瓶頸路段通行能力分析及交通組織設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

1、附件 5:本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告學(xué)生姓 名Xxxxxx專(zhuān)業(yè)（班級(jí)）Xxxxxxxxxx課題名 稱(chēng)瓶頸路段通行能力分析及交通組織設(shè)計(jì)一、任務(wù)及背景隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，社會(huì)的發(fā)展，道路交通擁堵問(wèn)題日趨嚴(yán)重，特別是道路的瓶頸區(qū)段，是導(dǎo) 致整條道路及整個(gè)路網(wǎng)運(yùn)行效率低下的關(guān)鍵所在。對(duì)于已建成的道路，討論采取交通控制與管理手 段，還是采取工程措施保障交通功能更加有效，將成為城市交通改善和路網(wǎng)結(jié)構(gòu)調(diào)整、功能完善的 關(guān)鍵，相關(guān)交通研究人員從交通信號(hào)控制的角度提高道路通行能力，或者從交通渠化設(shè)計(jì)來(lái)改善交 叉口。然而城市交通是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，每項(xiàng)措施都有其適用條件和局限性，僅通過(guò)加寬路幅，建 立立交等交通措施

2、來(lái)改善城市交通，而對(duì)道路現(xiàn)有設(shè)施沒(méi)有充分利用，將導(dǎo)致道路通行環(huán)境進(jìn)一步 惡化。僅僅依靠單一的交通控制或者交通管理已解決不了車(chē)流量的增加對(duì)道路的影響，應(yīng)從系統(tǒng)優(yōu)化 的角度進(jìn)行綜合整治。對(duì)主干道瓶頸區(qū)段問(wèn)題進(jìn)行通行能力分析并提出相關(guān)的對(duì)策，分別從路段資 源整合、主輔路結(jié)合及禁左與單行線(xiàn)設(shè)置等交通組織優(yōu)化設(shè)計(jì)方法來(lái)緩解主干道瓶頸區(qū)段的交通壓 力，并進(jìn)行具體實(shí)例對(duì)交通組織優(yōu)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行多方案論證。二、本課題的作用、意義作用：確定新建道路的等級(jí)、性質(zhì)、主要技術(shù)指標(biāo)和線(xiàn)性幾何要素。確定現(xiàn)有道路系統(tǒng)或某一路段所存在的問(wèn)題，針對(duì)問(wèn)題提出改進(jìn)方案和措施，為道路改建和 改善提供依據(jù)。作為交通樞紐的規(guī)劃、設(shè)計(jì)及交

3、通設(shè)施配置的依據(jù)。為制定交通組織、交通疏導(dǎo)、交通引導(dǎo)、交通量均衡、交通總量控制和綜合治理等交通系統(tǒng) 管理方案提供依據(jù)。為制定交通管理、交通控制方案、信號(hào)配時(shí)優(yōu)化方案設(shè)計(jì)及選擇等提供依據(jù)。意義:通過(guò)實(shí)際觀(guān)測(cè)發(fā)現(xiàn),瓶頸路段由于經(jīng)常發(fā)生擁堵，其交通流呈現(xiàn)出新的特征，瓶頸路段經(jīng)常 會(huì)發(fā)生交通擁擠。在擁擠狀態(tài)下，由于車(chē)輛排隊(duì)行駛，速度和流量會(huì)出現(xiàn)明顯的下降;此外，最大交通 流率出現(xiàn)在從穩(wěn)定流到強(qiáng)制流過(guò)渡階段,現(xiàn)有的通行能分析方法會(huì)過(guò)高地估計(jì)通行能力值。對(duì)通行能 力的研究，有助于幫助交通運(yùn)營(yíng)和管理部門(mén)更好地設(shè)計(jì)快速路控制策略,滿(mǎn)足現(xiàn)代交通管理和控制的 匪距 而要。三、在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，尚待研究

4、的問(wèn)題國(guó)外研究現(xiàn)狀瓶頸路段通行能力是道路交通規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)管理工作中的基礎(chǔ)參數(shù)，世界各國(guó)對(duì)通行能力都 進(jìn)行了不同程度的研究。其中，最具系統(tǒng)性和代表性的是美國(guó)交通研究所（Transportation Research Board，簡(jiǎn)稱(chēng)TRB），該院在1975年以前，名為Highway Research Board，簡(jiǎn)稱(chēng)HRB，該院前后對(duì) 其研究成果Highway Capacity Manual（ HCM）進(jìn)行了三次修訂，具體為1950年版（HCM1950）、 1965 年版（HCM1965）、1985 年版（HCM1985）和 2000 年版（HCM2000）。繼美國(guó)之后，許 多西方發(fā)達(dá)國(guó)家如

