（交通运输规划与管理专业论文）城市占道施工区交通组织方案优化及仿真评价.pdf

学位论文版权使用授权书 舢ill l1 1 1i ii r l li iu i y 17 8 14 3 6 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。 同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：曲帕 导师签名： 签字日期：弘年 月12 2 日签字日期：y l o 年月乡e l 导师姓名：邵春福 学位类别：工学 职称：教授 学位级别：硕士 学科专业：交通运输规划与管理 研究方向：城市交通规划与管理 北京交通大学 2 0 1 0 年6 月 致谢 首先，诚挚的感谢我的导师邵春福教授，老师总说致谢只是形式，但我真的 要说致谢这是发自内心的，比写在文中的更深。本论文的工作是在我的导师邵春 福教授的悉心指导下完成的，每次有不糊涂的地方，总在老师轻轻点拨之下变得 清晰起来；面对稚嫩的论文，老师总是耐心的给予指导，使我受益匪浅。两年来， 邵教授深深的影响着我和所有实验室的同门，从做人、做事再到做学问，如果能 多学会一些老师的方法，也许今天的论文会好更多。在此发自内心的感谢两年来 邵春福教授对我的关心、包容和指导。 实验室总是我最爱去的地方。治学严谨的博士李霞、岳吴、董春娇、赵丹、 马壮林、李娟、李琦、朱诺师兄师姐总是在我最爱玩的时候提醒我指导我，当然 偶尔也小陪我玩一下；在此，真心的谢谢他们对我的帮助。同时，刘银红、李明 星、徐岚、江波、赵珥、穆蕊、任恒宽、李萍、许慧同学作为两年来我最珍惜朋 友一直在我最需要的时候给我帮助和关心，忘不了一起去廉价的饭馆聚餐还美到 不行的美好瞬间，忘不了一起欢笑一起纠结的日子，在即将分离的一刻真是万分 不舍。另外，尤其还要感谢交研中心综凯工程师、刘剑峰工程师、潘昭宇工程师、 孙福亮、陈峰工程师对我论文的帮助和指导，交研中心的实习经历让我成长了许 多，真的谢谢也祝福你们一切都好。 最后，以此文献给我挚爱的双亲还有兄长，他们的理解和支持使我能够在学 校专心完成我的学业。 中文摘要 摘要：近年来，我国城市化进程大大加快，为带动城市的发展，施工项目日益增 多。随着道路施工建设的不断扩大，城市占道施工严重影响城市道路交通运行， 与此同时，占道施工区的交通组织也一直未得到重视。由于缺乏系统的组织方案， 额外增加交通负荷，影响施工区周边的交通安全。本文从施工区的交通特性、交 通影响区域确定、交通组织方法分析到施工区仿真评价系统研究四个方面，给出 占道施工区交通优化组织方法及其仿真评价。 首先，参考国内外施工区问题研究基础上，阐述了占道施工区人员、车辆、 道路与事故的特性；给出基于等效通行能力交叉口转弯稳定性的施工区交通影响 区域确定方法，提出交通重点组织区、过渡区、影响区三层区域，为后续研究奠 定基础。 其次，明确施工区交通组织的原则，并提出施工区交通组织优化措施。对占 道施工区行人过街、车辆限速、标志设置、交通流诱导、公交改迁、交叉口优化 及综合整治等交通组织问题进行研究，提出相应的解决方法与措施，并在此基础 上分别给出各种问题的不同建议方案，待后续进行对比评价。 然后，分析软件的各自优势，应用t r a n s c a d 进行o d 反推与t r a n s m o d e l e r 进行微观仿真相结合的交通仿真方法，提出施工区交通组织方案仿真的过程及仿 真平台的检验。并建立点一线一面运行效率为重点的综合评价体系以分析施工区 交通状况确定推荐方案。 最后，以北京市6 号地铁线呼家楼占道施工区为对象进行实证研究，应用仿 真技术分别对交通组织不同方案模拟，依据得到的动态仿真结果，对比研究施工 前后、不同方案之间施工区重点路段、交叉口以及整个影响区域的平均延误、平 均车速、平均排队长度，从而确定较优方案。通过实例证明，本文所提出的占道 施工区交通组织优化方法具有一定的合理性和可实施性，对施工影响区交通起到 优化作用。 关键词：占道施工区；交通组织；交通仿真；综合评价 分类号：u 4 9 1 a bs t r a c t a b s t r a c t ：w i t ht h ea c c e l e r a t e du r b a n i z a t i o ni nc h i n ai nr e c e n ty e a r s ，t h e r ea r e m o r ea n dm o r ec o n s t r u c t i o np r o j e c t s ，w h i c hb r i n gg r e a ti n f l u e n c et ot h eu r b a nt r a f f i c b e c a u s eo fo c c u p y i n g - r o a dc o n s t r u c t i o n m o r e o v e r , 。