城市占道施工区交通组织优化及仿真研究
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 研究意义 1
1.2 国内外研究综述 2
1.2.1 国外研究概况 2
1.2.2 国内研究概况 2
1.3 研究内容及技术线路 3
1.4 核心概念的界定 4
2 城市占道施工区交通特性研究 4
2.1 道路特性 4
2.2 人员特性 5
2.3 行车特性 6
2.3.1 车辆合流行为特性 6
2.3.2 车辆跟驰行为特性 7
2.4 事故特性 7
3 城市占道施工交通影响范围 8
3.1 交通影响范围确定指标 9
3.1.1 等效通行能力 9
3.1.2 密度比评分值反算交通量 9
3.1.3 相对剩余等效通行能力 10
3.1.4 交叉口直行比例 11
3.2 交通影响范围确定具体流程 12
4 城市占道施工区交通组织 12
4.1 交通组织原则 12
4.2 道路组织优化 13
4.2.1 非机动车道组织优化 13
4.2.2 机动车道组织优化 13
4.2.3 交叉口组织优化 14
4.3 人员组织优化 14
4.3.1 行人过街组织优化 14
4.3.2 行人安全组织优化 14
4.4 行车组织优化 15
4.4.1 交通流组织优化 15 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
4.4.2 机动车组织优化 15
4.4.3 公共组织优化 16
5 实例分析 17
5.1 施工概况 17
5.2 施工区交通影响范围确定 18
5.3 道路组织优化 18
5.3.1 车道 18
5.3.2 交叉口信号配时 19
5.4 行人过街组织优化 21
5.5 行车组织优化 21
5.5.1 交通流 21
5.5.2 公交车 22
5.5.3 车速限制 22
总 结 28
致 谢 29
参 考 文 献 30
附 录 31
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
近年来，我国城市化建设正在迅猛发展。根据国家统计局资料显示，2005年我国城市建设用地面积和城镇人口分别为29636.83平方公里、56212万人；到2013年已增至47108.5平方公里、73111万人。此外，城市规模也随着不断扩大。为适应城市的发展，满足人们日常出行的交通需要，各类交通基础设施建设全方位推进，占道施工项目数量急剧增加，导致城市道路出现交通瓶颈。特别是一些大城市，为城市交通的通畅，均在大力发展城市轨道交通，而轨道工程项目施工区多位于交通高负荷中心地带，其占道时间长，占道范围大，对周边交通造成的负面影响更为严重。
据调查，众多占道施工项目前期并没有对施工路段交通现状进行详细分析，从而使其缺乏科学合理的交通组织方案，给本就处于饱和状态的道路带来了巨大的交通压力，不光影响到施工区内货运交通的通畅与安全，还会影响周边居民的正常出行。施工期间，道路通行空间的减少大大削弱了其通行能力，再加上人们的不自觉和施工单位的作业不规范，易造成车辆拥堵和延误，甚至导致路段完全断流，也使得交通事故频频发生。
1.1.2 研究意义
至今为止，我国对于城市占道施工区交通组织的研究仍然欠缺。相关交通管理部门所采用的交通组织方案缺乏理论依据，未形成一套成熟可用的城市占道施工区交通组织优化措施。在此情况下，为保障施工区周围人车通畅和安全，深入研究城市占道施工区的交通组织优化措施显得尤为重要。
研究意义在于：
1）通过分析城市占道施工区交通特性，提出相应的交通组织优化措施，为交通部门疏导工作的顺利进行提供理论依据。
2）确定城市占道施工区交通影响范围，对该区域进行仿真研究，从而实现资源优化。
3）研究城市占道施工区交通组织优化措施，有助于保障施工区周边出行者的交通安全，减少交通事故的发生。
1.2 国内外研究综述
占道施工作为城市规划和建设的必要组成部分，越来越受到国内外专家和学者的重视。美国学者最早开始研究公路施工对其交通的影响，为道路施工作业和车辆通行的安全作出了巨大的贡献。
1.2.1 国外研究概况
