【交通工程学】第7章_城市道路交通管理与控制

第七章城市道路交通管理与控制27.1概述7.2交通管理的目的、分类及策略7.3道路交通法规、标志、标线7.4平面交叉口交通管理7.5道路交通行车管理7.6道路交通运行组织7.7道路交通信号控制7.8高速道路的交通控制7.1概述城市交通拥挤问题如何解决？造路！？交通容量交通需求经济发展交通拥挤造路刺激交通增长交通拥挤造路刺激交通增长?仅靠造路能解决交通问题吗?一个城市需要多少道路？一个人需要多少金钱？7当斯定律(DownsLaw)：通过造路不能降低交通负荷，只可能刺激被抑制的交通需求量的产生。8解决交通拥挤的方法:平衡交通需求与供给VC道路交通建设------提高交通网络交通容量交通需求管理(TrafficDemandManagement，TDM)从交通需求的源头着手，做好前期规划，采取合理的措施适当限制、引导需求，从而结合后期管理，使目前的交通系统通畅运转，并使交通系统可持续化发展。------减少交通出行量交通系统管理(TrafficSystemManagement，TSM)通过运营、管理、服务、政策来协调整个城市交通系统，使其整体上取得最大交通效益。------均匀交通分布，提高交通设施利用效率9CapacityTDMDemand时空交通量10时空交通量CapacityTSMDemand11时空交通量TSMCapacityDemand西方国家城市交通系统发展历程建设阶段管理阶段开发阶段发达阶段1950年1960年1970年1980年1990年2000年解决城市交通问题的手段转变：以建设为主建设、管理并重以管理为主以前现在将来14交通管理的目的维护交通运行秩序优化道路时空利用提高网络运输效率缓解交通紧张局面§7-1交通管理的目的、分类及策略15行政管理制定、执行交通法规驾驶员的管理（培训、发证、考核、审验）车辆的管理（牌证、转户、报废、年检）道路管理（通行秩序、路边施工、违章占道清除）交通事故处理（现场勘测、事故认定、处罚）技术管理交通需求管理针对交通源的政策性管理，通过政策影响交通结构、重建交通量的时空分布，缓解交通状况交通系统管理针对交通流的技术性管理，通过控制提高服务水平、提高系统的运营效率§7-2交通管理的目的、分类及策略16交通需求管理策略优先发展策略公交专用道、多乘员车辆优先服务限制发展策略限制运输效率低、污染大、能耗高的车辆禁止出行策略禁止进入某些区域，交叉口、路段禁行经济杠杆策略通过中心区高额停车收费、拥挤收费等来平滑交通量，调节出行方式、出行时间§7-2交通管理的目的、分类及策略17交通系统管理策略节点交通管理策略交叉口控制方式－无控制、信号控制、环形、立体交叉口管理方式－进口拓宽、渠化、信号配时优化交叉口转向限制方式－禁止左转干线交通管理策略单行线、公交专用线、货运禁行线、自行车专用线、自行车禁行线、“绿波”线区域交通管理策略区域信号控制系统智能化区域管理系统§7-2交通管理的目的、分类及策略18交通法规道路交通法规是国家在道路交通管理方面制定的文件、章程、条例、法律、规则、规定和技术标准的总称内容：各种车辆和驾乘人员的管理道路交通秩序的管理对交通违章和肇事人员的处理重要交通设施的维护与管理§7-3道路交通法规、标志、标线19道路交通标志标志的三要素－颜色、形状、符号种类警告标志禁令标志指示标志指路标志旅游区标志道路施工安全标志辅助标志道路交通标志的尺寸和视认距离§7-3道路交通法规、标志、标线20警告标志黄底、黑边、黑图案，等边三角形，顶角朝上30种，42图式21禁令标志白底、红圈、红杠、黑图案，圆形或顶角向下三角形；36种，42图式22指示标志蓝底、白图案，圆形、长方形和正方形17种，29图式23指路标志一般道路为蓝底，白图案，高速公路为绿底、白图案，一般为长方形和正方形；59图式24旅游区标志棕色底