（交通运输规划与管理专业论文）公路平面交叉口安全间距研究.pdf

摘要 摘要 平面交叉口的间距是道路规划建设的重要内容之一，公路平面交叉口间距标准的确立为公路网的规划 建设以及管理起指导性的作用。国外大量研究证明，交叉口间距是影响交通安全和运营效率的重要因素。 合理的交叉1 3 间距不仅有利于提高公路交通的安全性和运营效率，而且还有利于维护公路的设计功能、延 长公路的使用年限、便于日后道路交通的管理、节约能源和减少环境污染等。目前我国尚未开展关于公路 平面交叉口间距与交通安全、运营效率关系的研究，相关规范、标准还不尽完善，未能对平面交叉口的间 距作出严格的规定，导致我国新建公路规划设计时平面交叉口间距的设置缺乏足够的依据，并带来了一系 列的交通问题。公路在投入使用后，由于缺乏相关体制的监督管理，公路两侧乱开1 3 的现象较为严重，公 路街道化程度日益加剧，公路功能的蜕化速度明显过快。平面交叉1 3 间距标准的制定已经是一个迫切需要 解决的问题。 不同公路在路网中所起的功能作用是不同的，其对交叉口间距的要求也不一样。本文依托交通部西部 开发项目公路平交路口交通安全技术研究，并借鉴美国成熟及有效的“接入管理”技术，结合我国自 身公路网的特征，提出了适合我国国情的公路功能分类方法，在此基础上进行公路平面交叉口间距问题的 研究。本论文纠正了以往“以路为本”的错误理念，而是尽量提高道路的“宽容度”，不再让驾驶员去适 应道路设计的缺陷，真正做到将“以人为本”的理念用于公路规划设计。此外“维护道路的功能”也是本 论文的一个重要指导思想。由于交叉口向来是事故的多发点，出行延误也大多由交叉口造成，因此本论文 将维护交叉口功能区的完整性作为维护道路功能的前提。道路功能决定着交通运营的需求，而交通安全和 交通运营在某种程度上存在着相互制约的关系，因此本论文还考虑了交通运营的需求，将交通安全和运营 效率相结合。在进行交叉口间距研究时采用以理论分析为基础，实验调查分析作对照，仿真分析作补充的 分析方法。最后综合各研究方法的安全和运营的分析结果，得出公路平面交叉口的安全间距。 【关键诃】 交叉口间距，交叉口功能区，交通安全，交通运营、交通仿真 a b s l r a c t a b s t r a c t i n t e r s e c t i o ns p a n i n gi sa ni m p o r t a n tp a r to fh i g h w a yp l a n n i n g ，i tg u i d e st h eh i g h w a yd e s i g n i n ga n d m a n a g e m e n t ag r e a td e a lo f s t u d i e sh a v ep r o v e dt h a ti n t e r s e c t i o ns p a c i n g ( o ri n t e r s e c t i o nd e n s i t y ) i so n eo f t h e c r i t i c a lv a r i a b l e sa f f e c t i n gr o a d w a ys a f e t ya n do p e r a t i o n l o n g , s u f f i c i e n ts p a c i n go fi n t e r s e c t i o n sc a r lh e l pt o r e d u c ea c c i d e n tr a t e s ，i m p r o v er o a d w a yo p e r a t i o n ，a v o i df r e q u e n ts t o p sa n du n n e c e s s a r yd e l a y ，c u td o w nf u e l c o n s u m p t i o n ，a n dd e c r e a s ev e h i c u l a re m i s s i o n a tp r e s e n to n rp l a n n i n ga n dd e s i g n i n gt e c h n o l o g yo fi n t e r s e c t i o n i sf a rf r o mp e r f a c lt h e r ei sn oc r i t e r i o no ni n t c t s e c f o ns p a c i n gy e t ，w h i c hr e s u l t si ni n s u f f i c i e n ti n t e r s e c t i o n s p a c i n gw h e nh i g h w a yp l a n n i n ga n dd e s i g n i n g b e s i d e s t h e r ea ”l o t so fi l l e g a la c c e s s e sa l o n gt h ea r t e r i a lr o a d s b e c a u s e o ft h ew e a k n e s so fr o a d w a ya d