t h et r a f f i co r g a n i z a t i o na tt h e r o a d w a yw o r k - z o n eh a sn o tb e e np a i de n o u g ha t t e n t i o na l l t h et i m e t h el a c ko f s y s t e m a t i c a lo r g a n i z a t i o ns o l u t i o n se x t r a o r d i n a r i l yl o a d e db u r d e nt ot h et r a f f i c ，w h i c h a f f e c t st h et r a f f i cs a f e t ya r o u n dt h er o a d w a yw o r k - z o n e t h i st h e s i sa t t e m p t st oe x p l o r e t h eo p t i m i z e dt r a f f i co r g a n i z a t i o ns o l u t i o nf o rt h er o a dw o r k z o n e ，a n da l s oe v a l u a t et h e s t i m u l a t i o nt h r o u g hf o u ra s p e c t si n c l u d i n gt h et r a f f i cc h a r a c t e r i s t i c so ft h ew o r k z o n e ， i n f l u e n c ea r e ad e t e r m i n a t i o n ，t r a f f i co r g a n i z a t i o nm e t h o da n a l y s i sa n ds t i m u l a t i n g e v a l u a t i o ns y s t e md e v e l o p m e n t f i r s t l y , o nt h eb a s i so fd o m e s t i ca n da b r o a dr e f e r e n c e so nt h es a f e t yp r o b l e m so f t h er o a d w a yw o r k z o n e ，t h ec h a r a c t e r i s t i e so ft h es t a i f , v e h i c l e ，r o a da n da c c i d e n t sa t t h er o a d w a yw o r k z o n eh a sb e e na n a l y z e di nd e t a i l i na d d i t i o n ，t h ei n f l u e n c ea r e ah a s b e e nd e t e r m i n e dt op a v et h ew a yf o rt h el a t e ri n v e s t i g a t i o nb yc o n f i r m i n gt h et h r e e a r e a si n c l u d i n gf o c a lo r g a n i z a t i o na r e a , t r a n s i t i o na r e aa n di n f l u e n c ea r e ab a s e do nt h e e q u i v a l e n tc a p a c i t y - i n t e r s e c t i o nc o r n e r i n gs t a b i l i t y s e c o n d l y , i n d e n t i f yt h ep r i n c i p l eo f t h et r a f f i co r g a n i z a t i o na tt h ew o r k z o n e ，a n d b r i n go u tt h eo p t i m i z i n gs o l u t i o n c a r r yo u tt h ei n v e s t i g a t i o n sa b o u tt h ep e d e s t r i a n c r o s s i n g , s p e e dl i m i to fv e h i c l e ，t r a f f i cs i g ni n s t a l l a t