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1、摘要城市区域交通是城市经济和生活的重要组成部分，它覆盖到城市的各个地方，连接着城市生活的各个领域，是衡量一个城市发展和进步的重要标志。最近这些年，随着城市人口的增长、城区空间的扩展以及机动车数量的增加，城区交通面临着越来越大的压力，部分路段、交叉路口以及高峰时段车流混乱及拥堵现象日益明显，造成了人们的生活和出行的不便。本文研究的内容是以呼和浩特市新城区的交通现状为实例，通过实地数据调查和查阅相关文献进行的。通过交通调查、问题分析和路段改造等方法的基础上，结合呼和浩特市新城区的交通现状，运用交通工程学和交通管理与控制的相关理论知识，对呼和浩特市新城区进行区域交通组织优化。对于一些重点路段和交叉口
2、，根据实地调查的情况从道路改造、信号配时、单行线等方面进行优化，从而改善新城区的一些交通问题。关键词：交通组织；区域交通；优化；城市交通AbstractUrban area traffic is the city economy and an important part of life, it covers to all parts of the city, link to the city life in all areas, is the measure of a city development and progress of the important symbol. Recent
3、years, urban population growth, the expansion of the urban space and increase in vehicles, urban traffic is facing more and more pressure, some sections, the intersection and peak time congestion and traffic chaos is more and more obvious, caused the peoples life and travel inconvenience.In this pap
4、er the research content is the new traffic situation of hohhot city as an example, through field investigation data and access relevant literature. Through the traffic investigation, problem analysis and road reconstruction based on the method, combining with the new traffic situation of Hohhot, usi
5、ng the traffic engineering and traffic management and control the related theory of knowledge, to hohhot regional traffic organization new optimization. For some key sections and intersection, according to the on-site investigation from a road reconstruction, signal timing, one-way traffic and so on
6、 optimization, which improve some of the new traffic problems.Keywords: traffic organization; Area traffic; Optimization; Urban traffic目 录引言 1第一章 交通组织优化的相关理论和公式 21.1 交通的分类和作用 21.1.1 交通的分类 21.1.2 交通的作用 31.2 交通规划的定义和前提 31.2.1 交通规划的定义 31.2.2 交通规划的前提 31.3 交通组织优化的概念、思路和原则 31.3.1 交通组织优化的概念 31.3.2 交通组织优化的思