m i n i s t r a t i o n t h e r e f o r e , r e s e a r c ho nt h es a f 乱yd i s t a n c eb e t w e e n i n t e r s e c t i o n sh a sg r e a ts i g n i f i c a n c e d i f f e r e n tr o a dp l a y sd i f f e r e n tr o l ei nt h er o a d w a yn e t w o r k ，a n dh a sd i f f e r e n td e m a n d so ni n t e r s e c t i o n s p a c i n g t h i sp a p e rr e f e r st ot h ea c c e s sm a n a g e m e n tt e c h n o l o g yw h i c hh a sb e e np r o v e dt ob em u c hh e l p f u li n a m e r i c aa f t e ry e a r so f p m c t i c c , p u l sf o r w a r dam e t h o do f r o a d w a yf u n c t i o n a lc l a s s i f i c a t i o na d a p t st ot h es i t u a t i o n o fo u ro w nc o u n t r y b e c a u s et h er i g h tg u i d i n gp r i n e i p l e sa r et h ep r e m i s eo ft h er e s e a r c h , t h ea u t h o rc o r r e c t st h e w r o n gi d e ao f r o a d o r i e n t e db e f o r e ，t a k e st h ei d e ao f p e o p l e - o r i e n t e da so n eo f t h eg u i d i n gp r i n e i p l e s b e s i d e s ，t o m a i n t e n a n c et h er o a d w a yf u n c t i o ni sa ni m p o r t a n tg u i d i n gp r i n c i p l eo ft h i sr e s e a r c ht o o f o ri n t e r s e c t i o ni sa n i m p o r t a n t f a c t o r t oc a o s ea c c i d e n t sa n dd e l a y , t h ea u t h o r t a k e s t h e i d e a o f k e e p i n g t h e i n t e r g r i t y o f i n t e r s e c t i o na s t h ee s s e n t i a lg u i d i n gp r i n c i p l e r o a d w a yf u n c t i o nh a sad e m a n do no p e r a t i o n ，a n do p e r a t i o nh a sar e l a t i o n s h i pw i t h s a f e t yt oac e r t a i ne x t e n t s ot h ea u t h o ra n a l y z e sn o to n l yt h es a f e t yd e m a n so ns p a c i n gb u ta l s ot h eo p e r a t i o n d e m a n d so ns p a c i n g , t oa n h i e v et h eg o a l ，t h ea u t h o ra n a l y z e st h ei n t e r s e c t i o ns p a c i n gb yt h em e t h o do ft h e o r y a n a l y s i s 够ab a s e i n v e s t i g a t i o na n a l y s i sf o rc o m p a r i s o n , a n ds i m u l a t i o na n a l y s i sf o rc o m p l e m e n t f i n a l l y , t h e a u t h o rp u t sf o r w a r das u i to f i n t e r s e c t i o ns p a n m gs t a n d a r d sb ys y n t h e s i z i n gt h ek i n d so f r e s u l t s k e