i o n , t r a f f i cf l o wg u i d a n c e , p u b l i c t r a n s p o r tm i g r a t i o n , i n t e r s e c t i o no p t i m i z a t i o na n dc o m p r e h e n s i v ec o n t r o l ，a n dt h e nf i n d t h es o l u t i o n s t h i r d l y , t h ea d v a n t a g e so ft h em a c r oa n dm i c r os 0 1 a r eh a v eb e e nu t i l i z e d ，t h e b o t hm e t h o d sh a v eb e e na p p l i e da sf o l l o w i n g ，t h eo db a c ks t e p p i n go ft r a n s c a d ，a n d t h em i c r os t i m u l a t i o no ft r a n s m o d e l e r , i no r d e rt os t i m u l a t et h ep r o c e s so ft h et r a f f i c o r g a n i z a t i o na tt h er o a d w a yw o r k z o n e ，a n da l s oe s t a b l i s ht h ec o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o n s y s t e mf o c u s i n go nt h ep o i n t s - l i n e s - - f a c e se f f i c i e n c y a tl a s t ，e m p i r i c a lr e s e a r c hh a sb e e nt a k e na tt h er o a d w a yw o r k - z o n ew h i c hl o c a t e s a th u j i a l o un o 6s u b w a yi nb e i j i n g d i f f e r e n tt r a f f i co r g a n i z a t i o ns o l u t i o n sh a v eb e e n s i m u l a t e ds e p a r a t e l y , a n dt h eb e s ts o l u t i o nh a sb e e nf o u n db yc o m p a r i n gt h ef o l l o w i n g f a c t o r s ，a v e r a g ed e l a y , a v e r a g es p e e do fv e h i c l e ，a n da v e r a g el e n g t ho fq u e u ea tt h e f o c a lr o a ds e c t i o n s ，i n t e r s c c t i o n sa n dt h ew h o l ei n f l u e n c ea r e ao ft h ew o r k z o n e ，b o m t h eb e f o r ea n da i l e rc o n s t r u c t i o ns i t u a t i o na n dt h ed i f f e r e n ts o l u t i o n s t h er e s u l t i n d i c a t e st h a tt h eo p t i m i z e dm e t h o dt ot r a f f i co r g a n i z a t i o na tr o a d w a yw o r k z o n ei s r e a s o n a b l ea n df e a s i b l e k e y w o r d s ：w o r k - z o n e ：t r a m cc o n t r o l ；t r a 街cs i m u l a t i o n ；c o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o n c l a s s n o ：u 4 9 1 v ， 目录 中文摘要i i i a b s t r a c t ：i 、v r l绪论1 1 1 研究背景l 1 2 研究目的和意义1 1 3 国内外研究综述2 