7、路 31.3.3 交通组织优化的原则 41.4 交通流基本参数特性 41.4.1 交通流特性 41.4.2 离散型分布 61.5 道路通行能力分析 71.5.1 城市道路基本通行能力 71.5.2 城市道路可能通行能力 91.5.3 设计通行能力 91.6 机动车通行能力和延误的计算方法 101.6.1 机动车通行能力的计算方法 101.6.2 延误的计算方法 111.7 服务水平概述 121.8 信号配时参数计算 14第二章 宏观交通组织优化 162.1 宏观交通组织优化的特性 162.2 宏观交通组织优化的措施 162.3 宏观交通组织优化方案设计思路 16462.3.1 道路可接受服务水
8、平的应用 162.3.2 交通组织措施优选思路 172.4 宏观交通组织优化设计流程 17第三章 微观交通组织优化 193.1 微观交通组织的理念 193.2 微观交通组织优化的措施 193.3 路口放行方法的优化 193.4 平面交叉口的渠化 20第四章 区域交通组织优化 214.1 区域交通与微观交通的区别 214.2 区域交通组织的规律 214.3 区域交通组织优化的措施 214.4 区域交通组织优化思路 21第五章 呼市新城区交通组织优化 235.1 呼和浩特市交通的发展现状 235.2 呼和浩特市新城区概况 235.3 呼市新城区交通问题分析 245.4 呼市新城区内交通调查 245
9、.4.1 路口交通现状调查 245.4.2 路口控制现状调查 265.4.3 现状服务水平 275.5 交叉口拥堵的问题分析 335.6 交叉口优化设计及评价 345.6.1 交叉口的交通组织设计 345.6.2 信号控制优化设计 345.6.3 方案评价 365.7 新城区交通系统优化建议 425.7.1 新城区火车站的优化 425.7.2 城市道路网络优化及措施 44结论 48参考文献 49谢辞 50引 言自从改革开放以来，尤其是最近十几年，伴随着我国经济的飞速发展、人民生活水平的不断提高、道路和交通设施建设的不断发展、汽车和驾驶人员数量的不断增大，尤其是私家车越来越普及，使得城市的交通压
10、力越来越大。交通是城市社会经济活动的重要连接部分，它对城市的发展、经济的增长和社会的进步起着重要的作用。作为内蒙古地区首府的呼和浩特市，近几年来，随着经济的迅猛发展，人口的较快增长，也普遍存在着连续红灯，道路拥堵的问题。造成这种问题发生的因素很多，例如：城市规模的扩大，城市布局的变动，人口迁移，交通设施的大规模建设和马路上越来越多的汽车等问题。这些问题都给城市交通系统的发展带来了极大地阻碍，同时也对城市居民的出行和安全造成了一定的影响。因此，本论文研究的主要目的是根据实地调查的数据和相关资料的基础上，结合交通组织管理和交通规划原理等所学的知识对呼和浩特市新城区的交通组织进行优化1。本次论文研究
11、的目的是根据呼和浩特市新城区的交通的特点和状况，利用交通工程学设计规划出最优的交通网络、交通组织形式，为呼和浩特市新城区交通现状存在的问题提供一个可行的参考方案，同时为区域内的行人和车辆提供方便、安全、快捷的交通环境2。本论文是针对呼和浩特市新城区交通组织优化的研究，通过对相关实例的分析和改善来缓解该区域内交通拥堵的问题，从而提高该区域内的交通服务水平，为城市的发展和人们的出行提供了安全、快捷、便利的交通环境。本文针对呼和浩特市新城区的交通现状，为了进一步改善区域交通的合理布局，促进该区域内交通与经济的协同发展，满足人们的出行需求，对以下几点进行研究：一、提出研究的背景、目的、意义和内容。二、
12、介绍了一些跟交通组织优化有关的理论知识和公式。 三、总结分析了宏观交通组织的特性，设计思路和措施。四、阐述了一些微观交通组织的理念和措施。五、总结了一些区域交通组织的规律，措施和优化思路。六、结合以上理论着重分析并改善呼市新城区土地利用和交通现状，包括道路现状、车流量、道路拥堵情况和路段及其它主要问题。七、结论。第一章 交通组织优化的相关理论和公式1.1交通的分类和作用1.1.1交通的分类本源性交通需求派生性交通需求按照供需原理交通的分类 1.1.2交通的作用交通的作用主要有以下两点：（1）交通的经济作用。这句话很好的诠释了交通对于经济发展的重要作用。因为良好的交通状况带来了机动化程度的增长，
