交叉口优化控制设计毕业论文

城市道路交通管理规划与研究摘要：城市道路交通管理规划是城市可持续性发展的前提和基础，本文分析介绍了我国城市道路交通管理规划的现状，阐述了交通管理规划的目的、内容、层次及过程，论述了交通需求预测的分析方法及其相应交通需求模型在交通管理规划中的应用。关键词：城市道路交通 管理规划 交通需求1.道路交通管理规划现状西方国家城市交通系统发展经历了两个阶段，即建设阶段：二战后至二十世纪70年代；管理阶段：二十世纪80年代至现在。重点在公共交通系统、小汽车发展、单项交通、交通信号控制以及道路的有效利用等多方面进行交通管理规划。目前我国城市交通发展的历程相当于西方国家的60～70年代，与发达国家相比，城市机动车密度还比较低。尽管如此，由机动车引发的环境污染问题和城市交通堵塞问题也很严重。这充分说明了我国在道路交通管理方面还存在体制上、行政上和技术上的问题。随着全国城市道路交通畅通工程的深入开展，许多城市的交通状况得到了很大的改观，而且一系列先进的交通管理设备和先进的管理模式被采用，取得了很好的效果。如厦门、大连、南京、青岛、济南、杭州等城市的交通管理工作均很有成效，先后被评为畅通工程“优秀管理水平”。取得成绩的同时，我们还要清楚地认识到，目前我国城市交通管理总体水平与畅通工程要求还有一定差距。在2000年全国“畅通工程”工作组检查的138个城市中，42个城市的交通管理规划工作只达到畅通工程11项要求中的5项要求，20个城市仅满足4项要求。由此可见，我国在城市交通管理规划方面远远滞后于现代道路交通发展的要求。城市网络很复杂，交通的运行很复杂，产生交通问题的因素也很复杂，相应制定的城市交通管理方案往往由多个管理策略、管理措施组合而成，任何一个建设或管理措施的实施都会引起整个城市路网上交通运行情况的改变。如将一条路的某个路段改为单行道或单双号通行、将交叉口的类型改变（无控制改为信号控制）、将某路段改为公交专用道、打通某条路或拓宽某条路等，都会引起整个城市80%～90%以上的主要道路交通流量和车速的改变。因此，交通管理问题是一个系统工程，必须用科学的方法解决，常用的经验性的方法是不能完全解决的。因此交通管理需要做规划，实际上，目前一些城市所实施的有些管理措施，都是做过规划的，只是不太系统、全面而已。为了改变当前城市交通管理规划滞后的局面，哈尔滨工业大学、清华大学、同济大学和东南大学等高校以及公安部交通科学研究所、中国城市规划设计研究院等部门正致力于部分城市的道路交通规划编制工作，为提高我国道路交通管理水平作出应有的贡献。2.道路交通管理规划基本内容与方法 道路交通管理规划的目的道路交通管理规划的目的是解决要不要管、什么时间管、怎么管、管什么地方等问题。通过规划，人们能预先知道管理策略实施后的效果，避免由于盲目管理而带来政策上的失衡和经济上的巨大损失。 道路交通管理规划的基本内容道路交通管理规划的工作内容主要包括：（1）城市道路交通现状调查应调查、搜集的资料包括：交通小区划分及小区经济、土地利用资料、交通网络结构及道路几何要素资料、历史道路交通量及流向资料、居民出行特征资料、机动车出行特征资料、货物出行特征资料、现有交通管理设施及效果资料等。在这方面，由于交通调查面广，调查工作量大，资金投入多，因此，有的城市交通规划编制单位，甚至有关政府部门领导对基础数据调查工作不够重视，认为只要在原有交通规划资料搜集的基础上，作些补充调查即可，以致于规划方案与现实脱节，其针对性和可操作性差。这是一种极为错误和片面的观点，应引起有关部门的高度重视。（2）现状分析与问题的诊断从道路基础设施状况、土地利用与公共交通、交通管理设施及现代化程度、交通秩序、交通质量及交通安全以及交通管理体制、政策、规划及宣传教育等方面对城市道路交通及管理现状进行分析、诊断。（3）城市交通需求分析通过交通需求模型的建立和计算（具体模型及方法将在下一节讨论），获得交通管理规划方案实施（评价）年份的各车种（客车、摩托车、公交车、出租车、货车、自行车）的OD矩阵，为后期交通规划提供规划依据和参数。（4）城市交通管理方案的制定一个城市的交通管理方案，往往是由多种管理策略和数种管理措施组合而成的。一般包括交通需求管理策略，如优先发展策略、限制发展策略、禁止出行策略、经济杠杆策略；交通系统管理策略，如结点交通管理、干线交通管理、区域交通管理。