面向混合交通流的組織優化技術研究

(安徽三聯學院 安徽 合肥 230000)

一、緒論

(一)研究背景及意義

我國經濟快速增長和城市化進程的不斷加快導致人口和車輛不斷增多，交通擁堵、交通安全問題日益受到人們的重視。混合交通是指車輛與行人或機動車與非機動車在同一車行道上通行,其突出表現是為交通秩序亂、車輛速度低、通行能力差，嚴重影響車輛和道路的功能作用。當今社會機動車數量的飛速增長將會進一步加重道路負荷，不配套的道路交通設施設計則會引起道路交通需求與供給之間不平衡導致的矛盾沖突，使道路交通擁堵情況更加嚴重，導致居民平均出行時間增長，造成不必要的時間與經濟損失，阻礙社會經濟的穩定發展。目前國內的城市交通組成較為復雜，相對國外以機動車交通流為主體的單一交通流，我國交通流主要是機動車、非機動車和行人所組成的混合交通流，而且非機動車和行人所占比例較大。

(二)國內外研究現狀綜述

在交通環境中，機動車與非機動車、行人長期以來無序混行而帶來的交通問題是影響道路交通通行能力的重要原因，發達國家由于工業化進程較早而混合交通流所帶來的負面影響也相對較少，所以針對混合交通流的研究方向與國內不同。1955年,英國科學家萊特希爾和維特曼曾模擬流體力學理論,將道路中的交通流類比為液體流進行研究,針對單車道、單一車流提出流體動力學在交通領域的模擬理論。

由于我國參與道路活動中非機動車和行人比重相對較多，國內學者對混合交通流曾進行過深入的研究，形成《交通流理論》《城市道路混合交通流分析模型與方法》等有關著作，對混合交通流的動力學模型及其基本參數進行研究，探討尋找符合我國實際情況的優化控制策略。

二、混合交通流特性分析

(一)混合交通流定義

混合交通可以簡單概述為機動與非機動車與行人在同一道路混合行駛，然而混合交通特性中混合交通流在不同國家與時代的含義不盡相同。發達國家由于現代化發展起步較早，其混合交通通常指車速較高的小型汽車與車速相對低的大型貨車混行所組成的交通現象，在我國機動車與自行車混行現象較為普遍。

(二)非機動車運行特性分析

作為我國交通工具中比重較大的非機動車，由于其占地面積較小且便于控制，運行方向和速度常常因駕駛者的意志而突然發生變化，較容易與其他交通參與者碰撞發生交通事故。因此只有采取相對應的優化控制策略，才可以提高道路通行能力，減少交通事故的發生。在我國自行車與電動車數量所占非機動車種類比重較大，因此本文只考慮此類非機動車交通流的交通特性。

1.靈活方便。非機動車由于只有兩輪與地面接觸，操控相對較為容易，且不需要通過較為嚴格的系統培訓便可以騎行，簡易的構造使得無論是啟動還是停止都可以由駕駛員及時控制，反應時間較短，在短途交通活動中被居民所青睞。

2.安全和穩定性較差。非機動車和機動車相比，非機動車本身不能提供相關安全保護措施，沒有較為堅實的外殼構造及相關安全保護設置，在騎行的過程中駕駛員身體暴漏在外界環境中，帶來安全隱患。由于是兩輪操控，非機動車與地面接觸面積較小使得其有著對應的不穩定性。

(三)行人運行特性分析

1.隨意性和不規律性。步行的行為軌跡全憑行人的意志所控制，具有運動的隨機性，沒有較為固定的規則約束。部分行人交通意識較為薄弱，不遵守交通規則隨意穿行道路的情況時常出現，侵占機動車道給正常運行的機動車輛帶來降低車速甚至逼停車輛的影響，繼而影響了整區域的正常通行。

2.步行速度不均勻性。步行速度是行人在單位時間內行走的距離。由于年齡、性別、性格、身體素質等方面的影響，不同行人的步行速度也各不相同,一般來說青年的平均步行速度要高于老年人的平均步行速度，男性的平均步行速度要高于女性的平均步行速度。