13、从而节约了运输时间、降低了运费、降低了产品的成本、促进了物资的流通、带动了地区间的交流等3。（2）交通的社会作用。交通的发展可以拉近各个地方的联系，打破距离的隔阂，促进社会的进步与发展。1.2交通规划的定义和前提1.2.1交通规划的定义交通规划是有计划的引导交通的一系列运动，即规划者如何提示各种目标，又如何将提示的目标付诸实施的方法3。1.2.2交通规划的前提（1）规划主体的存在；（2）对规划对象的期望状态，方向、认识的一致性；（3）规划主体可以在某种程度上左右规划对象的可能性；（4）在特定时点，对规划的必要性的认识；（5）规划作业投入的资源（时间、人力、资金、信息等）的存在，即作业本身的可能
14、性3。1.3交通组织优化的概念、思路和原则1.3.1交通组织优化的概念交通组织优化是指在有限的道路空间上，综合运用交通工程规划、交通限制和管理等措施，科学合理地分时、分路、分车种、分流向使用道路，使道路交通始终处于有序、高效运行状态4。根据组织优化的层次不同，可以划分为宏观交通组织优化、区域交通组织优化和微观交通组织优化三个层次；根据组织优化的方式不同，可以区分为道路通行时空资源的分配优化与交通流的管制与诱导优化两类4。1.3.2交通组织优化的思路交通组织优化的核心思路是分解矛盾、消除矛盾。对于宏观交通组织，主要考虑在时间上削峰填谷，在空间上要控密补稀，体现出矛盾分散、时空均分的原则；对于微观
15、交通组组织优化，考虑信号配时的分秒必争、车道渠化的寸土必夺，体现出在冲突分离基础上充分利用空闲时间和空闲面积。对于道路通行时空资源的分配优化，重点解决通行能力和路权分配问题，为动态流量调控和组织奠定基础；而交通流的管制与诱导优化，重点需要解决路网负荷均分问题，防止交通压力过于集中造成拥堵4。1.3.3交通组织优化的原则（1）优化考虑宏观交通组织优化的原则从土地利用、道路网络规划、交通模式结构的选用等宏观方面优化城市交通系统。（2）道路交通分离原则对混合道路交通实行各从其类、各行其道的时间上与空间上的调整控制。（3）道路交通流量均分的原则对分布具有明显时间性、方向性、区域性和形态差异较大的道路交
16、通流量实行时间和空间上的调整和疏导4。（4）道路交通连续的原则对交通系统中的交通方式、交通设施、交通路线彼此间实行合理和有机联系不中断。（5）道路交通总量消减的原则努力使道路上行驶的车辆、行走的行人数量减少，运行时间缩短，减少对道路通行时空资源的占用。（6）公共交通优化通行的原则在道路通行时空资源分配上，优先秩序按照公交、步行、自行车、出租车、私人小汽车这样的顺序来排列，优先从时间和空间上保障公共交通的行驶环境。（7）排障导流的原则排除道路和路面上的各种障碍，疏导交通流，使之畅通无阻。1.4交通流基本参数特性 1.4.1交通流特性交通量Q、行车速度Vs、车流密度K是表征交通流特性的三个基本参数
17、。此三个参数之间的基本关系为：Q=VsK (1-1)式中：Q平均流量（辆/h）； Vs空间平均车速（km/h）； K平均车流密度（辆/km）。流量、密度、速度三者之间的关系式可以用三维空间中的图像来表示，如图（1-1）所示，为了便于分析，人们通常将这个三维空间曲线投影到二维空间中，如图（1-2）所示。 图1-1 Q=V*K交通流模型曲线图 图1-2 Q-K、V-Q、V-K关系曲线有上图可知：道路通行能力最大的时候是在临界车速（最佳车速）Vm时；车流密度越小，车辆行驶受到的影响也就越小，行车速度也就越快。当车流密度K小于最佳密度Km时，交通量Q随着密度增加而增加。1.4.2离散型分布离散型分布主
18、要有三种：泊松分布、二项分布、负二项分布。（1）泊松分布基本公式： P（k）=（k=0,1,2，）(1-2)式中：P（k）在计数间隔t内到达k辆车的概率； 单位时间的平均到达率或单位距离的平均到达率； t间隔时间或间隔距离； e自然对数的底，取值为2.71828。令m=为在计数间隔t内平均到达的车辆数，则：P（k）=(1-3)递推公式：P（0）=，P（k+1）=(1-4)适用条件：车流密度不大，车辆间相互影响微弱，即车流是随机的，这个时侯应用泊松分布能较好的效果。泊松分布的均值M和方差D均等于m。（2）二项分布基本公式：P(k)= （k=0,1,2，n）(1-5)式中：P(k)在计数间隔t内到