5、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、瑞典、加拿大、澳大利亞、日本等國(guó)均根據(jù)本國(guó)實(shí)情組織專(zhuān) 門(mén)研究隊(duì)伍開(kāi)展了這方面的實(shí)地調(diào)研，編制出版各自的HCM手冊(cè)，如1977年，瑞典出版了瑞 典通行能力手冊(cè)，1984年，加拿大出版了加拿大信號(hào)交叉口通行能力規(guī)程，1986年，日本 出版了道路通行能力，1994年，德國(guó)出版了道路通行能力手冊(cè)（HBS）。20世紀(jì)80年 代初，一些發(fā)展中國(guó)家，如印度、巴西、印度尼西亞、韓國(guó)、馬來(lái)西亞等國(guó)也在各國(guó)政府的支持下， 對(duì)道路通行能力進(jìn)行研究，編制出適合各自國(guó)情的通行能力手冊(cè)。美國(guó)HCM2000對(duì)路段通行能力 的計(jì)算方法是先確定一條車(chē)道的基本通行能力，基本通行能力是按照道路與交通處于理想情況下

6、， 每一條車(chē)道能夠通過(guò)的最大交通量。理想條件主要是車(chē)道寬度應(yīng)不小于3.65m，路邊的側(cè)向余寬不 小于1.75m，縱坡平緩并有開(kāi)闊的視野、良好的平面線(xiàn)形和路面狀況，車(chē)輛組成為單一的標(biāo)準(zhǔn)型汽 車(chē)，在一條車(chē)道上以相同的速度連續(xù)不斷行駛，各車(chē)輛之間保持與車(chē)速相適應(yīng)的最小車(chē)頭間隔，且 無(wú)任何方向的干擾。國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)城市交通優(yōu)化控制方面的研究工作已進(jìn)行的較為深入，出現(xiàn)了如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控 制、模糊控制、多Agent控制等多種控制算法。但總的來(lái)說(shuō)，以上的研究工作多針對(duì)與路口相關(guān)路 段交通流處于正常狀態(tài)（包括飽和狀態(tài)與非飽和狀態(tài)）的情況，而在實(shí)際過(guò)程中，當(dāng)某路口的相關(guān)路 段因發(fā)生事故或占道施工而出現(xiàn)

7、路段交通瓶頸的現(xiàn)象時(shí)，為避免發(fā)生交通混亂（如路口發(fā)生車(chē)輛擁 阻或發(fā)生二次事故等），如何對(duì)路口的信號(hào)控制策略進(jìn)行相應(yīng)的改變，也是一個(gè)值得研究的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)，較為典型的要屬?lài)?yán)寶杰的道路通行能力分析和王煒的交通工程學(xué)，但同其他大多 數(shù)文獻(xiàn)類(lèi)似，嚴(yán)寶杰的道路通行能力分析和王煒的交通工程學(xué)中關(guān)于路段通行能力分析只 研究了比較典型的影響因素，沒(méi)有對(duì)交通管理這一重要因素進(jìn)行總結(jié)分析。此外，很多交通學(xué)者也 陸續(xù)不斷地提出了計(jì)算影響路段通行能力的新方法、新模型，包括影響城市道路通行能力因素分析2、城市快速路基本路段通行能力的確定3、路段通行能力及其服務(wù)水平指標(biāo)的研究囹、城市道路通 行能力分析與改善技術(shù)等。近幾年，