(四)非機動車和行人對機動車運行影響

1.隨機性。由于非機動車和行人具有運動的隨機性，機動車駕駛員不能較好的提前預知其運動軌跡，需要時刻根據其隨機改變運動行為而做出應對，這給混合交通中的機動車駕駛員帶來心理上的壓力和駕駛操作的考驗。

2.制約性和傳遞性。非機動車和行人由于運行的靈活，加上部分交通參與者交通意識淡薄，隨意的變道、闖紅燈等違規行為會侵占正常行駛的機動車空間，制約其駕駛行為，導致機動車被迫變道或放慢速度，由于傳遞性繼而影響臨近車道和后續的機動車輛行駛狀態。

三、混合交通流條件下組織優化技術

(一)交叉口渠化設計

1.交叉口渠化的定義。交叉口渠化設計的概念是通過標線、標志和實體交通島等設施來引導或分隔混合的交通流,使不同性質的單位進入合理的區域路線，解決因各方向交通流而引起的相互干擾和沖突,從而使機動車和非機動車、行人安全有序地運行。交叉口渠化通過對道路交叉口渠化設計優化，可實現機動車與非機動車、行人分道行駛的目標，從而提高道路交叉口的通行能力，緩和混合交通流帶來的路網壓力。

2.交叉口渠化的方法。交叉口渠化設計通過減少交叉口沖突點的方法，選擇性增加進出口車道數，在空間上采用渠化設計將機動車、非機動車、行人分離開來。

(1)交叉口機動車道渠化設計。針對機動車來說，在資源有限的條件下為了使左轉、直行、右轉機動車輛“各行其道”，車道功能的劃分應根據不同道路實際情況確定，本文重點討論路口寬度可劃分為三條機動車道時的車道組合情況。①若左轉、直行、右轉方向車輛構成較均勻時，為各方向各專設1條車道；②若直行方向車輛較多，左轉、右轉方向車輛均較少，設1條左轉直行共用車道、1條直行專用車道、1條右轉直行共用車道；③若直行方向車輛較多，左轉方向車輛也較多，右轉方向車輛較少，設1條左轉專用車道、1條直行專用車道、1條直行右轉共用車道；④若直行方向車輛較多，右轉方向車輛也較多，左轉方向車輛較少，設1條直行左轉共用車道、1條直行專用車道、1條右轉專用車道。

(2)交叉口非機動車渠化設計。非機動車有著本身靈活而易于控制的特殊性，無論是大小、速度、安全保護措施都與機動車有明顯差異，對交通尤其是道路交叉口交通的影響十分巨大，非機動車在交叉口處可采用左轉彎等候區和左轉彎待轉區。

(3)交叉口行人渠化設計。針對目標群體龐大的行人來說，由于參與交通活動中無任何外物保護作用下直接暴露在外界中，因此需要將其與危險系數較高的機動車隔離開來。①在道路交叉口應設有專用人行橫道，以便路上行人安全通過交叉口。設計人行橫道主要考慮的因素包括交叉口位置、人行橫道寬度和停車線的關系等，原則上人行橫道在確保安全的前提下要使行人以最短的時間通過交叉口，減少對其他交通參與者的影響。②對于條件較好地區可設置交通島，如導流島、分隔島和安全島來保障行人安全。

四、總結

混合交通是我國交通的一大特色，通過對混合交通流特性的探討并結合國內外學者的研究，分析混合交通流中機動車和非機動車、行人在參與交通活動時的特定運動規律。針對一系列可能影響道路正常通行的因素提出應對優化控制策略，充分發揮已取得成果的拓展應用，促進面向非對稱混和交通流組織優化技術完善及應用推廣，推動交通組織優化技術在交通管理實戰中的管理和應用。希望可以通過此系列的優化控制措施改善因混合交通情況所帶來的交通不便，使道路路網更為通暢，增強我國道路通行能力。