、白色字符，方形为主25道路施工安全标志26辅助标志与主标志配合使用，起辅助说明作用白底，黑字，黑边框，长方形27欧洲、美国、中国交通标志比较警告标志28欧洲、美国、中国交通标志比较禁令标志2930§7-3道路交通法规、标志、标线交通标线分类指示标线、禁止标线、警告标线交通标线的标划白色虚线、白色实线、黄色虚线、黄色实线、双白虚线、双黄实线、黄色虚实线、双白实线3132§7-4平面交叉口交通管理管理目的减少冲突点控制相对速度，减小合流角度重交通流和公共交通优先分离冲突点和减小冲突区选取最佳周期，提高绿灯利用率3334§7-4平面交叉口交通管理通行能力信号交叉口环形交叉口无控制交叉口延误交通量车辆平均延误信号交叉口环形交叉口无控制交叉口35全无控制交叉口交通管理不设控制标志、标线的交叉口依靠视距判断冲突点的避让视距三角形是此类交叉口设计的基本依据在视距三角形内不得有高于1.2米的物体36200.0040.28sVLVtLi37优先控制交叉口交通管理优先控制交叉口是全无控制交叉向信号控制的过渡形式包括停车标志控制单向停车控制，次路进口处有停车标志，路面有‘停’多向交通控制，各路车辆都要先停车再通过让路标志控制进入路口的次路车辆要慢速瞭望，寻找‘空隙’通过38平面交叉口控制方式选择平面交叉口的设置必须满足道路功能、适应交通流量及交通安全三方面的要求按照道路类型选择主—主信号灯控制主—次信号灯或停车标志主—支停车标志……按照交通流和交通事故选择交叉口流量8000辆/天，碰撞事故5次/年39§7-5道路交通行车管理单向交通管理变向交通管理专用车道管理禁行交通管理40种类固定式单向交通定时式单向交通可逆性单向交通车种性单向交通单向交通管理41优点提高了道路通行能力减少了道路交通事故提高了道路行车速度缺点增加了车辆绕道行驶距离，给驾驶员增加工作量给公共车辆乘客带来不便，增加步行距离容易导致迷路，特别对不熟悉情况的外地驾驶员增加了为单向管制所需的道路公用设施单向交通管理42变向车道是指在不同的时间内变换某些车道的行车方向或行车种类，又称“潮汐交通”按其作用可分为两类：方向性变向交通非方向性变向交通变向交通管理43公共交通车辆专用车道自行车专用道专用车道管理44时段禁行错日禁行车种禁行转弯禁行重量(高度、超速等)禁行禁行交通管理45§7-6道路交通运行组织TDM、TSM中诸多管理措施的综合运用交通运行组织方案的制定原则交通分离交通量控制和调节按交通性质疏导46§7-6道路交通运行组织交通运行组织方案的编制现有道路状况和交通管理分析评价目标拟定路网道路功能划分拟定宏观路网交通组织拟定微观交通管理措施交通管理设施的设置计划方案的评价实施方案的经费投资概算方案实施说明47§7-7道路交通信号控制目的在时间上隔离不同方向的车流，控制车流运行秩序，并获得最大的交通安全；使在平面交叉的道路网络上人和物的运输达到最高效率，其效率往往用通行能力、延误及停车次数三项指标来衡量；为道路使用者提供必要的情报，帮助他们有效地使用交通设施。48§7-7道路交通信号控制按管理范围分为单点交叉口交通信号控制（点控）干道交通信号协调控制（线控）区域交通信号系统控制（面控）49道路交通信号：凡是在道路上用以传达具有法定意义、指挥交通行、止、左、右的手势、声响、灯光等都是交通信号，目前最普遍、效果最好的是灯光交通信号。发展历程：（1）1886年，伦敦威斯敏斯特教堂，红绿两色煤气照明灯，标志信号灯的诞生；（2）1926年，伦敦自动交通信号机使用，交通信号控制进入自动控制阶段；（3）1963年，多伦多市第一个完成了以数字计算机为核心的城市交通控制系统。交通信号（trafficsignals）概述定义和发展历程50交通信号作用：从时间上将相互冲突的交通流予以分离，使其在不同时间内通过，保证行车安全。