yw o r d s i n t e r s e c t i o ns p a c i n g , f u n c t i o n a li n t e r s e c t i o na r e a , t r a f f i cs a f a t y , t r a f f i co p e r a t i o n , t r a f f i cs i m u l a t i o n 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：毳竖璋日期：2 本2 中形 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入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 刊登) 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。 期：2 阴7 钐f 6 第1 章绪论 i i 研究背景 第1 章绪论 随着我国经济的发展，道路交通条件有了很大的提高，但是我国的道路交通安全状况却不容乐观。2 0 0 3 年我国的交通事故引起的年死亡人数已突破1 0 万人，位居世界各国之首，全国公路上发生交通事故3 8 9 7 7 3 起，造成8 0 5 8 9 人死亡、3 2 2 6 9 4 人受伤，分别占总数的5 8 4 、7 7 2 和6 5 3 。城市道路发生交通事故 2 7 7 7 3 4 起，造成2 3 7 8 3 人死亡、1 7 1 4 8 0 人受伤，分别占总数的4 1 6 、2 2 8 和3 4 7 。公路与城市道路 事故起数比为1 4 比1 ，而公路交通事故死亡人数是城市道路死亡人数的3 倍。由此可见绝大部分恶性 交通事故发生在普通公路，占总数的7 0 9 i 之多。因此提高公路的交通安全对于真个道路系统安全性具有全 局性的意义。而平面交叉口向来是事故的多发点，根据资料统计，美国2 0 0 0 年在平面交叉口发生的交通 事故占总事故的4 3 9 ；联邦德国农村的交通事故3 6 发生在平交路口，城市的交通事故6 0 8 0 发生在 平交路口；日本对1 9 9 0 年死亡事故发生地进行了统计表明，发生在平面交叉口及附近的交通事故占总事 故数的4 2 2 ：我国道路交通事故抽样表明，发生在交叉口的交通事故约占3 0 2 1o 由此可见，平面交叉 口是道路交通网的重要枢纽点。也是交通事故的多发点，平面交叉口对整个道路交通系统的安全有着非常 重要的影响。为了预防和减少交通事故的发生，我们应该重视交叉口的安全设计。从发达国家的经验和现 有的实践来看，公路交通安全的改善多也是将公路平面交叉路口作为改善公路交通安全性的重点。 平面交叉口间距属于道路条件的范畴，虽然我国对道路条件( 如道路宽度、车道数、坡度、线形等) 与交通安全、交通运营的研究比较多，但是对平面交叉口的间距问题却没有给予足够的重视，这方面的研 究还相当匮乏。而事实上平面交叉口的间距对道路交通的安全和运营有着非常重要的影响，国外发达国家 通过多年大量的研究一致认为：合理的交叉口间距能够提高道路交通的安全和运营效率；有利于维护道路 的功能，从而延长道路的使用年限节约大量的建设资金；有利于减少能源的浪费和环境的污染。目前我国 关于平面交叉口间距的研究还很不完善，尚未对平面交叉口的间距作出严格的规定。虽然新版的公路工程 技术标准及公路路线设计规范都对平面交叉口间距给出了一些建议值，但是说明过于粗略，可操作性也不 强。由此导致我国公路规划建设时平面交叉口的间距往往设置不合理，带来了一系列的交通问题。道路投 入使用后，由于缺乏相关体制的监督管理，公路两旁乱开口的现象非常严重，公路街道化日益严重，公路 功能的蜕化速度明显过快。由于每个接入道路都会引进新的接入口，而每个接入口又会引进新的冲突点， 随着冲突点数的增加道路上发生交通事故的可能性也增加了。因此公路平面交叉口安全间距标准的确立已 是迫切需要解决的问题。本论文正是在此背景条件下，依托交通部西部开发项目公路平交路口交通安全 技术研究对公路平面交叉n 的安全间距进行研究。 1 2 论文研究的意义 国内外通过大量调查研究表明，合理的、足够长的交叉口间距不能能够提高道路交通的运营效率，还 能减少交通事故的发生，而交叉口间距过小或者交叉口密度过大则会起到相反的作用，具 体影响如下所述。 ( 1 ) 交通运营方酝 研究发现信号交叉口密度的增多会造成交通出行时间及延误的增多。在每英里的道路上每个信号交叉 口会使速度减少2 - 3 m p h ，以每英里2 个信号交叉口作为基准，出行时间和交通信号数目的关系如表卜l 所 示。从中发现每英里道路上信号交叉口从2 个增加到4 个后出行时间增加了1 6 。美国科罗拉多州的研究 表明，每英里信号交叉口从4 个降到2 个后，交通出行时间大概会降低5 0 ，而出行延误大概会降低6 0 多6 。 