路宽度、道路长度等； s 东南大学硕士学位论文 停车带的属性包括停车带距离停车线的位置、影响区停车规模等。 1 3 2 研究的重点及难点 根据论文研究的内容，确定研究的重点主要有： ( 1 ) 交叉口影响区路边停车带的特性。包括影响区停车带距离停车线及人行横道的距离、停车 带泊位的规模、停车带泊位的设置方式等，对现状停车带的分析是进行优化的基础。 ( 2 ) 交叉口影响区域的进一步确定。运用正态分布派西方法，建立交叉口排队长度与道路 交通流的关系的模型，并结合调查数据进行验证，得出交叉口影响区的范围。 论文研究的难点是； ( 3 ) 车辆驶入、驶出停车带时对动态交通流的影响分析。这部分是从微观的角度分析路边停车 对交通流的影响，需要在对停车带停放特性有一定了解的前提下，通过大量的实际调查分析得到车 辆驶入、驶出时对主路车辆造成的影响。 ( 4 ) 调查数据的准确性以及充足性直接影响到模型的精确度。因此，不仅调查的数量要求高， 而且质量更要有保证，需要预先制订合理的调查方案。 1 3 3 研究技术路线 本文基于从特殊到一般，理论联系实际的思想，对交叉口影响区路边停车带的影响展开研究， 建立延误模型，然后基于该模型，以延误最小化为目标对停车带进行优化研究。本文的研究方法如 下： ( 1 ) 收集查阅路边停车设置与管理方面的文献，对现有的成果进行总结，找出目前理论研究成 果的不足： ( 2 ) 在现有的理论成果基础上，立足于本研究内容的特点以及需要研究的范围，确定论文研究 内容及其主次关系，明确论文所要达到的目标，这是开展论文工作的纲领； ( 3 ) 针对论文开展的研究工作，进行相关的调查，获取所需的数据资料，并进行定性与定量分 析，为论文的研究提供实际依据，为论文后续研究工作做好准备、打好基础； ( 4 ) 在准备工作的基础上，运用已有的理论成果，结合实际数据分析的结果，采用定性分析与 定量模型研究相结合的方法，建立相关的模型。 ( 5 ) 最后结合具体的实例应用，利用论文建立的模型进行实例分析，给出不同交通管制情况下 路边停车带优化设置的建议。本课题逻辑框图如下图i - i 所示。 6 第一章绪论 绪论 交叉口影响区的范 围分析 路边停车对交叉口影 响的定性分析 路边停车对交叉口 影响调查分析 交叉口基本延误分析 路边停车对动态交 通影响的模型研究 交叉口影响区路边停车 带的设置研究 全文总结及 展望 图1 1 论文研究内容逻辑图 1 3 4 论文章节安排 按照研究内容和技术路线安排，本论文分为5 个章节，大致安排如下： 第一章简要论述了论文的选题背景，研究目的及意义，对国内外的研究现状给予较为全面的总 结分析，找出研究存在的不足。 第二章在对交叉口影响区路边停车带属性进行调查的基础上，分别探讨了路边停车带的设置位 置、设置方式和泊位分布方式、与交叉口及人行横道的距离等，并分析了停车带对交叉口影响机理， 总结国内外已有的研究。 第三章首先对交叉口影响区进行确定，分析交叉口影响区范围的影响因素；然后设计调查方案。 第四章依据动态车流所受延误情况的不同，将延误分为三个类别：由于停车带占用道路宽度资 源而产生的延误、由于路内停车带车辆驶入、驶出所产生的延误以及由于绿灯时间损失所产生的额 外延误；然后利用实测数据，结合理论分析，建立了车辆驶入、驶出停车带对动态交通的延误模型 为下一章的优化配置提供理论依据；并结合实地数据进行实例分析。 第五章依据前一章建立的模型，从减少延误的思想出发，探讨停车带参数、道路交通流参数灯 与总延误的关系，为交叉口影响区的路边停车带的优化提出指导依据。 最后总结了论文研究内容和研究成果，分析不足以及今后研究的重点。 