交通组织对道路运营效率和道路安全两方面都有着重要的作用，国外学者针对道路施工区的交通特性和交通管理措施做了深入研究。1981年Pain等深入分析了施工区车辆运行速度，总结出交通量、封闭车道位置、交通控制方式和施工地点对施工区车速大小起着决定性作用的结论[1]。1988年Rouphail等对施工区车辆运行速度的平均值和方差进行了研究，结果表明较小的交通量对施工区的车辆平均运行速度影响不大[2]。1996-1998年由雅典大学主持的欧洲标准ARROWS（ Advanced research on road work zone safety standard in Europe）项目研究，对占道施工区的交通运行特性、安全维护措施等进行了系统的阐述与分析[3]。2002年Al-Kaisy通过大量实验分析出影响施工区通行能力的因素主要有：施工车道的封闭形式，临时性的施工标志标线，大型车比例，物理分割设施，限速等[4]。2004年，Sarasua等人应用从2001年9月至2002年8月所观测的交通流量数据，对施工路段不同封闭车道条件下的通行能力进行了研究，提出了施工路段通行能力的修正模型，并且总结了模型开发过程中对施工路段数据采集和分析的方法[5]。2011年Jinxian Weng等对高速公路施工合流区的流量—速度关系进行了研究，并建立了驾驶员合流行为模型，得出在非拥堵交通流的状态下行车道的流量—速度关系受车辆合流的影响[6]。
国外在交通仿真系统开发方面已取得了不错的成就。自60年代起，随着计算机技术的飞速发展，英美等国研制了众多能够分析交通规划和交通管理的软件，较有名的如TRIPS，EMME/2，VISSIM等等。2004年James Donnelly等人建立了以西曼哈顿中心区为实例的微观交通仿真模型，专家们应用动态随机路径分配法比较分析了多种交通维持和保护方案的运行影响[7]。2007年，Central Florida大学的Noor Elimitine使用VISSIM微观仿真软件仿真运行诸如交通汽车站等公共交通设施紧急出口方案并作出评价[8]。
1.2.2 国内研究概况
国内关于占道施工区交通组织的研究开展地较晚。2001年毛慧根据地铁施工特点，总结了大城市施工期间交通组织方案的一般技术[9]。2004年吴新开等人提出控制行车速度能大大提高施工区安全，并总结出适用于施工区的各种车速控制方法[10]。2005年张丰焰、周伟等提出了公路改扩建工程交通组织设计的原则和方法[11]。2010年北京交通大学曲秋莳在其硕士毕业论文中以北京市地铁呼家楼施工区为例，模拟交通组织不同方案，对施工区交通组织提出了一些方法和策略[12]。2012年重庆交通大学雷星以石小路施工占道为例，从道路设施、公共交通、行人交通以及社会环境四方面建立了占道施工的交通影响评价体系，并应用交通仿真技术对提出的交通组织策略与优化设计方法进行了验证[13]。
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 研究意义 1
1.2 国内外研究综述 2
1.2.1 国外研究概况 2
1.2.2 国内研究概况 2
1.3 研究内容及技术线路 3
1.4 核心概念的界定 4
2 城市占道施工区交通特性研究 4
2.1 道路特性 4
2.2 人员特性 5
2.3 行车特性 6
2.3.1 车辆合流行为特性 6
2.3.2 车辆跟驰行为特性 7
2.4 事故特性 7
3 城市占道施工交通影响范围 8
3.1 交通影响范围确定指标 9
3.1.1 等效通行能力 9
3.1.2 密度比评分值反算交通量 9
3.1.3 相对剩余等效通行能力 10
3.1.4 交叉口直行比例 11
3.2 交通影响范围确定具体流程 12
4 城市占道施工区交通组织 12
4.1 交通组织原则 12
4.2 道路组织优化 13
4.2.1 非机动车道组织优化 13
4.2.2 机动车道组织优化 13
4.2.3 交叉口组织优化 14
4.3 人员组织优化 14
4.3.1 行人过街组织优化 14
4.3.2 行人安全组织优化 14
4.4 行车组织优化 15
4.4.1 交通流组织优化 15 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
4.4.2 机动车组织优化 15
4.4.3 公共组织优化 16
5 实例分析 17
5.1 施工概况 17
5.2 施工区交通影响范围确定 18
5.3 道路组织优化 18
5.3.1 车道 18
5.3.2 交叉口信号配时 19
5.4 行人过街组织优化 21
5.5 行车组织优化 21
5.5.1 交通流 21
5.5.2 公交车 22
5.5.3 车速限制 22
总 结 28
致 谢 29
参 考 文 献 30
附 录 31
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
近年来，我国城市化建设正在迅猛发展。根据国家统计局资料显示，2005年我国城市建设用地面积和城镇人口分别为29636.83平方公里、56212万人；到2013年已增至47108.5平方公里、73111万人。此外，城市规模也随着不断扩大。为适应城市的发展，满足人们日常出行的交通需要，各类交通基础设施建设全方位推进，占道施工项目数量急剧增加，导致城市道路出现交通瓶颈。特别是一些大城市，为城市交通的通畅，均在大力发展城市轨道交通，而轨道工程项目施工区多位于交通高负荷中心地带，其占道时间长，占道范围大，对周边交通造成的负面影响更为严重。