东南大学硕士学位论文 表卜1信号交叉口数目与出行时间的关系 出行时问增加百分比 信号交叉口的数目( 每英里) ( 相对与每英里2 个信号交叉口) 2o 39 41 6 52 3 62 9 7 3 4 83 9 而基于1 9 9 4 版道路通行能力手册( h i g h w a yc a p a c i t ym a n u a l ) 的研究项目n c h r p 3 3 3 表明，每个无 信号接入道路大约会降低主路自由流速度0 2 5 m p h ( o 4 k m h 单方向) ，主路右转车流大约降低0 0 0 5 m p h 。 表1 _ 2 给出了接入道路密度与速度降低的关系。 表1 - 2接入道路对运行速度的影响 每英里接入道路数目速度降低k m h 0o 1 04 2 08 3 01 2 4 0 或更多 1 6 此外，研究表明交叉口间距还会对道路的通行能力产生影响。国外研究发现一条间距8 0 0 米没有中央 分隔带的四车道道路的通行能力与一条间距4 0 0 米没有中央分隔带的六车道道路的通行能力相同。国内通 过交叉口通行能力折减系数来评价交叉口对通行能力的影响，结果表明相同的速度条件下交叉口间距越小 通行能力折减的越大，而相同的间距条件下速度越大通行能力折减的越大。 表1 3 交叉口通行能力折减系数 车速交叉口间距( m ) k m h1 0 02 0 03 0 04 0 05 0 06 0 07 0 08 0 09 0 01 0 0 01 1 0 01 2 0 0 2 0o 4 50 6 2o 7 1o 7 6o 8 00 8 30 8 50 8 70 8 8o 8 9o 9 0o 9 1 2 50 3 7o 5 40 6 40 7 0 o 7 5 o 7 8 0 8 1 o 8 3o 8 4 o 8 6 0 8 7 0 8 8 3 00 3 10 4 80 5 8o 6 5 o 7 0 0 7 3o 7 60 7 90 8 10 8 20 8 3 0 8 5 3 5o 2 70 4 20 5 20 6 0o 6 50 6 9o 7 20 7 50 7 70 7 9o 8 0 0 8 2 4 0o 2 30 3 8o 4 8o 5 5o 6 00 6 4o 6 8o 7 10 7 3o 7 5o 7 7o 7 8 4 5 0 2 00 3 4 0 4 3 o 5 0 o 5 6 o 6 0 0 6 4 o 6 70 6 9 0 7 2 0 7 4 0 7 5 5 0 o 1 80 3 00 3 9o 4 6 0 5 2 0 5 6 0 6 0 o 6 30 6 6o 6 8o 7 0 o 7 2 注；交叉口为信号控制，某固定信号周期条件下 ( 2 )交通安全方面 研究一致认为交通事故率随着信号交叉口密度的增大而增大。早在1 9 5 0 年，美国o r e g o n 公路上的研 究就发现事故数随着每英里道路上接入道路、交叉口、交通信号数目的增加而增加，通过多元回归分析发 现信号交叉口的密度可能是影响交通事故的主要原因。1 9 8 9 年美国的s q u i r e s 和p a r s o n s o n 通过研究也发 现事故率随着道路上交通信号密度的增大而增大，如果每英里的交通信号从2 个增加到4 个，交通事故率 大概会上升了4 0 ，而佛罗里达州的研究结果甚至达到了1 5 0 。 路段上的每个接入道路都会引进新的冲突，随着冲突数的增加道路上发生事故的可能性也随之增大。 经过多年大量的研究已经证明接入道路的密度与交通事故率有很强的关系。美国的研究项目n c h r p 4 2 0 通 2 第1 章绪论 过对3 7 5 0 0 0 件事故的调查研究分析，结合以往的文献资料，得到了如表卜4 所示的交通事故率指标与接 入道路密度的关系图( 以每英里1 0 个接入道路数为基准) 。从表中的综合结果可以看出，当道路上每英里 的接入道路数从1 0 个增加到2 0 个时，事故率大概会增加3 0 。也有研究显示，事故率和接入道路密度的 平方根成正比，也就是说当道路上每英里的接入道路数从1 0 个增加到2 0 个时，事故率大概会增加4 0 。 表卜4 接入道路数目与事故率指标的关系 接入数目 明尼苏达州 印地安那州平方根原则 n c h r p 4 2 0n c h r p 4 2 0 ( 每英里)研究结果研究结果研究结果安全研究结果综合研究结果 l o1 o1 01 01 01 0 2 01 41 21 41 41 3 3 01 71 51 7 1 81 7 4 0 2 1 1 82 o2 12 1 5 02 52 12 22 32 8 6 02 92 52 72 54 1 7 03 13 o2 72 9 综上所述，平面交叉口的间距对于道路交通的安全和运营具有非常重要的影响。由于公路平面交叉口 间距是公路网规划建设中的重要组成部分，交叉口间距对公路网的规划建设起着指导性的作用，因此交叉 口间距标准的制定对于我国公路交通的健康发展有非常重要的意义 1 3 国内外的研究概况 1 3 1 国外研究状况 国外对交叉口间距的研究比较多，其中以美国的研究最具条理性和代表性。在美国交叉口间距是接入 管理技术最重要的一个环节，因此关于交叉口间距的研究可以追溯到上世纪7 0 年代。经过多年的研究一 致认为合理的交叉口间距不仅可以提高交通安全、改善交通运营效率，还可以减少环境污染和能源的浪费。 目前美国大部分州都在自身道路功能分类的基础上提出了交叉口的间距标准“1 。 