7 第二章路边停车带对交叉口影响的定性分析 第二章路边停车带对交叉口影响的定性分析 设置在路边的停车带由于占用了道路宽度，不仅影响到路段机动车和非机动车的行驶，而且停 车带车辆的驶入和驶出甚至会中断主路的车流。以上两种影响是依停车带及道路交通条件的不同而 不同的。因此，本章将首先归纳影响区停车带的一般属性，然后对停车带的影响做定性的分析，为 后面的章节打好基础。 对路边停车带属性的研究较多地集中在对路段内设置的路边停车带的研究 2 1 2 4 ( 2 s i 2 6 ，对交叉 口影响区的研究很少有涉及。首先因为传统的观点认为交叉口是整个道路网络的瓶颈。交叉口附近 设置路边停车带只会增加车辆在交叉口运行的阻力，因此停车带应该远离交叉口；其次是因为交叉 口影响区的范围并没有明确确定。本篇论文正是着眼于以上两点展开研究的。本章首先对交叉口影 响区的路边停车带的属性进行总结，在后面的章节中，将会进一步对交叉口影响区的范围进行讨论。 2 1 交叉口影响区路边停车带属性 目前各种路边停车带的设置相对随意，除了停车带的尺寸有法可循外，停车带的设置位置、设 置规模、设置方式等都没有相关的详细规定。尽管如此，通过大量调查后，还是可以对其共同的属 性进行归纳总结。路内停车带的相关属性主要有设置形式、车位分布方式、停靠方式和停驶方式等， 具有不同属性的路边停车带会对主路交通产生不同程度的影响，下面将分别对这些影响因素进行简 单分析。 ( 1 ) 路内停车带的设置位置 ( a ) 与道路横断面的关系 停车带按照在道路上的设置位置分类，可以分为四种，即设置在人行道上、非机动车车道上、 机非混行车道上以及机动车车道上。 磊嚣热鬻焉磊 尽曰吕日曰日日恳 一绷 r 一一一 图2 1 设置在人行横道上路内停车带图2 2 设置在非机动车道上路内停车带 。墼莲丝盔 。- 努t 1 ：# 磁离 。c 函。口吸圆皿。 图2 3 设置在机非混行车道上路内停车带图2 - 4 设置在机动车道上路内停车带 设置在人行道上，如果车辆随意进出，会对人行道上行人和路段车流产生很大的影响，如果道 路红线控制宽度有足够的空间，加以合理控制出入口，则该种类型停车场等同于小型路外停车场： 8 第二章路边停车带对交叉1 3 影响的定性分析 设置在机非隔离的非机动车车道上，由于路内停车占据非机动车道部分宽度而使得非机动车饱和增 加，服务水平下降；设置在机非混行车道上，由于路内停车带占据机非混行车道部分宽度而迫使非 机动车侵入机动车道，形成机非混行，对机动车造成很大的干扰，这种情况是最常见，同时也是最 复杂、最需要研究的情况：设置在机动车道上，这种情况对路段机动车影响最大，一般不设置。本 文这里研究的主要为设置在机非混行车道上的路内停车。 ( b ) 与交叉口的关系 停车带的位置按照与交叉口的关系可以分为两种，即设置在交叉口出口道的停车带和设置在交 叉口进口道上的停车带。停车带设置在交叉口出口道，停车带驶入、驶出与主路交通流之间的作用 和影响方式基本上与路段停车带相同，由于针对路段停车带的研究已经有很多，因此本文不再重复 研究。而停车带设置在交叉口进口道，由于车辆的运行受信号灯、排队长度、进口车道功能划分等 因素的影响，停车带对交通流的作用机理和影响方式与路段有较大的差别，而对这种影响的研究很 少，因此是本文重点研究的对象。停车带与交叉口的关系主要用停车带到交叉口的距离来反映。停 车带到交叉口的距离是指路段上离交叉口最近的停车位到交叉口进口道停车线的距离。停车带到交 叉口的距离直接影响到交叉口停车线前非机动车的运行以及机动车的运行，因此要合理的处理路内 停车带与交叉口的间距，使得路内停车带对信号交叉口的影响控制在可接受范围之内。 