面向混合交通流的组织优化技术研究

(安徽三联学院 安徽 合肥 230000)

一、绪论

(一)研究背景及意义

我国经济快速增长和城市化进程的不断加快导致人口和车辆不断增多，交通拥堵、交通安全问题日益受到人们的重视。混合交通是指车辆与行人或机动车与非机动车在同一车行道上通行,其突出表现是为交通秩序乱、车辆速度低、通行能力差，严重影响车辆和道路的功能作用。当今社会机动车数量的飞速增长将会进一步加重道路负荷，不配套的道路交通设施设计则会引起道路交通需求与供给之间不平衡导致的矛盾冲突，使道路交通拥堵情况更加严重，导致居民平均出行时间增长，造成不必要的时间与经济损失，阻碍社会经济的稳定发展。目前国内的城市交通组成较为复杂，相对国外以机动车交通流为主体的单一交通流，我国交通流主要是机动车、非机动车和行人所组成的混合交通流，而且非机动车和行人所占比例较大。

(二)国内外研究现状综述

在交通环境中，机动车与非机动车、行人长期以来无序混行而带来的交通问题是影响道路交通通行能力的重要原因，发达国家由于工业化进程较早而混合交通流所带来的负面影响也相对较少，所以针对混合交通流的研究方向与国内不同。1955年,英国科学家莱特希尔和维特曼曾模拟流体力学理论,将道路中的交通流类比为液体流进行研究,针对单车道、单一车流提出流体动力学在交通领域的模拟理论。

由于我国参与道路活动中非机动车和行人比重相对较多，国内学者对混合交通流曾进行过深入的研究，形成《交通流理论》《城市道路混合交通流分析模型与方法》等有关著作，对混合交通流的动力学模型及其基本参数进行研究，探讨寻找符合我国实际情况的优化控制策略。

二、混合交通流特性分析

(一)混合交通流定义

混合交通可以简单概述为机动与非机动车与行人在同一道路混合行驶，然而混合交通特性中混合交通流在不同国家与时代的含义不尽相同。发达国家由于现代化发展起步较早，其混合交通通常指车速较高的小型汽车与车速相对低的大型货车混行所组成的交通现象，在我国机动车与自行车混行现象较为普遍。

(二)非机动车运行特性分析

作为我国交通工具中比重较大的非机动车，由于其占地面积较小且便于控制，运行方向和速度常常因驾驶者的意志而突然发生变化，较容易与其他交通参与者碰撞发生交通事故。因此只有采取相对应的优化控制策略，才可以提高道路通行能力，减少交通事故的发生。在我国自行车与电动车数量所占非机动车种类比重较大，因此本文只考虑此类非机动车交通流的交通特性。

1.灵活方便。非机动车由于只有两轮与地面接触，操控相对较为容易，且不需要通过较为严格的系统培训便可以骑行，简易的构造使得无论是启动还是停止都可以由驾驶员及时控制，反应时间较短，在短途交通活动中被居民所青睐。

2.安全和稳定性较差。非机动车和机动车相比，非机动车本身不能提供相关安全保护措施，没有较为坚实的外壳构造及相关安全保护设置，在骑行的过程中驾驶员身体暴漏在外界环境中，带来安全隐患。由于是两轮操控，非机动车与地面接触面积较小使得其有着对应的不稳定性。

(三)行人运行特性分析

1.随意性和不规律性。步行的行为轨迹全凭行人的意志所控制，具有运动的随机性，没有较为固定的规则约束。部分行人交通意识较为薄弱，不遵守交通规则随意穿行道路的情况时常出现，侵占机动车道给正常运行的机动车辆带来降低车速甚至逼停车辆的影响，继而影响了整区域的正常通行。

2.步行速度不均匀性。步行速度是行人在单位时间内行走的距离。由于年龄、性别、性格、身体素质等方面的影响，不同行人的步行速度也各不相同,一般来说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)非机动车和行人对机动车运行影响

1.随机性。由于非机动车和行人具有运动的随机性，机动车驾驶员不能较好的提前预知其运动轨迹，需要时刻根据其随机改变运动行为而做出应对，这给混合交通中的机动车驾驶员带来心理上的压力和驾驶操作的考验。

2.制约性和传递性。非机动车和行人由于运行的灵活，加上部分交通参与者交通意识淡薄，随意的变道、闯红灯等违规行为会侵占正常行驶的机动车空间，制约其驾驶行为，导致机动车被迫变道或放慢速度，由于传递性继而影响临近车道和后续的机动车辆行驶状态。

三、混合交通流条件下组织优化技术

(一)交叉口渠化设计

1.交叉口渠化的定义。交叉口渠化设计的概念是通过标线、标志和实体交通岛等设施来引导或分隔混合的交通流,使不同性质的单位进入合理的区域路线，解决因各方向交通流而引起的相互干扰和冲突,从而使机动车和非机动车、行人安全有序地运行。交叉口渠化通过对道路交叉口渠化设计优化，可实现机动车与非机动车、行人分道行驶的目标，从而提高道路交叉口的通行能力，缓和混合交通流带来的路网压力。

2.交叉口渠化的方法。交叉口渠化设计通过减少交叉口冲突点的方法，选择性增加进出口车道数，在空间上采用渠化设计将机动车、非机动车、行人分离开来。

(1)交叉口机动车道渠化设计。针对机动车来说，在资源有限的条件下为了使左转、直行、右转机动车辆“各行其道”，车道功能的划分应根据不同道路实际情况确定，本文重点讨论路口宽度可划分为三条机动车道时的车道组合情况。①若左转、直行、右转方向车辆构成较均匀时，为各方向各专设1条车道；②若直行方向车辆较多，左转、右转方向车辆均较少，设1条左转直行共用车道、1条直行专用车道、1条右转直行共用车道；③若直行方向车辆较多，左转方向车辆也较多，右转方向车辆较少，设1条左转专用车道、1条直行专用车道、1条直行右转共用车道；④若直行方向车辆较多，右转方向车辆也较多，左转方向车辆较少，设1条直行左转共用车道、1条直行专用车道、1条右转专用车道。

(2)交叉口非机动车渠化设计。非机动车有着本身灵活而易于控制的特殊性，无论是大小、速度、安全保护措施都与机动车有明显差异，对交通尤其是道路交叉口交通的影响十分巨大，非机动车在交叉口处可采用左转弯等候区和左转弯待转区。

(3)交叉口行人渠化设计。针对目标群体庞大的行人来说，由于参与交通活动中无任何外物保护作用下直接暴露在外界中，因此需要将其与危险系数较高的机动车隔离开来。①在道路交叉口应设有专用人行横道，以便路上行人安全通过交叉口。设计人行横道主要考虑的因素包括交叉口位置、人行横道宽度和停车线的关系等，原则上人行横道在确保安全的前提下要使行人以最短的时间通过交叉口，减少对其他交通参与者的影响。②对于条件较好地区可设置交通岛，如导流岛、分隔岛和安全岛来保障行人安全。

四、总结

混合交通是我国交通的一大特色，通过对混合交通流特性的探讨并结合国内外学者的研究，分析混合交通流中机动车和非机动车、行人在参与交通活动时的特定运动规律。针对一系列可能影响道路正常通行的因素提出应对优化控制策略，充分发挥已取得成果的拓展应用，促进面向非对称混和交通流组织优化技术完善及应用推广，推动交通组织优化技术在交通管理实战中的管理和应用。希望可以通过此系列的优化控制措施改善因混合交通情况所带来的交通不便，使道路路网更为通畅，增强我国道路通行能力。