19、达k辆车的概率； 平均到达率 t每个计数间隔持续的时间或距离； n正整数。通常记p=，则可写为：P(k)=，（k=0,1,2，n）(1-6)式中：0p1,n,p称为分布参数，p、n可按下列关系式估算（n值计算结果取整）：P=，n=(1-7)其均值M=np，方差D=np（1-p）。递推公式：P（0）=，P（k+1）=(1-8)适用条件：车流比较拥挤、自由行驶机会不多的车流用二项分布比较好。由于二项分布的均值M大于方差D，当观测数据表明小于1.0时二项分布适用。（3）负二项分布基本公式：P（k）= （k=0,1,2，）(1-9)式中p、为负二项分布参数。0p1.00.50.5由于右转车不受信号灯控
20、制，延误主要是行人过街引起，本文只研究信号控制引起的延误，右转车延误暂不考虑。1.7 服务水平概述交通服务水平是指道路使用者从道路状况、交通条件、道路环境等方面可能得到的服务程度或服务质量。目前服务水平大体按下列指标划分：1、饱和度为交叉口实际小时交通量v 与通行能力c 的比值, 即= v/c。它反映了交通的繁忙程度,可定义为交叉口各机动车进口道的负荷系数加权值, 即(1-26)式中：整个交叉口的饱和度；n交叉口机动车进口系数； 第i机动车进口道的负荷系数, 也即该进口道的饱和度； 第i机动车进口道的交通量。此式取相应进口道的交通量为权。2、速度比(E ) 以通过交叉口的机动车行驶速度S 与相
21、应路段上(主要指上游路段) 的区间平均速度S 0 的比值表示, 即(1-27)速度比E 反映了交叉口交通畅通的程度。3、红灯平均阻车长度(L ) 即红灯时间被阻排队车辆平均数。其确定可按下述过程进行:对于信号交叉口某进口道上红灯时间L 辆被阻排队车辆中的第j 辆车( j = 1, 2, L ) 来说, 从上一个绿灯相位结束到下一个绿灯相位开始, 并起动超过停车线所花费的时间B j 称作“候驶时间”, 它的计算公式如下： (1-28)式中：R 红灯时间；f 上一绿灯相位结束黄灯开始后, 第一辆被阻在黄灯时间内的被阻时间, 根据实测f 一般为2 秒左右； 这一列被阻车队中第j 辆车由起动到超过停车
22、线所需的时间。4、延误（D），延误包括司机的不舒适感,受挫感,燃料消耗以及驾驶损失时间,它不仅反映了交叉口交通畅通与否,也反映了交叉口的服务经济性。5、交叉口条件考虑交叉口几何组成、视距条件、进口道类型及宽度等来衡量交叉口条件的好坏。6、管理水平考虑有无导流设施、交通警指挥、标志标线是否齐全清晰、公交车辆的站点离交叉口的远近以及信号配时方案优劣等。另外, 还应考虑乘客及驾驶员在交叉口处的感受、停车次数、交通噪声、大气污染等指标。美国的信号交叉口服务水平标准如表1-10所示，而中国的信号交叉口服务水平标准如表1-11所示，交通工程学中的与服务水平的标准如表1-12交通管理与控制中的每车平均信控延
23、误与服务水平的标准如表1-13所示。表1-10 美国信号交叉口服务水平服务水平每车信控延误（s）服务水平每车信控延误（s）A5.0D25.140.0B5.115.0E40.160.0C15.125.0F60.0表1-11 中国信号交叉口服务水平服务水平等级交通服务水平（s）高峰小时服务水平（s）相当于美国交通服务水平一30180360F表1-12 路段、交叉口服务水平划分服务水平ABCDEF1.0表1-13延误服务水平服务水平每车信控延误（s）服务水平每车信控延误（s）A10D3655B1120D5680C2135F801.8信号配时参数计算最佳周期时长，一般在40s 180s。我国一般采用韦
24、伯斯特信号配时优化公式，得到信号最佳周期为： (1-29)式中：信号最佳周期（s）； 每个周期的各相位总损失时间（s）其计算如下式：(1-30)式中：起动损失时间，应实测，无实测数据可取3s； 绿灯间隔时间（s）； 黄灯时长，可定为3s； n所设相位数； 组成周期的全部信号相位的各个最大流量比之和；(1-31)式中：第i个相位的最大流量比，即(1-32)式中：第i个实际到达流量； 第i相位流向的饱和流量。计算值大于0.9时，须重新确定渠化方案及信号相位方案，重新设计。确定完最佳周期后，再计算总有效绿灯时间：(1-33)各相位有效绿灯时间由下式确定：(1-34)各相位实际显示绿灯时间：(1-35
25、)第二章 宏观交通组织优化2.1宏观交通组织优化的特性宏观交通组织是为了更加充分的发挥城市路网的综合效益和能力，而利用交通工程技术和交通组织方法，系统和综合分析对象区域内的道路交通、科学组织、控制交通流、平衡道路交通流等5。宏观交通组织优化跟区域交通组织优化和微观交通组织优化有一定的区别，它主要有以下两大特点：（1）系统性特征。从道路交通体系的角度来看，并不是追求特定的交通方式的效率最大化，而是寻求由更多交通方式构成的整个交通体系的最高效率。（2）区域性特征。为了从全局上把握整个的交通体系，专注一片区域即“面”的交通系统的运行效果而不是某个“点”的运行效果。2.2宏观交通组织优化的措施宏观交通