8、也有學(xué)者提出應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)模型 來(lái)求解路段通行能力，包括路段通行能力的動(dòng)態(tài)微觀(guān)仿真研究6、城市道路等效通行能力的交通流 模型選擇7、計(jì)算機(jī)模擬在道路通行能力中的應(yīng)用8等。隨著交通需求的增加，我國(guó)一些大城市快速路出現(xiàn)了經(jīng)常性的交通擁擠現(xiàn)象。在這種擁擠狀態(tài)下, 車(chē)輛行駛速度大大降低,以較低的流率釋放使得道路對(duì)交通疏導(dǎo)能力嚴(yán)重下降。由于這種交通流狀 態(tài)持續(xù)的時(shí)間較短（小于15min），車(chē)流運(yùn)行狀態(tài)相對(duì)不穩(wěn)定，在以往的研究中沒(méi)有引起交通研究人 員的重視。隨著交通需求增加，車(chē)輛排隊(duì)經(jīng)常發(fā)生。一方面,一旦車(chē)輛形成排隊(duì),對(duì)于出行者或管理人 員關(guān)注的間題不再是道路具有的設(shè)計(jì)通行能力,而是

9、更關(guān)注道路對(duì)交通的“疏散”能力，即在排隊(duì)狀 態(tài)下，車(chē)輛的釋放流率為多大。另一方面，隨著對(duì)交通特性研究的深入，越來(lái)越多的研究表明，交通擁 堵?tīng)顟B(tài)下，對(duì)通行能力定義提出了新的挑戰(zhàn)。再有，隨著智能交通系統(tǒng)的引入，排隊(duì)持續(xù)時(shí)間、事 件檢測(cè)、路段行程時(shí)間預(yù)測(cè)等問(wèn)題的提出，迫切需要針對(duì)瓶頸路段交通特性進(jìn)行研究。瓶頸路段交通運(yùn)行特性可用交通流運(yùn)行狀態(tài)描述，由于交通需求和車(chē)輛運(yùn)行特性以及道路設(shè)施 服務(wù)能力的相互作用，在不同狀態(tài)下交通流呈現(xiàn)出不同的特征?；谖覈?guó)城市快速路交通流特性，可 把交通流劃分為暢行流、穩(wěn)定流和強(qiáng)制流（擁擠狀態(tài)）3種狀態(tài)。暢行狀態(tài)下，交通最較小（小于1000輛/小時(shí)），道路上行駛的車(chē)輛基本

10、上不受或少受其他車(chē)輛的 影響,可以保持較高的車(chē)速。穩(wěn)定流狀態(tài)是指車(chē)輛行駛速度受到前車(chē)的制約,但車(chē)輛行駛狀態(tài)比較穩(wěn)定,車(chē)流本身具有一定的 抗干擾能力,在該狀態(tài)下交通流量可以達(dá)到最大流量值，但是當(dāng)交通需求繼續(xù)增加，就會(huì)使車(chē)流產(chǎn)生較 大的波動(dòng)，車(chē)流運(yùn)行速度出現(xiàn)顯著下降,流量呈現(xiàn)出很大的波動(dòng)性。強(qiáng)制流狀態(tài)下，交通密度較大,速度受前車(chē)制約性強(qiáng)，車(chē)輛行駛自由度小，車(chē)速穩(wěn)定性較差，顯示出 較大的波動(dòng)性，當(dāng)流量繼續(xù)增加,車(chē)流會(huì)出現(xiàn)走走停停現(xiàn)象。對(duì)于發(fā)生擁堵的瓶頸路段,在交通需求逐漸增加過(guò)程中，交通流會(huì)出現(xiàn)上述3種狀態(tài)，但是，從暢 行狀態(tài)到穩(wěn)定狀態(tài)的變化過(guò)程中，交通運(yùn)行參數(shù)呈現(xiàn)出連續(xù)性而從穩(wěn)定狀態(tài)過(guò)渡到強(qiáng)制流狀

11、態(tài)過(guò)程 時(shí)，交通流運(yùn)行速度急劇下降，流量也明顯降低,穩(wěn)定流和強(qiáng)制流變化過(guò)程持續(xù)時(shí)間較短。強(qiáng)制流狀 態(tài)下,隨著交通需求的變化，流量波動(dòng)范圍較大，很難保持在某一水平。二、完成任務(wù)的研究思路和方案瓶頸路段的存在對(duì)路網(wǎng)通行能力有顯著的影響。本文歸納了瓶頸路段存在的幾類(lèi)常見(jiàn)問(wèn)題，以 及鐵路、橋等阻礙造成的瓶頸路擁堵。對(duì)斷頭路、瓶頸路的改善措施進(jìn)行了梳理。研究表明，斷頭路 的存在對(duì)路網(wǎng)的通達(dá)性有明顯影響；合理調(diào)節(jié)支路的分流量，可以減輕路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的擁堵程度；打通斷 頭路，路網(wǎng)的非直線(xiàn)系數(shù)提高，更加方便路網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)的交流；畸形交叉口的改善，使路網(wǎng)的連接度明 顯提高。僅僅依靠單一的交通控制或者交通管理已解決不了車(chē)流