表卜5 美国佛罗里达州交叉口间距值 无信号接入道路间距( 1 1 1 )交叉口 道路功能等级 信号交叉口问距( 1 i i ) 速度大于7 2 k m h速度小于7 2 k m h角净距 1 禁止任何接入禁止任何支路接入禁止任何支路接入 28 0 04 6 22 3 1 同无信 38 0 02 3 11 5 4 号接入 4 8 0 0 2 3 11 5 4 道路的 58 0 0 或4 0 0 1 5 4 8 6 间距 64 0 0 1 5 4 8 6 74 0 0 4 4 4 4 表卜6 美国肯塔基州交叉口间距值 交叉口角净 道路功能等级信号交叉口间距( m )无信号接入间距( m ) 距 城市 l 不允许禁止任何支路接入 28 4 04 2 0 2 1 0 38 4 01 5 6 3 东南大学硕士学位论文 46 3 01 0 5 同无信号 55 3 接入道路 1 不允许禁止任何支路接入 的间距 21 6 8 04 2 0 乡村38 4 02 1 0 48 4 01 5 6 55 3 1 3 2 国内研究概况 与西方发达国家相比，我国在交通安全领域的研究起步比较晚，目前我国有关平面交叉口间距的具体 研究还相当少。对于平交路口的安全问题主要还是从传统的交叉口安全设计、交通控制、交通管理三个方 面来对交叉口进行单点的整治，而没有从整体、长远的角度出发。国内相关规范、标准对平面交叉口的最 小距离也只是简单地给出了一些参考值，但是其且的性并不明确，可操作性也不强“”“9 ”1 。 表卜7 平面交叉口最小间距 公路等级 一级公路二级公路 干线公路 公路功能集散公路干线公路集散公路 一般值最小值 间距( m ) 2 0 0 0 1 0 0 0 5 0 0 5 0 03 0 0 综合比较国内外的研究情况，我国在平面交叉口的间距方面主要存在以下几个问题： ( 1 ) 道路的功能不明确 道路的功能分类是接入管理技术的基础，是间距标准确定的前提，只有在明确的道路功能分类下，接 入间距才有其针对性。目前我国道路分类主要还是从交通量的层面考虑而不是道路的功能性，虽然新的标 准规范中也逐渐体现出了道路功能的思想，但道路的功能还没有受到应有的重视，尚未形成一套完备的道 路功能分类方法。 ( 2 ) 交叉口间距可操作性不强 不同功能的公路具有不同的设计参数，其对交叉口间距的要求也有所不同。目前现行规范标准中有关 平面交叉口间距标准的规定过于笼统没有对应具体的设计参数。实际运用时可操作性不强。 ( 3 ) 交叉口间距标准不全面 除了具有一定功能等级的交叉口，接入道路间距以及交叉口角净距也会对道路交通的安全和运营效率 产生影响。目前我国尚未对支路的开口作出明确的规定，国内尚无支路的间距标准，支路开口方面尚无据 可依，导致公路街道化的现象，严重影响了公路的功能。 ( 4 ) 公路开口审批不严格 目前我国公路上不合理的开口有的是没有得到相关部门的允许，有的是因为开口审批部门缺乏严格的 审批程序，没有从安全、运营、经济等方面综合考虑开口的利弊。 1 5 ) 没有考虑交通运营的需求 安全和运营是公路功能具体体现的两个重要指标，目前国内在交叉口间距方面没有充分考虑交通运营 方面的需求，导致我国许多公路在较高的设计标准下运营效果都不理想。 ( 6 ) 缺乏长远性的考虑 我国在进行道路规划设计只考虑到了现阶段的安全需求，没有从长远的角度考虑未来复杂交通环境下 的安全需求。随着道路交通环境的日益复杂化，道路设计中的缺陷逐渐体现出来。 ( 7 ) 缺乏人性化的考虑 4 第1 章绪论 我国在进行道路规划设计时常常不是“以人为本”，而是“以路为本”，总是让驾驶员去适应道路本身 设计中的缺陷，出现交通事故后把所有责任推倒驾驶员身上。这错误的设计理念也是国内与国外的最大 差距，事实上避免或者减少交通事故的最好手段是预防，这就要求设计人员在进行道路规划设计时为驾驶 员提供一个更为宽广的“安全空间”，使得即使当驾驶员出现操作失误尚有机会避免交通事故的发生或者 减轻事故的后果。 针对目前我国交叉口间距中存在的一系列问题，本论文引入了美国的接入管理技术，结合自身的公路 功能分类，综合运用交通安全学理论、交通工程学理论、交通流理论以及交通心里学理论，对公路平面交 叉口的间距进行了安全和运营的分析，提出一套适合我国国情的公路平面交叉口安全间距标准，为我国公 路的建设与管理提供指引。 1 4 研究的内容、思想、方法 1 4 1 研究内容 根据接入管理技术的定义，平面交叉口间距包括了三个部分即信号交叉口的间距、无信接入道路的间 距以及无信号接入道路与信号交叉口的间距( 简称交叉口角净距) ，本文的研究内容包括： ( 1 ) 公路的功能分类：不同功能的公路在公路网中所扮演的角色和起到的作用是不一样的，其对交叉 口间距的要求也不一样。道路功能分类是交叉口间距的前提，因此有必要提出一套适合中国国情 的公路功能分类方法。 ( 2 ) 平面交叉口间距的理论分析：对影响平面交叉口间距的安全和运营因素进行分析，包括道路功能、 交通流特性、交通安全设施、行车轨迹、驾驶员心里和行为特征等。综合分析这些影响因素，从 系统的角度完成平面交叉口间距的理论分析。 ( 3 ) 平面交叉口间距的实验调查分析：选取适当的评价指标，通过实地调查，分析交通运营和交通安 全对平面交叉口间距的要求。 ( 4 ) 平面交叉口间距的仿真补充：由于实验调查工作量巨大，因此采用了交通仿真软件t s i s 进行补充 分析，参数标定后用t s i s 来模拟交通流的运行情况，分析交通运营和安全对交叉口间距的要求。 ( 5 ) 平面交叉口安全间距的确定：综合理论分析、实验分析、仿真分析的间距结果，得出满足安全并 兼顾运营的平面交叉口安全间距。 1 4 2 研究思想 无论什么研究工作，只有当研究的指导思想正确后，才能确保研究结果的合理性。针对目前我国公路 网中存在的一系列问题，本论文主要在以下的指导思想下进行的。 不同功能的公路在公路网中所起的作用是不同的，高等级的公路主要是提供快速的交通，低等级的公 路主要是提供方便的接入。高等级公路对交叉口间距的要求比较大，对周边接入道路的开口限制比较严格； 低等级的公路对交叉口的间距要求比较小，对周边接入道路的开口限制比较宽松因此本交叉口间距的研 究是基于维护道路的设计功能进行的，此外，本安全间距主要是针对新建道路，为新建道路提供设计参考。 道路交通系统是一个由人、车、路等要素构成的动态系统，每一个要素对道路交通整体都会产生影响， 只有各个要素相互协调时系统才会发挥最佳性能。因此本间距研究综合考虐了人，车、路三要素的需求， 从系统的角度出发使道路系统发挥最佳性能人主要指驾驶员的行为心里和行为特征，车主要指车辆的动 力性能及车辆的行驶轨迹，路主要是指道路的功能及相应的设计参数。 道路交通系统是一个动态的系统，不同时刻路段上的交通环境是不一样的，对道路条件的要求也不一 样。随着时间的推移，路段上的交通量不断增大，道路交通环境也变得更加复杂。当交通量增加到一定程 度时，原来无信号控制的交叉口有必要采用信号控制，这就要求道路设计者具有前瞻性的眼光，使道路系 5 东南大学硕士学位论文 统能够适应未来复杂的道路交通环境。因此，从长远的角度出发，本安全间距研究时不再区分信号交叉口 和无信号交叉口，新建道路规划设计时交叉口间距以信号交叉口问距为依据 道路设计时还应该使道路环境更加“宽容”，也就是说，即便驾驶员错误产生，仍能保持安全行车的 道路条件，对危险起到消除或者减缓作用，以避免交通事故的发生或减轻交通事故的损伤程度。这就意味 者要转变道路设计的指导思想，不应当强迫驾驶员改用行车状态的方法来适应道路设计的缺陷，而应当减 轻驾驶员的工作，从而提高交通安全和运营效率。因此本问距研究也不再一味地最求最小值，而是尽量提 高道路的。宽容度”，真正做到将。以人为本”的理念用于公路的规划设计。 安全和运营是体现道路功能的两个重要指标，而交通安全和交通运营在某种程度上存在着相互制约的 关系。因此，我们在考虑安全的同时还要考虑交通运营的要求，而国内的道路设计中往往缺乏这点考虑， 这也是造成在同样的道路条件下( 甚至更好的情况) 我国的交通事故率比国外发达国家高，运营状况比国 外差的重要原因。为了弥补这样的缺陷，本问距研究在考虑安全的同时还考虑了交通运营方砸的需求。 交叉口是道路系统的重要组成部分，是道路交通的咽喉。相交道路的各种车辆和行人要在交叉口汇集， 通过和转换方向。道路网是否畅通，很大程度上取决于交叉口交通问题处理的好坏。国内外的大量研究表 明公路上的交通事故有很大一部分发生在道路交叉口及附近，交叉口也是造成车辆延误的主要原因。此外。 噪声污染，能源污染、能源浪费也多集中在交叉口。因此维护道路的功能必须以维护交叉口功能区的完整 性为前提，维护交叉口功能区的完整性是维护道路功能的重要保障。本间距研究是在确保交叉口功能完整 性的基础上进行的，即所有涉及到交叉口的间距都必须以保证交叉口功能区的完整性为前提 1 4 3 研究的方法 本间距研究是在上述的基本思想下进行的，采用了以理论分析为基础，实验分析分析作对照，并用仿 真分析作补充的综合分析方法，框架如图卜l 所示。 图l l 研究方法 6 第2 章接入管理技术 2 1 接入管理技术介绍 第2 章接入管理技术 2 1 1 接入管理技术的定义和目的 接入管理技术其英文名为a c c e s sm a n a g e m e n tt e c h n o l o g y 。国外从上世纪7 0 年代开始研究，至今已 经形成了一套比较完善的体系。根据美国t r b ( t r a n s p o r t a t i o nr e s e a r c hb o a r d ) 接入管理手册( a c c e s s m a n a g e m e n tm a n u a l ) 的定义：接入管理技术是对道路交叉口、分割带开口、立交及路段上接入道路的选 位、设计、管理的一种系统的管理控制技术。接入管理是为了在土地开发利用的过程中，为机动车提供方 便的接入的同时也保证整个道路交通运输体系的安全和效率，其重要目的是为了维护道路的功能“。 2 1 2 接入管理技术的主要体系 接入管理技术主要包括了四个部分： ( 1 ) 道路的功能分类； ( 2 ) 接入口的选位； ( 3 ) 接入的间距标准： ( 4 ) 接入的几何设计。 2 1 3 接入管理技术的主要原则 ( 1 ) 明确道路的功能分类； ( 2 ) 保护交叉口功能区的完整性： ( 3 ) 限制主要道路上直接接入的数目； ( 4 ) 尽量减少路段及平面交叉口处冲突点的数目； ( 5 ) 尽量分离路段及平面交叉口处的冲突区； ( 6 ) 尽量减少转弯车流对直行车流的影响。 