瓶頸路段通行能力分析及交通組織設(shè)計開題報告

1、附件 5:本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告學(xué)生姓 名Xxxxxx專業(yè)（班級）Xxxxxxxxxx課題名 稱瓶頸路段通行能力分析及交通組織設(shè)計一、任務(wù)及背景隨著經(jīng)濟(jì)的增長，社會的發(fā)展，道路交通擁堵問題日趨嚴(yán)重，特別是道路的瓶頸區(qū)段，是導(dǎo) 致整條道路及整個路網(wǎng)運(yùn)行效率低下的關(guān)鍵所在。對于已建成的道路，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控制的角度提高道路通行能力，或者從交通渠化設(shè)計來改善交 叉口。然而城市交通是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，每項措施都有其適用條件和局限性，僅通過加寬路幅，建 立立交等交通措施

2、來改善城市交通，而對道路現(xiàn)有設(shè)施沒有充分利用，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流量的增加對道路的影響，應(yīng)從系統(tǒng)優(yōu)化 的角度進(jìn)行綜合整治。對主干道瓶頸區(qū)段問題進(jìn)行通行能力分析并提出相關(guān)的對策，分別從路段資 源整合、主輔路結(jié)合及禁左與單行線設(shè)置等交通組織優(yōu)化設(shè)計方法來緩解主干道瓶頸區(qū)段的交通壓 力，并進(jìn)行具體實例對交通組織優(yōu)化設(shè)計方法進(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、性質(zhì)、主要技術(shù)指標(biāo)和線性幾何要素。確定現(xiàn)有道路系統(tǒng)或某一路段所存在的問題，針對問題提出改進(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、信號配時優(yōu)化方案設(shè)計及選擇等提供依據(jù)。意義:通過實際觀測發(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 會發(fā)生交通擁擠。在擁擠狀態(tài)下，由于車輛排隊行駛，速度和流量會出現(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)制流過渡階段,現(xiàn)有的通行能分析方法會過高地估計通行能力值。對通行能 力的研究，有助于幫助交通運(yùn)營和管理部門更好地設(shè)計快速路控制策略,滿足現(xiàn)代交通管理和控制的 匪距 而要。三、在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，尚待研究

4、的問題國外研究現(xiàn)狀瓶頸路段通行能力是道路交通規(guī)劃、設(shè)計和運(yùn)營管理工作中的基礎(chǔ)參數(shù)，世界各國對通行能力都 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交通研究所（Transportation Research Board，簡稱TRB），該院在1975年以前，名為Highway Research Board，簡稱HRB，該院前后對 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）。繼美國之后，許 多西方發(fā)達(dá)國家如

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

6、， 每一條車道能夠通過的最大交通量。理想條件主要是車道寬度應(yīng)不小于3.65m，路邊的側(cè)向余寬不 小于1.75m，縱坡平緩并有開闊的視野、良好的平面線形和路面狀況，車輛組成為單一的標(biāo)準(zhǔn)型汽 車，在一條車道上以相同的速度連續(xù)不斷行駛，各車輛之間保持與車速相適應(yīng)的最小車頭間隔，且 無任何方向的干擾。國內(nèi)研究現(xiàn)狀目前國內(nèi)外學(xué)者對城市交通優(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。但總的來說，以上的研究工作多針對與路口相關(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，而在實際過程中，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，為避免發(fā)生交通混亂（如路口發(fā)生車輛擁 阻或發(fā)生二次事故等），如何對路口的信號控制策略進(jìn)行相應(yīng)的改變，也是一個值得研究的問題。國內(nèi)，較為典型的要屬嚴(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，沒有對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)的計算機(jī)仿真技術(shù)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)模型 來求解路段通行能力，包括路段通行能力的動態(tài)微觀仿真研究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, 車輛行駛速度大大降低,以較低的流率釋放使得道路對交通疏導(dǎo)能力嚴(yán)重下降。由于這種交通流狀 態(tài)持續(xù)的時間較短（小于15min），車流運(yùn)行狀態(tài)相對不穩(wěn)定，在以往的研究中沒有引起交通研究人 員的重視。隨著交通需求增加，車輛排隊經(jīng)常發(fā)生。一方面,一旦車輛形成排隊,對于出行者或管理人 員關(guān)注的間題不再是道路具有的設(shè)計通行能力,而是