据调查，众多占道施工项目前期并没有对施工路段交通现状进行详细分析，从而使其缺乏科学合理的交通组织方案，给本就处于饱和状态的道路带来了巨大的交通压力，不光影响到施工区内货运交通的通畅与安全，还会影响周边居民的正常出行。施工期间，道路通行空间的减少大大削弱了其通行能力，再加上人们的不自觉和施工单位的作业不规范，易造成车辆拥堵和延误，甚至导致路段完全断流，也使得交通事故频频发生。
1.1.2 研究意义
至今为止，我国对于城市占道施工区交通组织的研究仍然欠缺。相关交通管理部门所采用的交通组织方案缺乏理论依据，未形成一套成熟可用的城市占道施工区交通组织优化措施。在此情况下，为保障施工区周围人车通畅和安全，深入研究城市占道施工区的交通组织优化措施显得尤为重要。
研究意义在于：
1）通过分析城市占道施工区交通特性，提出相应的交通组织优化措施，为交通部门疏导工作的顺利进行提供理论依据。
2）确定城市占道施工区交通影响范围，对该区域进行仿真研究，从而实现资源优化。
3）研究城市占道施工区交通组织优化措施，有助于保障施工区周边出行者的交通安全，减少交通事故的发生。
1.2 国内外研究综述
占道施工作为城市规划和建设的必要组成部分，越来越受到国内外专家和学者的重视。美国学者最早开始研究公路施工对其交通的影响，为道路施工作业和车辆通行的安全作出了巨大的贡献。
1.2.1 国外研究概况
交通组织对道路运营效率和道路安全两方面都有着重要的作用，国外学者针对道路施工区的交通特性和交通管理措施做了深入研究。1981年Pain等深入分析了施工区车辆运行速度，总结出交通量、封闭车道位置、交通控制方式和施工地点对施工区车速大小起着决定性作用的结论[1]。1988年Rouphail等对施工区车辆运行速度的平均值和方差进行了研究，结果表明较小的交通量对施工区的车辆平均运行速度影响不大[2]。1996-1998年由雅典大学主持的欧洲标准ARROWS（ Advanced research on road work zone safety standard in Europe）项目研究，对占道施工区的交通运行特性、安全维护措施等进行了系统的阐述与分析[3]。2002年Al-Kaisy通过大量实验分析出影响施工区通行能力的因素主要有：施工车道的封闭形式，临时性的施工标志标线，大型车比例，物理分割设施，限速等[4]。2004年，Sarasua等人应用从2001年9月至2002年8月所观测的交通流量数据，对施工路段不同封闭车道条件下的通行能力进行了研究，提出了施工路段通行能力的修正模型，并且总结了模型开发过程中对施工路段数据采集和分析的方法[5]。2011年Jinxian Weng等对高速公路施工合流区的流量—速度关系进行了研究，并建立了驾驶员合流行为模型，得出在非拥堵交通流的状态下行车道的流量—速度关系受车辆合流的影响[6]。
国外在交通仿真系统开发方面已取得了不错的成就。自60年代起，随着计算机技术的飞速发展，英美等国研制了众多能够分析交通规划和交通管理的软件，较有名的如TRIPS，EMME/2，VISSIM等等。2004年James Donnelly等人建立了以西曼哈顿中心区为实例的微观交通仿真模型，专家们应用动态随机路径分配法比较分析了多种交通维持和保护方案的运行影响[7]。2007年，Central Florida大学的Noor Elimitine使用VISSIM微观仿真软件仿真运行诸如交通汽车站等公共交通设施紧急出口方案并作出评价[8]。
1.2.2 国内研究概况
国内关于占道施工区交通组织的研究开展地较晚。2001年毛慧根据地铁施工特点，总结了大城市施工期间交通组织方案的一般技术[9]。2004年吴新开等人提出控制行车速度能大大提高施工区安全，并总结出适用于施工区的各种车速控制方法[10]。2005年张丰焰、周伟等提出了公路改扩建工程交通组织设计的原则和方法[11]。2010年北京交通大学曲秋莳在其硕士毕业论文中以北京市地铁呼家楼施工区为例，模拟交通组织不同方案，对施工区交通组织提出了一些方法和策略[12]。2012年重庆交通大学雷星以石小路施工占道为例，从道路设施、公共交通、行人交通以及社会环境四方面建立了占道施工的交通影响评价体系，并应用交通仿真技术对提出的交通组织策略与优化设计方法进行了验证[13]。
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