1 3 1 占道施工区交通特性与交通组织优化研究2 1 3 2 道路交通组织方案仿真方法研究3 1 4 研究内容与技术路线4 1 4 1 研究内容与方法4 1 4 2 研究技术路线5 2占道施工区交通特性及组织范围研究7 2 1 占道施工区的分类及界定7 2 2 占道施工区交通特征研究8 2 2 1 施工区人员交通特性8 2 2 2 施工区中行车特性8 2 2 3 施工区道路的特性9 2 2 4 施工区事故特性9 2 3 占道施工区交通组织范围确定l o 2 3 1 交通影响范围确定1 0 2 3 2 交通组织范围确定1 5 3占道施工区交通组织优化研究1 7 3 1 占道施工区交通组织原则1 7 3 2 占道施工区交通组织优化18 3 2 1 施工区人员组织19 3 2 2 施工区车辆组织优化。2 0 3 2 3 施工区行车道交通组织优化2 2 3 3 占道施工区影响区域交通组织优化2 2 3 3 1 影响区域内交通流组织优化2 2 3 3 2 影响区域内公交组织措施2 4 3 3 3 影响区域内交叉口优化措施2 5 3 3 4 影响区域内综合整治措施2 6 4 交通组织方案仿真评价研究2 7 4 1 仿真模型研究2 7 4 1 1 仿真方法探讨2 7 4 1 2 微观仿真模型及参数2 8 4 2 仿真模拟平台搭建及检验3 0 4 2 1 仿真模拟平台搭建3 0 4 2 2 仿真模拟平台检验3 5 4 3 施工区交通组织方案的仿真评价3 6 4 3 1 施工区交通组织方案评价体系3 6 4 3 2 施工区方案评价方法3 9 5实例分析4 1 5 1 项目概况。4 l 5 1 1 施工区现状分析4 l 5 1 2 交通组织范围确定4 3 5 2 交通组织方案设计4 4 5 2 1 施工区交通流组织方案设计4 4 5 2 2 呼家楼行人与非机动车组织4 6 5 2 3 呼家楼施工区公交组织4 8 5 2 4 呼家楼施工区车辆组织4 9 5 2 5 呼家楼交叉口组织优化5 0 5 2 6 呼家楼交通组织组合方案设计5 2 5 3 占道施工区交通仿真5 3 5 3 1 施工前交通区域仿真与检验5 3 5 3 2 施工期交通组织方案仿真5 5 5 4 仿真方案评价5 6 5 4 1 施工前后仿真评价指标定量5 6 5 4 2 施工区组织方案确定6 0 6 主要研究成果及展望6 2 6 1 论文的主要成果6 2 6 2 展望6 2 参考文献6 4 附勇毛a 6 6 作者简历6 7 独创性声明6 8 学位论文数据集6 9 工程量大、覆盖区域广的大型工业园区、大学园区及地铁等工程项目不断建设中， 在这些重大施工项目中，轨道工程的施工是影响最大的工程项目之，轨道工程 项目的施工区域多位于交通负荷度高的城市中心地区，且施工期间需占用的道路 面积相对较多，施工时间较长，其对周边的城市交通造成的负面影响更为巨大。 因此施工期间的交通组织不仅将直接影响到施工区域内的货运交通的通畅与安 全，而且还会影响到周边的居民出行和城市交通，采用现代化的管理方法和手段、 科学地组织交通，调节疏导交通流量、充分发挥路网的效能，是缓解交通供给与 需求矛盾、降低施工负面影响、缓解局部交通压力的重要措施。目前，我国对于 城市大型建设项目施工区域的交通特性分析较为欠缺，交通组织设计缺乏相应的 理论指导，尚未形成一套成熟实用的占道施工区组织方法，在此情况下，提出施 工区的交通组织原则、交通组织方法显得尤为重要【l 叫。 1 2 研究目的和意义 本论文以北京市某地铁施工区的交通组织、优化与仿真评价的成功案例为基 础展开讨论，目的如下： 1 ) 分析、总结施工区域的交通特性，确定交通影响范围分析方法，为制定合 理的交通组织方案奠定基础。 2 ) 针对施工区的交通特性提出施工区交通组织的思路、方法，为减轻施工期 间对交通造成的负面影响，充分发挥现有道路的效能，合理地协调局部利 益和整体利益的关系，提供适宜的运行条件，解决施工区域道路系统中的 交通流分布不均衡，流量和流向不合理的问题，缓解“镇痛期”的局部交 通压力，确保施工期间交通的顺畅，为交通组织与管理提供技术支持【4 - 。7 1 。 3 1 在从整体上把握施工区的交通情况下，通过交通仿真技术，为交通组织优 化方案的制定、比选提供科学依据。 1 3 1 占道施工区交通特性与交通组织优化研究 道路交通组织作为城市规划与管理的一部分，得到了越来越多的重视。国外 学者为了保证施工作业和车辆的安全，对公路施工区交通管理措施进行了研究， 主要内容包括车道封闭位置、施工区合理长度、管控方式与事故率的关系等方面。 1 9 8 7 年j a n s o n 等提出了各种减轻施工区影响的管控措施，包括施工区的交通组织 优化，合理的交通控制方法，合理的车道封闭位置及合理的施工区长度等。1 9 8 8 年r o u p h m l 等研究了速度的方差和分布与交通管控设施的之间的关系i s 】。 