9、更關(guān)注道路對交通的“疏散”能力，即在排隊狀 態(tài)下，車輛的釋放流率為多大。另一方面，隨著對交通特性研究的深入，越來越多的研究表明，交通擁 堵狀態(tài)下，對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，排隊持續(xù)時間、事 件檢測、路段行程時間預(yù)測等問題的提出，迫切需要針對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鞘锌焖俾方煌魈匦?，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），道路上行駛的車輛基本

10、上不受或少受其他車輛的 影響,可以保持較高的車速。穩(wěn)定流狀態(tài)是指車輛行駛速度受到前車的制約,但車輛行駛狀態(tài)比較穩(wěn)定,車流本身具有一定的 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，就會使車流產(chǎn)生較 大的波動，車流運(yùn)行速度出現(xiàn)顯著下降,流量呈現(xiàn)出很大的波動性。強(qiáng)制流狀態(tài)下，交通密度較大,速度受前車制約性強(qiáng)，車輛行駛自由度小，車速穩(wěn)定性較差，顯示出 較大的波動性，當(dāng)流量繼續(xù)增加,車流會出現(xiàn)走走停?，F(xiàn)象。對于發(fā)生擁堵的瓶頸路段,在交通需求逐漸增加過程中，交通流會出現(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)過渡到強(qiáng)制流狀

11、態(tài)過程 時，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)制流變化過程持續(xù)時間較短。強(qiáng)制流狀 態(tài)下,隨著交通需求的變化，流量波動范圍較大，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常見問題，以 及鐵路、橋等阻礙造成的瓶頸路擁堵。對斷頭路、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)點的擁堵程度；打通斷 頭路，路網(wǎng)的非直線系數(shù)提高，更加方便路網(wǎng)中節(jié)點的交流；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流

12、量的增加對道路的影響，應(yīng)從系統(tǒng)優(yōu)化 的角度進(jìn)行綜合整治。對主干道瓶頸區(qū)段問題進(jìn)行通行能力分析并提出相關(guān)的對策，分別從路段資 源整合、主輔路結(jié)合以及禁左與單行線設(shè)置等交通組織優(yōu)化設(shè)計方法來緩解主干道瓶頸區(qū)段的交通 壓力，并進(jìn)行具體實例對交通組織優(yōu)化設(shè)計方法進(jìn)行多方案論證。具體的研究方案：1、國內(nèi)外發(fā)展趨勢。2、瓶頸路段通行能力面臨問題及現(xiàn)狀?，F(xiàn)場觀測。根據(jù)實際觀察結(jié)果分析提出瓶頸路段設(shè)計中存在的問題和有待改進(jìn)的地方?，F(xiàn)場勘測。對瓶頸路段進(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，掌握瓶頸路段的實際調(diào)查資料分析影響交叉口交通 流通行的實際參

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)計的基本原理，對實際調(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)計探討。5、瓶頸路段交通組織設(shè)計策略研究。.設(shè)計準(zhǔn)備收集基礎(chǔ)資料現(xiàn)場勘察及分析問題交通政策的研究.概略設(shè)計主要包括的設(shè)計內(nèi)容有：設(shè)計目標(biāo)的確定設(shè)計參數(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)計方案及選定詳細(xì)設(shè)計方案.詳細(xì)設(shè)計交叉口瓶頸詳細(xì)設(shè)計的過程如下所示：對車道功能進(jìn)行劃分；對交叉口處停車線和人行橫道線位置進(jìn)彳亍確定；對交叉口內(nèi)部進(jìn)行才目應(yīng)的渠化設(shè)計；交叉口范圍內(nèi)相應(yīng)附屬設(shè)施的布設(shè)；信號控制相位、相序、周期設(shè)計綜合考慮渠化設(shè)計與配時設(shè)計；確定最終設(shè)計方案，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)計方案如下：交織區(qū)的交通流狀態(tài)變化過程分析間斷流設(shè)施交織區(qū)擁堵臨界點的確定交織區(qū)擁堵影響因素分析交織區(qū)優(yōu)化設(shè)計4).設(shè)計方案評價6、瓶頸路段交通組織設(shè)計的結(jié)論。具體的時間安排：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)論文的開題報告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)備等計算機(jī)器材.文字處理計算機(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.計數(shù)器.紙筆四、指導(dǎo)教