2 1 4 常用的接入管理技术 ( 1 ) 信号交叉口的间距设置； ( 2 ) 无信号接入道路的间距设置； ( 3 ) 接入道路与交叉口的间距设置( 简称交叉口角净距) ； ( 4 ) 中央分割带的形式及分割带开口的形式、距离的设置； ( 5 ) 左右转车道的设计： ( 6 ) 接入道路的控制及导入设计； ( 7 ) 间接左传、u 形回转的设计； ( 8 ) 干道平行道的设计； ( 9 ) 道路周边路网设施的完善。 7 东南大学硕士学位论文 2 1 5 接入管理技术的意义和作用 ( 1 ) 接入管理技术可以减少交通事故、提高道路的通行能力、减少出行时间和延误； ( 2 ) 接入管理技术可以延长道路的使用年限，节约大量的建设资金； ( 3 ) 接入管理技术不仅能够减少交通拥挤、提高公众的安全感，还可以美化环境。 接入管理技术中，道路功能分类是最基础的一个环节，接入间距是接入技术中最重要的一个环节，接 入间距以道路的功能分类为基础，因此在研究公路平面交叉口间距前必须进行公路的功能分类。 2 2 公路功能分类 2 2 1 公路功能分类的定义及意义 公路功能分类是根据公路在整个路网中所担当的主要任务的角色定义的，从路网的角度来讲公路一般 具有两种功能：交通功能( 有称畅通性) 和接入功能( 有称服务性或通达性) 。功能等级越高的公路在路 网中主要是为了实现快速的交通，也即交通功能占主导地位；功能等级较低的公路在路网中主要是为了实 现方便的接入，也即接入功能占主导地位。概括而言，公路的交通功能随着公路功能等级的上升而提升， 公路的接入功能随着公路功能等级的上升而下降，如图2 一l 所示。 道 路 的 交 通 功 能 道路的接入功能 图2 1 公路的交通功能和接入功能 公路功能分类的意义： ( 1 ) 对公路的建设起指导性的作用； ( 2 ) 为干线公路发展提供决策参考； ( 3 ) 有利于建立层次分明、功能明确的干线公路网体系： ( 4 ) 有利于优化公路网结构，提高路网使用效能和服务水平： ( 5 ) 有利于全国的公路网规划与地方公路网规划相协调； ( 6 ) 有利于公路上各运输方式的协调发展，提高公路的运输效率； ( 7 ) 有利于节约公路建设的资金； ( 8 ) 有利于节约宝贵的土地资源。 2 2 2 公路分类方法 目前国内外常用的公路分类方法主要有三种：行政分类、技术分类和功能分类。1 。其中功能 分类我国还没有明确的定义。 8 第2 章接入管理技术 2 - 2 2 1 行政分类 行政分类：是指根据公路在国民经济、社会生活、国防建设以及国际交往中的地位，为管理需要而进 行的分类。我国公路行政分类有以f 五种： ( 1 ) 国道：是指具有全国性政治、经济意义的主要干线公路，包括重要国际公路，国防公路，联结首 都与各省、自治区和直辖市的公路，联结各大经济中心、港站枢纽、商品生产基地和战略要地的 公路。 ( 2 ) 省、自治区、直辖市干线公路，简称省道。是指具有全省、自治区、直辖市政治、经济意义，连 接省内中心城市和主要经济区的公路，以及不属于国道的省际间的重要公路。 ( 3 ) 县公路，简称县道。是指具有全县( 旗、县级市) 政治、经济意义，联结县城和县内主要乡( 镇) 、 主要商品生产和集散地的公路，以及不属于国道、省道的县际间的公路。 ( 4 ) 乡公路，简称乡道。是指主要为乡( 镇) 内部经济、文化、行政服务的公路，以及不属于县道以上公 路的乡与乡之间及与外部联络的公路。 ( 5 ) 专用公路。是指专供或主要供厂矿、林区、油田、农场、旅游区、军事要地等与外部联络的公路。 地2 2 技术分类 技术分类：是指根据公路工程质量要求、交通量及其使用任务、性质进行的分类。依据公路工程技术 标准，我国公路技术分类有五个级别： ( 1 ) 高速公路为专供汽车分向分车道行驶并应全部控制出入的多车道公路。 四车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量2 5 0 0 0 - 5 5 0 0 0 辆 六车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量4 5 0 0 0 8 0 0 0 0 辆 八车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量6 0 0 0 0 - 1 0 0 0 0 0 辆 ( 2 ) 一级公路为供汽车分向分车道行驶并可根据需要控制出入的多车道公路。 四车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量1 5 0 0 0 3 0 0 0 0 辆 六车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量2 5 0 0 0 5 5 0 0 0 辆 ( 3 ) 二级公路为供汽车行驶的双车道公路。 双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量5 0 0 0 1 5 0 0 0 辆 ( 4 ) 三级公路为主要供汽车行驶的叔车道公路。 