1 9 9 6 1 9 9 8 年，由雅典大学主持的欧洲标准a r r o w s ( a d v a n c e dr e s e a r c ho nr o a d w o r kz o n es a f e t ys t a n d a r di ne u r o p e ) 项目研究对占道施工区的交通特性，安全维护 措施等进行了系统的阐述与分析。 车辆的行驶速度在道路运营效率和交通安全方面都起着重要的作用，国外学 者针对施工区与车速相互影响作了较详细的研究。1 9 8 1 年p a i n 等进行了关于施工 区车辆运行速度的详细研究，得出施工区的车速取决于交通量、封闭车道的位置、 交通控制方式和施工区地点。1 9 8 5 年r o u p h m l 和t i w a r i 研究了作业强度和地点对 施工区车辆平均运行速度的影响，结果表明施工区车辆平均运行速度随作业强度 的增加而减小，施工区越靠近行车道，平均运行速度越小。1 9 8 8 年r o u p h m l 等分 析了施工区车速的平均值和方差，发现较小的交通流量对施工区的平均运行速度 影响不大【9 1 。1 9 8 6 年r i c h a r d 和d u d e k 进一步确定了在施工区内减速行驶的必要性 及施工区应通过实施限速来提高行车安全性这一指导方针。1 9 9 9 年v i r g i n i ap s i s i o p i k u 和r i c h a r dw l y l e s 研究了施工区的车速特性，分析了施工区的车速分布 以及通车车道数、车道关闭形式和施工人员对车速的影响，发现在施工区处车辆 的运行车速通常要高于限速值，并与通车的车道数有关【6 j 。j a m e sm i g l e t z 和j e r r y l g r a h a m 等研究了施工区的车速特性及车速事故率之间的关系，得出将设计车速 降低1 6 k m h 作为限速值可达到最佳效果，并提出了施工区实施限速的步骤【l 训。 近年来随着施工区的交通状况在国内受到越来越多的关注，对施工区的研究 也逐渐展开。 2 0 0 1 年西南交通大学的毛慧根据地铁施工的特点，提出了大城市施工期间交 通组织方案的一般技术【1 3 】；2 0 0 4 年吴新开和吴兵提出行车速度控制对提高施工区 的安全性起着巨大的作用，并分析了适用于施工区的各种车速控制方法【1 4 】。2 0 0 4 年周茂松，吴兵和盖松雪等利用v i s s i m 仿真研究了施工区影响通行能力的各种因 素及其影响，为施工区通行研究提供了依据【”】。 2 2 0 0 5 年长安大学张丰焰和交通部科学研究院周伟等提出了在公路改扩建工程 实施期间，应对交通流进行路径诱导和疏散，并提出了改扩建工程交通组织设计 的原则和方法6 j 。 2 0 0 7 年同济大学的谢铁剑以上海世博配套道路施工交通组织为例基于交通仿 真模型平台用定量的方法分析了通行能力和道路交通的影响，探讨了大规模施工 区域交通组织、优化方法【l 。 2 0 0 9 年长安大学的张巍，陈宽民以西安2 号线为例在论述地铁施工期间交通 组织原则的基础上，研究交通组织方案制定的步骤和技术路线。针对施工期间交 通组织的特点及难点，从地铁建设工程技术手段、道路建设、交通管理与控制等 方面分析了交通组织方法和政策保障措施。但多为定性分析，缺乏定量依据【l8 1 9 】。 从日本、美国、欧洲及国内学者的相关材料和项目研究中可以看出，国外学 者专家对占道施工区的交通特性和安全已经有了较为深刻的认识和成型的规范标 准。我国学者对施工区相关问题的研究也有了一定得深度和广度，但是系统的规 范并没有成型，真正的施工指导意义较小。因此，国外的标准和规范对我国的施 工区问题研究有很高的借鉴意义，去粗取精，尽快研究出符合我国道路特征的较 为完善的占道施工区规范是我国学者目前研究的重要课题。 1 3 2 道路交通组织方案仿真方法研究 交通仿真技术应用于交通组织优化，具有十分突出的优点。不仅是路网交通 流运行现状评估的有力工具，而且可以对应用的各种规划和调整方案后的路网服 务水平进行评估，从而为交通组织优化方案的比选提供科学的判定依据【6 】。 国外的交通仿真系统开发方面已经开展了卓有成效的工作，自6 0 年代以后， 随着计算机技术的发展，英美等国先后研制了若干可以进行交通规划和交通管理 分析的软件，比较流行的如t r i p s ，e m m e 2 ，v i s s i m 等。2 0 0 4 年1 月，u r b i t r a n 公司的j a m e sd o n n e u y 和v a s s i l i sp a p a y a n n o u l i s 以西曼哈顿中心区为例建立了微观 交通仿真模型，专家们使用动态随机路径分配方法的微观仿真技术，比较分析了 各种各样的交通维持和保护计划的运行影响【2 0 1 。