（5）城市交通管理方案的评价通过方案评价，分析交通管理措施是如何影响交通流的，预测交通管理措施实施下的交通运行指标，分析是否达到了管理目标。交通管理方案的评价可按道路网络抽象化、交通管理方案抽象化、交通流重分布模拟以及管理效果分析四个步骤进行。3.交通需求模型的建立及发展预测交通需求预测是城市道路交通管理规划工作的基础，要做好一个城市的交通管理规划，首先要对出行进行定量预测，并对某一交通设施或系统进行分析、论证，各个路段、路口以及整个路网的通行能力都必须满足现状、近期或远期出行的交通需求，因此只有搞好流量预测才能了解该路网能否满足该城市的出行需求，并由此加以改善。 出行生成预测居民出行产生预测的目的是建立小区居民出行发生量和吸引量与小区土地利用、社会经济特征等变量之间的定量关系，推算规划年各交通小区的居民出行发生量、吸引量。出行产生包括出行发生与出行吸引。居民出行产生预测的方法很多，常用的方法有交叉分类法、回归分析法、生成率法、吸引率法及平均出行次数法等。居民出行分布预测是将预测的各分区出行发生量、吸引量转化为未来交通分区之间的出行交换量的过程。预测方法大体分为三类，即：增长率法、概率模型法和重力模型法。其中，双约束重力模型法在国内外交通规划中使用最为广泛。 交通分配预测在掌握各分区出行产生、出行吸引，以及出行分布情况后，即知道了各分区之间有多少出行交换量后，就可着手进行交通分配。交通分配就是把各分区之间的空间 O-D量分配到具体的交通网络上。通过交通分配所获得的路段、交叉口交通量资料是检验道路规划网络是否合理的主要依据之一。目前，道路交通管理规划中应用较广泛的交通分配是随机用户平衡模型(Stochastic User Equilibrium)。该模型建立了路段行驶时间与路段交通量之间的函数关系，并考虑了通行能力的限制，通过反复迭代计算，直至达到要求的精度为止，最后分配出各路段上的交通量。 停车需求预测世界上许多大城市均对停车需求预测进行过深入研究，由于各国国情不同、城市发展形态不同、经济增长不同，停车预测模式也不同，其计算方法差异较大。常用的预测模型有：停车生成率模型、用地与交通影响分析模型、相关分析模型、机动车OD预测模型、交通量-停车需求模型、静态交通发生率模型。下面对应用较为广泛的静态交通发生率模型和交通量-停车需求模型作一简要介绍。（1）静态交通发生率模型根据停车调查数据汇总可得到各交通小区的日停车数，再根据停放车辆车型比例换算为标准车，利用综合交通规划中社会经济与土地利用现状及发展预测所提供的现状和近、远期规划年的就业岗位数，抽取一定的样本，可建立静态交通发生率模型：Pij=∑aiLij （i=1，……，m j=1，……，n） （1）式中：Pij为预测年第j交通小区的基本日停车需求（标准车次/日）；ai 为第i类用地的静态交通发生率（标准车次/100工作岗位·日）；Lij为预测年第j交通小区第i类用地的就业岗位数（人）；n为小区数；m为用地分类数。对模型的求解采用非线性优化的方法，即建立非线性优化模型：式中参数意义同前。（2）交通量-停车需求模型通过对几种停车需求预测方法的比较可知，该模型虽不能具体得到区域内每一土地使用的停车设施需求量，但由于它与动态交通的预测方法相结合，因此比较适用于对交通小区的宏观停车需求分析。因此该模型可用来检验静态交通发生率模型的计算结果。模型表达式为：logPi=Ao+A1·logVki+A2·logVhi （3）式中：Pi为预测年第i交通小区的日停车需求量（标准车次/日）；Vki为预测年第i交通小区的客车日出行吸引量（标准车次/日）；Vhi为预测年第i交通小区的货车日出行吸引量（标准车次/日）；Ao、A1、A2为回归系数。参考文献： 1.庄严、罗辑.促进城市交通发展、走城市交通可持续发展之路. 交通工程通讯，2000（2） 2.盖春英、裴玉龙.基于公路网的路段交通量预测方法研究. 交通工程通讯，2001（2） 3.王炜、徐吉谦、杨涛、李旭宏.城市交通规划理论及其应用. 南京:东南大学出版社,1998. Transportation GIS Software (Travel Demand Modeling with TransCAD )，1999. D. Urban Transportation Planning. McGraw-Hill Book Company，1984.