双车道三级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量2 0 0 0 6 0 0 0 辆 ( 5 ) 四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。 双车道四级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量2 0 0 0 辆以下 单车道四级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量4 0 0 辆以下 2 2 2 3 功能分类 公路功能分类与行政分类、技术分类的关系： 首先，功能分类与上述两种分类存在差异性。主要表现为分类的侧重点不同，公路的行政分类主要从 公路的管理角度上分类的，公路的技术分类主要从交通量的交通分类的，而公路的功能分类主要从公路在 整个路网中的作用分类的。 其次，功能分类与上述两种分类存在着相关性。主要表现为公路行政等级越高、公路技术等级越高， 公路的功能等级也越高。 虽然存在相关性，但是从公路网规划与建设管理的角度来看，公路功能等级的划分的意义更大。 依据公路工程技术标准、公路路线设计规划，借鉴国内外的研究成果，结合我国的国情可以将公路( 除 高速公路) 按功能分为三大类。 9 东南大学硕士学位论文 第一大类：承担着跨区间长距离的机动车交通运输，主要提供交通功能，公路两侧严禁开口，称为干 线性公路。 干线公路具有全国性政治、经济意义，连接各大经济中心、港站枢纽、商品生产基地和战略要地，以 保证车辆较高的运行速度和安全为目标。利用干线公路车辆可快速、直接到达目的地。为保证运行速度、 交通安全和服务水平，应根据需要采取不同接入措施，控制出入，以减少纵、横向干扰。干线公路细分为 主要干线公路与次要干线公路。主要干线公路是指干线公路预测的设计交通量较大，采用四车道及四车道 以上的一级公路。次要干线公路是指干线公路预测的设计交通量不大，采用双车道的二级公路。 第二大类：承担区域间的交通运输和交通集散服务( 接入功能) ，配合干线公路组成道路网，起到了广 泛连接城市各部分和集散交通的作用，允许在公路两侧开口，称为集散性公路。 集散公路具有区域性政治、经济意义，连接区域内主要商品生产和集散地的公路。以汇集和疏散车辆 为目标，连接各干线公路，可适当降低服务水平，允许有一定的纵、横向干扰。集散公路允许混和交通， 设计速度及服务水平较低。集散公路细分为主要集散公路与次要集散公路。主要集散公路根据预测设计交 通量及其他相关条件选用一级或二级技术标准，次要集散公路应选用二级以下技术标准。 第三大类：承担地方性交通出行的过渡作用，衔接路网使出行交通逐渐接入到上级公路中，不具备交 通运输功能，称为地方性公路。( 此类公路不在本论文的研究范围之内) 表2 一l 公路功能分类 设计参数 功能等级 设计服设计速度设计通行能力最低运营速度 技术等级车道数目 务水平 ( k m h )( p c u h l n )( i r a h ) 1 0 01 3 0 07 3 主要干线公路一级 四车道及以上 二级 8 01 i 0 0 6 0 次要干线公路二级双车道三级8 01 6 0 0 5 8 一级四车道及以上二级 8 07 0 0 - 9 0 06 0 主要集散公路6 05 5 0 7 0 05 0 二级 双车道 三级6 06 8 04 8 次要集散公路二级以下双车道 三级4 07 0 03 4 2 3 交叉口功能区 2 3 1 交叉口功能区的定义及意义 传统的交叉口范围一般是以各进口道停车线为边界组成的区域，美国称之为交叉口物理区域( p h y s i c a l i n t e r s e c t i o na r e a ) 。交叉口功能区( f u n c t i o n a li n t e r s e c t i o na r e a ) 是交叉口物理区及其交叉口道路的上下游 延伸段组成1 3 l ，如图2 2 所示。 1 0 第2 章接入管理技术 图2 - 2 交叉口功能区示意图 如前面所述，公路上大部分交通事故发生在交叉口及其附近，交叉口也是造成延误的主要原因，因此 改善交叉e l 的安全和运营对于提高路段的安全和运营有着非常重要的作用。从维护公路的功能角度出发， 维护交叉口功能区的完整性是首要解决的问题，这也就涉及到交叉口功能区长度的计算。 2 3 2 交叉口功能区的计算 交叉口功能区根据车辆进出交叉口的顺序分为上游功能区和下游功能区，两者的计算方法也有所区 别。 上游功能区长度：主要包括了三部分内容即驾驶员发现交叉口的感知一反应时间内行驶的距离、车辆 减速行驶的距离和车辆排队长度。 下游功能区功能区长度：主要是基于安全考虑的停车视距计算，因此可以用货车的停车视距来计算。 功能区的长度通常是在道路建成投入使用后，根据具体的道路情况计算出的长度。在道路规划设计阶 段无法获得真实的交通数据，但是可以根据设计参数得到一个交叉口的设计功能区长度。 1 ， ( 1 ) 反应距离：d = 兰，根据公路项目安全性评价指南j t g t b - 2 0 0 4 ：上取驾驶员的反应时间t 3 6 取2 5 s ，其中包括1 5 s 的判断时间和1 o s 的运行时间。 ( 2 ) 减速距离：由于功能区的范围包括了辅助车道的设计，因此减速距离必须大于渐变段的减