2 0 0 6 年8 月，c h e m s o n 大学的r y a n f r i e s 和t d v e n tf a n a d y n e 公司的i m l a ni n a m d a r 论证了交通仿真技术在实时区域性 交通管理方面应用的可行性，提出可以通过预测未来的交通状况来帮助区域性交 通管理机构制定可操作性的决定；2 0 0 7 年c e n t r a lf l o r i d a 大学的n o o re l i m i t i n e 运 用微观仿真软件v i s s i m 评价了诸如交通汽车站等公共交通设施紧急出口方梨2 1 1 。 国内的交通仿真研究和应用的发展存在着明显的时期界线。9 0 年代初期，北 京、上海、广州、天津等城市，先后引进了国外的一些交通规划软件，并结合各 自城市的交通特征，建立了各自城市的交通规划模型，开始应用于城市交通规划 和管理建设中。主要成果有同济大学的杨佩昆教授与段进宇博士的高速道路入口 匝道交通仿真系统、同济大学杨东援教授的城市道路交通仿真系统等。近两年， 国内学者大规模地将交通仿真应用到道路交通组织优化中。2 0 0 6 年4 月北京交通 大学的张庆博士以北京两个典型的复杂路口为例，分析了微观仿真系统在城市交 通组织和管理中的应用，但仅限于重点交叉口的研究【2 2 】。2 0 0 6 年9 月，长安大学 的南春丽博士从逼近性最好和易于计算机实现的角度，对城市交通组织优化仿真 模型中参数估计方法进行了研究，给出了极大似然估计法、范数理论的数据拟合 以及三次b 样条拟合方法，并针对三种方法的特点和适应条件进行了比裂2 3 1 。2 0 0 6 年l o 月，北京交通大学的王健聪博士做出了西直门交通枢纽换乘组织仿真模型【2 4 】。 2 0 0 7 年重庆交通大学李淑庆教授结合交通规划软件t r a n s c a d 和微观仿真软件 v i s s i m 提出了一种较为实用的交通需求推算方法和动态交通分配仿真技术，对区 域交通组织方案进行评价，但是由于理论不完善，评价指标选取相对较少，未能 全面客观地评价路网的性能【2 引。 国内的仿真评价体系已经有了一定深度的研究，但是存在着一些问题和局限 性，如对国外软件的不适应性问题缺乏探讨，对仿真模型的标定和检验较少，基 础较薄弱，另外，交通组织管理综合评价体系尚需进一步完善，针对施工区交通 组织问题的典型研究较少1 6 j 。 1 4 研究内容与技术路线 1 4 1 研究内容与方法 本论文的研究内容分为以下几个部分。 第一部分：在阅读大量国内外文献的基础上，分析目前施工区道路交通组织 优化与仿真系统的研究现状与存在问题。在此基础上，提出本论文的具体研究方 法与思路。 第二部分：对施工区的交通特性进行研究，并提出针对这些交通特性的交通 组织应该解决的问题，同时，对交通影响范围确定方法进行探讨，给出切实有效 的范围确定方法。 第三部分：以施工区的交通特性研究和交通影响范围研究为基础，分析总结 施工区交通组织的原则与系统优化方法，探讨交通组织的优化措施和基本评判原 则。 第四部分：通过对仿真模型的研究和探讨，确定最优模型方案，建立施工区 4 交通组织方案的仿真评价，此部分需要研究仿真模型、寻找最优解决方法、确定 仿真模型的参数与评价体系。 第五部分：实证研究，理论与实际相结合。在实证中做好模型的分析总结与 校验工作，在此基础上输出最优组织方案。 在研究方法上，以系统的思想为指导，注重理论联系实际，结合我国城市道 路的实际、成功的实证案例进行研究。主要研究方法有： ( 1 ) 系统分析方法，在借鉴国内外已有的研究成果的基础上，运用国内和国 外相比较的分析方法，结合我国道路情况的实际特征进行分析研究。 ( 2 ) 理论分析和实证分析相结合方法，结合城市施工区交通特性，进行理论 分析，提出施工区交通组织原则、系统方法与评价体系，并通过实证分析的方法 研究模型与仿真方法的合理准确性。将比较分析方法与实证分析方法相结合，选 取施工区交通组织最优路线、最优车速，并校核。 ( 3 ) 定量和定性分析相结合方法，从分析施工区交通特性到提出交通组织原 则与方法；从现状分析到方案优化；从评价体系确立到仿真模型评估。每一个环 节都需要定性与定量分析相结合的方法，使得研究有理有据，准确实用。 1 4 2 研究技术路线 本文的技术路线是在分析占道施工区交通特征的基础上，以交通组织方案设 计原则为指导。对占道施工区交通组织基础方案进行措施分析，采用多层次的交 通影响评价体系对方案的优劣进行比选评价，以确定最优方案，技术路线图如图 1 - 1 。 5 图1 1 施工区交通组织及仿真技术路线图 f i g 1 - lt r a f f i cc o n t r o la n ds i m u l a t i o nt e c h n o l o g yi nw o r k - z o n e a r e a 6 交通管理、路政管理、环卫清洁以及绿化等活动【3 5 1 。 