26、组织优化有以下三个常用措施：（1）控制交通发生源主要包括区域系统合理布局、人流系统结构调整以及物流系统结构调整。区域交通合理布局即对城市和地区的生产系统、生活系统及其总体系统实行合理布局；人流系统结构调整通过对城市中住宅区、商业区、工业区、文化区等功能区合理调整，使得人流出行更方便，同时又能缩减交通量；物流系统结构调整即指理顺物资供需关系，协调流通环节。（2）改善交通服务方式主要包括在客运交通系统中优先发展公共交通，在大城市建立可提供高效服务的轨道交通服务系统；物流系统中发展专业性货物运输事业。（3）将道路交通转向广义交通依靠更广义上的交通，来转移、降低道路上交通量的需求，主要发展方向有发展管
27、道交通运输，解决液体和气体物资的运输；广泛应用信息技术，利用信息的沟通来降低交通出行的需求。2.3宏观交通组织优化方案设计思路2.3.1道路可接受服务水平的应用从宏观上，饱和度可以作为道路服务水平的标准。因为各个地区的交通状况不同，存在差异性和特殊性，所以本文总结了以下两个方法：（1）分区确定法不同地区的城市发展对道路建设有不同的服务水平要求。如城市边缘地区或城郊结合部可以将道路服务水平标准设置的低一些，而关系到城市发展和形象的重要区域，可以将道路服务水平标准设置的高一些。（2）结合交通需求政策确定法当交通方式是促进城市发展时，提高它的服务水平。当低于服务水平标准时，采取各种交通组织措施和方法
28、使之提高，保证出行便捷、快速、流畅的交通方式；对于不鼓励和抑制的发展的交通方式，降低它的道路和交叉口的道路服务水平。2.3.2交通组织措施优选思路 交通组织措施的实施，通常都会使交通流的运行方式发生改变。宏观交通组织会遇到工程性措施的问题，例如：土地、资金、技术等的影响。制定交通组织措施实施优先次序的方案，并按此方案实施，能使交通组织措施实施的更加容易。根据查阅的资料，总结出了下面几个方面：（1）优化信号配时，提高交叉口的交通性能。（2）调整车道, 提高路段和交叉口的通行能力。（3）禁止或限制车辆流向, 可以增加别的流向的通行能力。（4）禁止或限制机动车种类, 通过牺牲部分被禁止或限制车种的通
29、行权来满足其他车种的通行需求。2.4宏观交通组织优化设计流程建立交通需求、路网、交通组织管理等数据库。调查分析交通运行现状以路段和交叉口为单元, 确定路网的最低可接受服务水平集( V/ C) ,对交通问题进行诊断, 筛选出瓶颈 路段和交叉口, 作为交通组织设计重点。路网交通问题诊断交通组织措施的实施期限为近期, 若交通需求的总量、结构、分布等变化不大, 可直接采用现状调查数据; 否则, 必须对交通需求作适当预测调整。交通需求调整制定初始方案, 并结合方案实际加载的路网OD、交通组织管理等数据。交通组织方案设计运用交通规划和交通工程软件将OD 数据加载到路网上, 实现交通需求的路网分布预测,并输
30、出路网流量、饱和度、速度、噪声、废气等数据。路网交通流量预测关键路段、交叉口流量校核交通到达的不确定性使路网流量具有一定的波动, 为了保证关键路段、交叉口交通顺畅, 提高交通组织措施的可靠性, 运用相关软件进行交通仿真模拟。运用方案评价模型综合评价交通组织方案, 输出评价结果。方案效果评价第三章 微观交通组织优化3.1微观交通组织的理念微观交通组织是研究一个“点”的交通组织。微观交通组织包括路口交通组织、路段交通组织和路口路段一体化交通组织。在整个交通组织优化的研究中，微观交通组织起占到了很大的比重。微观交通组织优化的内容有：路口放行方法的优化、平面交叉路口的渠化、路口信号控制等。3.2微观交通组织优化的措施微观交通组织优化有以下两个常用措施：（1） 平面交叉口交通组织优化对于平面交叉口可以考虑设置路口导向车道、组织左转车辆行驶、渠化平交路口车行道、信号控制等。（2）路段交通组织优化路段交通组织即对同一条道路分布的不同方式、不同形态、不同流向的交通流，通行资源与交通流相结合、道路交通与交通环境相结合、局部交通与整体路网相结合的优化组织。主要通过路段交通流系统组织使得各交通流各行其道，通行顺畅。 3.3路口放行方法的优化路口放行方法的优化，就是交叉口机动车与非机动车放