12、量的增加對(duì)道路的影響，應(yīng)從系統(tǒng)優(yōu)化 的角度進(jìn)行綜合整治。對(duì)主干道瓶頸區(qū)段問(wèn)題進(jìn)行通行能力分析并提出相關(guān)的對(duì)策，分別從路段資 源整合、主輔路結(jié)合以及禁左與單行線(xiàn)設(shè)置等交通組織優(yōu)化設(shè)計(jì)方法來(lái)緩解主干道瓶頸區(qū)段的交通 壓力，并進(jìn)行具體實(shí)例對(duì)交通組織優(yōu)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行多方案論證。具體的研究方案：1、國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)。2、瓶頸路段通行能力面臨問(wèn)題及現(xiàn)狀?，F(xiàn)場(chǎng)觀(guān)測(cè)。根據(jù)實(shí)際觀(guān)察結(jié)果分析提出瓶頸路段設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題和有待改進(jìn)的地方?，F(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)。對(duì)瓶頸路段進(jìn)行調(diào)查，包括幾何條件調(diào)查，周邊區(qū)域調(diào)查，交通流量調(diào)查，交 通附屬設(shè)施調(diào)查以及交通管理與控制調(diào)查等等，掌握瓶頸路段的實(shí)際調(diào)查資料分析影響交叉口交通 流通行的實(shí)際參

13、數(shù)。3、瓶頸路段通彳亍能力分析。數(shù)據(jù)分析。依據(jù)道路瓶頸路段交通設(shè)計(jì)的基本原理，對(duì)實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)及交通狀況進(jìn)行分析， 得出制約交叉口通行能力的影響因數(shù)。4、瓶頸路段交通組織設(shè)計(jì)探討。5、瓶頸路段交通組織設(shè)計(jì)策略研究。.設(shè)計(jì)準(zhǔn)備收集基礎(chǔ)資料現(xiàn)場(chǎng)勘察及分析問(wèn)題交通政策的研究.概略設(shè)計(jì)主要包括的設(shè)計(jì)內(nèi)容有：設(shè)計(jì)目標(biāo)的確定設(shè)計(jì)參數(shù)的確定交通控制方案和交通處理能力的研究比較概略設(shè)計(jì)方案及選定詳細(xì)設(shè)計(jì)方案.詳細(xì)設(shè)計(jì)交叉口瓶頸詳細(xì)設(shè)計(jì)的過(guò)程如下所示：對(duì)車(chē)道功能進(jìn)行劃分；對(duì)交叉口處停車(chē)線(xiàn)和人行橫道線(xiàn)位置進(jìn)彳亍確定；對(duì)交叉口內(nèi)部進(jìn)行才目應(yīng)的渠化設(shè)計(jì)；交叉口范圍內(nèi)相應(yīng)附屬設(shè)施的布設(shè)；信號(hào)控制相位、相序、周期設(shè)計(jì)綜合考慮渠化設(shè)計(jì)與配時(shí)設(shè)計(jì)；確定最終設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行內(nèi)容上的校核。城市高架道路與地面道路銜接處的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案如下：交織區(qū)的交通流狀態(tài)變化過(guò)程分析間斷流設(shè)施交織區(qū)擁堵臨界點(diǎn)的確定交織區(qū)擁堵影響因素分析交織區(qū)優(yōu)化設(shè)計(jì)4).設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)6、瓶頸路段交通組織設(shè)計(jì)的結(jié)論。具體的時(shí)間安排：2012年2月20日確定畢業(yè)論文題目2012年3月10日完成畢業(yè)論文的開(kāi)題報(bào)告2012年5月1日完成論文初稿2012年6月底論文答辯三、需要的主要儀器和設(shè)備等計(jì)算機(jī)器材.文字處理計(jì)算機(jī).交通仿真軟件VISSIM,交通規(guī)劃軟件Trans CAD交通量調(diào)查器材.米尺.秒表.計(jì)數(shù)器.紙筆四、指導(dǎo)教