同时对于组织、指挥和控制交通流的流向、流量和流速、维护交通秩序的等均有重要的作用。基本规定：（1）指挥灯信号；（2）车道灯信号；（3）人行横道灯信号。作用和基本规定交通信号（trafficsignals）概述51交通信号分类：（1）手动单点信号控制：100多年前伦敦开始使用（2）定时或定周期自动信号装置：1914年美国正式开始使用；（3）车辆感应式控制装置：1928年美国巴尔的摩开始使用；（4）线控、面控联动信号（绿波系统）：1917年美国盐湖城开始使用。控制装置的方式交通信号（trafficsignals）概述交通信号主要基础概念与原理信号周期（Cycle）相位（Phase）；车流释放车头时距（DischargeHeadways）；饱和流率（SaturationFlowRate）；损失时间（LostTime）；有效绿灯时间（EffectiveGreenTime）；最合适周期长度（AppropriateCycleLength）；1信号周期组成（ComponentsofSignalCycle）（1）周期（Cycle）和周期长度周期是指红、绿、黄信号显示一个循环；周期长度是指红、绿、黄信号显示一个循环所用的时间，单位为秒，通常用“C”表示。最佳周期时间（C0）对于一个独立、交通流稳定，各进口流量相等，车辆到达的时间为随机的交叉口，使车辆延误最小的最佳周期时间。最佳周期时间（C0）对于一个独立、交通流稳定，各进口流量相等，车辆到达的时间为随机的交叉口，使车辆延误最小的最佳周期时间可由下式计算：式中：L——一个周期内总的损失时间（s）；Y——路口各相位y值的总和：Y=Σyy——流量与饱和流量之比。)s(155.10YLC对于不同交通流量路口所需周期长度，可用下式计算周期长度：式中：P—信号灯的相位数；Ve—在每一相位中，交通流量负荷最大的单车道引道入口总的车流当量，单位：辆/h；对于总流量中有公共汽车和货车H辆，左转弯L辆的n条进口车道应用下式换算成等效流量)s(1333133300eVPCnLHVVe6.05.0最小周期时间（Cm）能使到达路口的车流量刚好全部通过路口的周期时间，一般可由下式确定：T=L/(1-Y)由于采用最小周期时间，常引起较大的车辆延误，故实际中很少采用。（2）绿灯时间（GreenInterval）在绿灯时间内，每个流向车流每个周期内都有一个绿灯时间，允许通行的车辆行驶，其它车辆禁行，通常用Gi表示。（3）黄灯时间（YellowInterval）又称变化时间，由绿灯信号转变为红灯信号的过渡，目的是为了缓冲不能瞬间停车、保障安全停车，通常用yi表示。一般为3～5秒（4）红灯时间（RedInterval）在红灯时间内，每个流向车流每个周期内都有一个红灯时间禁行的车辆停止，其它车辆行驶通过交叉口，通常用Ri表示。（5）清扫间隔时间（ClearanceInterval）即全红时间（allred），设置的目的是为了确保在黄灯时间内进入交叉口的车辆在冲突车流释放前安全离开交叉口，通常用ari表示。2相位（Phase）相位是按照路口车流获得信号显示的时序来划分，有多少种不同显示时序就有多少个信号相位。最基本的两相位：四相位三相位3释放车头时距（DischargeHeadways）排队车流启动过程的车头时距分析：第1个：绿灯开始与第一辆车前轮越过停车线的时间差；第2个：第一辆车和第二辆车前轮越过停车线的时间差；第3，4，¨¨：以此类推计算思考车头时距在排队车辆启动过程中变化规律？3释放车头时距（DischargeHeadways）假设给定地点观察平均车头时距，将车辆位置与平均车头时距关系绘制如下图所示：……1234NStopline△i3释放车头时距（DischargeHeadways）特征1：第一个车头时距相对较长，因为排队车流第一位司机要经历感知反应过程（perception-reactionsequenc