占道施工区( w o r k z o n e ) 是指为保障占道施工现场工作人员和设备、车辆、 行人的交通安全而用交通安全设施围起来的交通控制区域。 根据建设项目占用道路情况，占道施工可以分为完全占道( 全封闭) 施工和 部分占道( 半封闭) 施工两类。 根据占道施工区所在位置，占道施工可以分为路段上的、平面交叉口处的、 特殊区域( 包括桥梁、隧道和下立交等区域) 的占道施工三类。根据施工方式， 占道施工可以分为定点作业和移动作业两种，移动作业是指随着操作的进行，占 道施工区间歇或连续地发生移动的占道施工作业。定点作业按照施工占用道路程 度可以划分为以下四种类型。 i 类：不占用道路资源，不需要道路改造； 类：有道路改造，机动车通行能力折减 5 0 。 ( 车道数减少、断路、矛盾突出站点等) 根据占道时间分为： 长期占道施工作业：占用道路一年及以上的施工作业； 中期占道施工作业：占用道路持续时间三个月及以上，六个月以内的施工作 业： 短期占道施工作业：占用道路持续时间三个月以内的施工作业； 临时占道施工作业：占用道路持续时间在一周以内的固定地点施工作业。 本论文中占道施工区主要是指城市道路上、大型长期第类占道施工项目( 如 7 城市轨道) 区域问题的探讨。 2 2 占道施工区交通特征研究 2 2 1 施工区人员交通特性 占道施工区的交通参与者主要包括驾驶人、乘客、行人、施工人员等。不同 的参与者由于使用工具、活动目的、受约束程度等不同分别具备各不相同的交通 特性。 对于驾驶员而言：在道路施工路段由于道路通行状况的改变驾驶人要根 据交通标志、标线、各类管制设施所传递的信息而做出必要的反应并采取对应的 驾驶行为。驾驶行为可以分为调整阶段、稳定阶段、恢复阶段三个阶段。从接近 施工区时，驾驶人可以获取施工期间交通标志信息，有足够的时间来加工处理信 息并做出恰当的决策，调整包括减速、提高警惕等驾驶行为以保障安全；驶入施 工作业区段后，驾驶入的驾驶行为相对较平稳，但需要密切注意施工人员、施工 机械以及散落物的突然出现，另外此区域的行人和其他离散事物较多，因此要高 度警惕，随时做好准备；离开施工区后，驾驶人通过对道路宽度信息恢复、限速 解除等信息的感知和处理，做出恢复正常驾驶的行为【1 9 】。 对于乘客而言，占道施工必然会带来乘客出行不便，要充分考虑乘客对绕行、 出行延误、颠簸程度等的容忍度，乘客的绕行容忍度不超过5 0 0 米。 此外，行人具有离散性、随机性、不易控制以及施工人员从事工作性质的高 危险性( 尤其是执旗手) 等特征，都要求对施工区的交通进行合理的组织、优化 设计与管理，力争各行其道，促进安全保畅通。 针对以上交通特性，需在占道施工区组织方面突出以下几点：对驾驶员：充 分考虑信息接受和反应能力前提下设置标志标线；对行人：为行人过街提供便利 条件；做好行人与车辆的隔离；尽量减少行人绕行，距离不宜超过5 0 0 m ；对乘客： 做好公交线路改线设计工作并做好宣传工作。 2 2 2 施工区中行车特性 在占道施工区，尤其是封闭部分道路施工的路段，最为重要的行车特性即为 合流，行驶于封闭道路上游的车辆需要等待临近车流的可穿越间隙，合流后通过 施工区段。这一行为具有强制性，合流过晚容易在上游过渡区形成紊流，降低通 行能力，不利于车辆的顺畅通行，甚至引发交通事故，合流过早导致其他路段无 必要的拥堵；其次，对于施工车辆，其特性与正常行驶的车辆有较大的差异性， 表现为车速较慢、加减速性能差、载重吨位高，因此在交通组织优化时宜安置隔 离设施，加强对施工车辆的时间管理和路径管理。 针对此行车特性提出组织优化的建议为：严格安排普通车辆的合流，选择最 优合流位置；强化交通分流以减轻合流压力；严格管理施工车辆的通行时间和路 径；安设隔离设施。 2 2 3 施工区道路的特性 施工区道路特征主要分为两个方面：一是路段本身的特性，由于占用道路施 工，道路的线性、路面湿度、粗糙度等往往会发生变化，影响车辆的加速、减速、 制动、行车视距等，例如北方的冬季施工，当道路上出现积水时要及时清理，以 免出现结冰而不利于行车安全的情况；二是交叉口的特性：在城市中心区占道施 工导致存在一定数量的畸形交叉口，这些交叉口都普遍存在平面线型怪异、通行 能力不足、车道数量不匹配、交通流之间冲突严重等道路交通问题，极大地影响 了城市道路网的通行能力及居民出行的安全【2 7 1 。 针对以上特性，对占道施工区的道路组织重点在于：道路的线形优化；道路 在不同环境条件下( 如夜间、阴雨) 的组织策略；畸形交叉口的组织优化。 2 2 4 施工区事故特性 国外针对施工区事故特性方面的研究已经较为成熟而细致，对我国的旆工区 事故特性分析具有一定的借鉴意义。