城市道路设计规范( c j j 3 7 9 0 ) 规定路边停车位与交叉口的距离以少妨碍行车视距为设置原 则，建议与相交的城市主、次干道缘石延长线的距离不小于2 0 m ，与相交的支路缘石延长线的距离 不小于1 0 m ；单向交通出口方向，可根据具体情况适当缩短与交叉口的距离。 另外，为了后面计算需要，需要计算每个车位离开交叉口停车线的距离。论文定义第f 个车位 离开交叉口停车线的距离厶为： 厶= 厶+ 号+ p 一砂口= 厶+ 一- 砂1 ( 2 - 1 ) 式中，厶为第i 个停车位距交叉口停车线的距离，m ：厶为离停车线最近的停车位距交叉口停 车线的距离，m ；口为单个停车位的长度。m 。 ( 2 ) 路内停车带车位分布形式 该形式包括紧密排列和间隔排列两种形式。紧密排列 为最常见形式，一般道路宽度足够的条件下，路内停车车 位分布采用紧密排列，以最大的限度利用有限的能设置路 内停车带的路段长度：间隔排列主要针对道路宽度不足够 的情况下，如单向车道公交可逆行情况下，采用间隔排列 的方式设置路内停车泊位，可以保证在设置路内停车情况 下，车辆错车有足够的宽度。 ( 3 ) 路内停车的停靠方式 路内停车的停靠方式分为平行式、斜立式和垂直式。 不同的停靠方式对道路宽度的占有率不同。平行式泊位对 艇l 曩厅 - 图2 5 平行式路边停车带示意图 道路宽度的占用最小，斜立式次之，垂直式占用道路宽度最大，对相邻车道车流的影响也最大。交 叉口由于其道路宽度资源紧张，影响区内停靠方式一般为平行式。不同停靠方式对道路的影响程度 可用空间障碍率加以量化。 9 东南大学硕士学位论文 蜀= 丢l o o ( 2 2 ) b = k s i n 0 + c o s 0 ( 2 3 ) 式中，b 为停车占用车道宽度，m ；b 为布设路内停车场的道路宽度，m ；k 为停放车辆车身 长度，m ；为停放车辆车身宽度，m ；口为停放车辆与道路水平方向夹角。 ( 4 ) 路内停车带车辆的停驶方式 该方式包括前进式停车和后退式停车两种方式。不同的停驶方式所需的时间不同，且对相邻车 道车辆的阻滞不同。关于不同车辆停驶方式耗时及对相邻车道阻滞影响时间，国外调查的数据较为 详细，在此引用该数据 3 1 ，表2 - 1 是不同停车带停靠方式在不同的停驶方式下驶入、驶出所需耗时 及对相邻车道的阻滞影响时间。 表2 - 1 不同车辆停驶方式耗时及对相邻车道阻滞影响时间一览表 泊位与路边的角度( o ) 行驶动作类别 02 2 54 0 4 56 09 0 总耗时( s ) 1 4 75 88 94 。91 0 。4 前进式停车 对相邻车道车流的阻滞影响时间( s ) 4 33 54 83 17 6 总耗时( s ) 1 8 6 后退式停车 对相邻车道车流的阻澎影响时间( s ) 9 3 总耗时( s ) 9 58 91 0 62 1 31 2 9 驶离停车位 对相邻车道车流的阻滞影响时间( s ) 3 56 o5 41 3 19 7 ( 5 ) 停放车辆到达和驶出频率 停放车辆的到达和驶出均会对路段车流产生阻滞影响，单位时间内车辆到达和驶出频率越高， 对路段车流影响越大，因此，停放车辆到达和驶出频率是路内停车交通特性调查的重要参数。 停放车辆驶入驶出频率是指在统计时间间隔内停放车辆驶入驶出的次数，路边停车的周转率是 指单位停车车位某一间隔时段( 一日、一小时或几小时) 内的停放车辆次数，为实际停放车累计次 数与车位容量之比。路边停车周转率与驶入驶出频率相比，一方面统计间隔时间相对较长，另一方 面它仅仅反映了车位的使用累计次数，与驶入驶出频率有本质上的