综合分析美国佛吉尼亚【2 引、日本北海道【2 9 1 、 欧盟【3 0 】等地区的占道施工区事故数据，得到如下主要特性： 1 作业区的事故最多，在任何类型的道路上，作业区的事故总数和重伤事故 数都最多，而邻近终止区域的事故数量最少： 2 不同类型事故的频数依赖于施工区的位置，当车辆接近作业区后，同向车 辆间的追尾与刮擦事故增加，刮蹭事故成为数量仅次于追尾的事故类型；当车辆 经过作业区时，追尾和同向刮擦的事故数量减少，而与路外固定物体相撞和成角 度碰撞的事故数量增加。 3 施工区追尾事故较多。引起事故的主要因素是速度差。即降低速度多样性 差异，使车辆保持大致相近的速度行驶对策，可极大地提高施工区的安全性。但 这并不意味着降低施工区的车速限制，因为降低速度限制并不一定降低速度差【2 6 1 。 根据以上事故特性在施工区为减少事故的发生率，应从以下几个方面做好 9 交通组织：设置必要的隔离设施、防撞设施，实施限速策略并做好相应的标志标 线，注意行人、非机动车辆、车辆和路四者之间的关系，尽量做到人车分离。 2 3 占道施工区交通组织范围确定 根据占道施工区的前述特征，本节从施工期周边道路的等效通行能力、剩余 通行能力以及交叉口特性出发，确定合理的交通影响范围，并在此基础上确定交 通重点组织范围和交通过渡区域，便于制定和实施相关的交通组织方案，减少对 施工区周边交通路网造成的不良影响。 2 3 1 交通影响范围确定 交通组织范围是交通影响分析范围( t r a 伍ci m p a c t a n a l y s i sa r e a , t i a a ) 的一 部分，因此要确定交通组织范围首先要确定基本的交通影响范围。交通影响范围 指对于达到交通影响分析阈值而需要进行交通影响分析的建设项目，其周边必须 进行近远期交通状况评价的路段和交叉口所涵盖的区域。 施工区交通状况复杂且具有动态变化特性，需根据工程施工组织方案特点、 占用道路资源情况、施工点所在路段、交叉口的交通特性，通过计算等效通行能 力得出路段的剩余等效通行能力，而区域内的等效通行能力满足施工区交通需求 的路网范围即为施工区的交通影响范围，具体流程如图2 1 。 图2 - 1 交通影响分析范围确定流程图 f i g 2 1f l o w c h a r tf o rt r a f f i ci m p a c ta n a l y s i sa r e a 1 基于等效能力的路段范围确定 1 ) 等效通行能力及相对剩余等效通行能力的概念 1 0 在过去的研究中，城市道路通行能力主要针对交叉口而言。然而道路或路段 往往包含2 个以上的交叉口，且各个交叉口的通行能力均不同，因此仅仅用交叉 口的通行能力作为衡量标准是不合适的。等效通行能力这一概念综合考虑了交叉 口对道路通行能力的影响，将车辆在路段上行驶和交叉口停止的间断交通流等效 为车辆在道路上连续行驶的连续交通涮3 1 】。 相对剩余等效通行能力：道路占用导致的变相交通量增加正是区域内路段和 交叉口所能承受的且不会产生较为显著影响的交通量。从路段角度而言，即保证 道路服务水平等级维持在下限以上时能承受的增加交通量称为剩余等效通行能 力，设为m 。 2 ) 密度比评分值反算交通量的方法 对区域交通状况等级划分所用的衡量指标是城市道路等效通行能力评价方法 中的密度比评分值( p ) 。所谓密度比是指等效交通流密度与道路等效阻塞密度 之比。当密度比越大，相应的区域交通状况就越差，密度比评分值就越小；反 之，区域交通状况就越好，密度比评分值就越高。由此，将城市道路交通状况划 分为6 个等级，表2 1 、2 2 分别为道路服务水平等级饱和度与评分值确定值。 表2 1 道路服务水平等级 t a b2 1r a n ko f r o a ds e r v i c ei , e v e l 各个级别城市道路交通状况对应密度比的评分值为： 表2 - 2 城市道路交通状况分级标准 t a b 2 - 2g r a d i n gs t a n d a r d so fu r b a nt r a f f i cc o n d i t i o n 通过对试验路段的数据进行分析基础上，根据密度比评分值方法建立了 p = f ( p ) 的关系式，见式2 1 。虽然不同城市交通量情况有所不同，但依据此方法 同样可获得p = f ( f 1 ) 的关系式。 尸= 8 7 6 7 f 1 3 1 6 9 8 6 f l e 4 8 1 0 p + 9 9 6 1 ( 2 一1 ) 利用方程解具有惟一性特点，反推= 厂( d 方程，当代入p 值就能反算出相 应的夕值。在已知道路车道数的前提下，根据主次干道交通特性，可以得到相应 的等效通行能力g 、等效阻塞密度k ，及等效自由流车速y ，再通过等效通行能力方 法，由密度比夕反算出行程车速v 和交通流量q 。具体的反算公式和流程图如下。 k = k ，一( k ，) 1 ， ( 2 2 ) = k k ，= ( y r v ) v