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论文摘要:道路通行权是公民的一项宪法权利,在当代社会对公民具有极其重要的价值。国外对道路通行权的研究较多,但国内法学界对道路通行权的概念尚未能形成一个较为一致的定义。文章在综述国内外有代表性定义的基础上,认为道路通行权有广义和狭义之分,并对其法律性质作出初步的阐述。
道路通行权的概念是随着机动车的问世、道路的现代化以及交通流量的增大而产生的。在马车时代,调整兽力车、人力车以及行人矛盾的原则是相互礼让,这个原则当时之所以奏效,主要原因在于非机动车速度较慢,容易控制,发现问题可以及时停车或者避让。加之那时道路处于原始状态,交通流量不大,既没有交通标志也没有交通法规,所以只要大家相互让一让,便可有效防止碰撞事故。如今,相互礼让已无法继续适应现代化道路交通的需要,交通流量的扩大以及速度的提升,都要求使用道路的车辆以及行人必须按照一定的规则运行,在防止碰撞事故的同时,还可避免不必要的停车、慢行或者让行。因为,现代化车辆的速度以及保障其高速行驶的道路都不允许再像马车时代那样走走停停,疾驰的汽车,也并非如人们想象中的那样可以随心所欲地启动或者停止。以普通小汽车100公里的时速计算,车辆每秒钟的前进距离可达三十米左右,即使在时速减半的街区道路,每秒钟的前进速度仍然可达十五米左右。
由于自重和惯性的影响,载重大卡车则需要更长的停车距离。由此可见,要实现道路交通高效、有序、安全的目标,必须要改变现状,治标治本,综合治理。做为道路交通的一项基本权利——道路通行权,正是达到上述目标所必不可少的基本元素之一。
1道路通行权的概念界定
在一些国家和地区,对道路通行权的研究较多,但国内法学界对道路通行权的概念尚未能形成一个较为一致的定义。在我国,道路通行权通常被称作路权。“路权”是用法理学方法研究道路交通安全法规的产物。尽管“路权”不是一个规范的法律用语,并且还是一个颇受争议的提法,在现行交通安全法规中尚没有对路权的明确定义。
道路通行权首先是一种权利,权利可以理解为资格,即去行动的资格,占有资源或享受的资格。权利也可以理解为具有正当性、合法性、可强制执行的主张,即以某种正当的、合法的理由要求或申请承认主张者对某物的占有,或要求返还某物,或要求承认某事实(行为)的法律效果。因此,道路通行权应当是赋予人们在道路上行动的资格,这种资格具有正当性、合法性,是法律承认的事实(行为)。其次,道路是一·种公共品或者说是一种准公共品,具有非竞争性和非排他性。这也就说明了只要是道路的交通参与者都可以在道路上通行,享用道路提供的空问资源和相关交通设施服务。
1.1国内外有代表性的道路通行权的定义
1.1.1美、英等国的定义
道路通行权的概念,世界各国都有研究和探讨。Wikipedia百科全书给出美国的道路通行权(right—of—way)的表述为:“在通行中或者在路口处的优先权。车辆必须避让有优先权的行人和有优先权的其他通行车辆。”这并不是一个绝对的权利,它必须在对自身和他人的通行情况正当考虑的基础上,以一种合理的形式进行实施。例如在交叉口处,它是一名驾驶员在其他驾驶员之前通过该交叉口的权利。
还有一种定义认为:人们沿某一固定通道穿越他人土地的特殊权益。在这一定义中,“人们”指公众或个人;“固定通道”指人们穿越他人土地时的限定路径,一般情况下不能超越的界线;“他人土地”指的是业主具有的土地所有权、使用权、租赁权等有关权益;“特殊权益”指的是为了特定目的而使用他人土地的某种受到限定的特权,这种权益可以受到法律的保护,其中“特定目的”可以是公众的或者是个人的。
英国对道路通行权的表述是“公众允许在路面上沿着线路通行的权利”。这种道路通行权的表述决定了几种道路的类型:步行道、马行道(非机动车道)、无限制性道路和限制性道路。
1.1.2我国台湾地区的定义
我国台湾地区对道路通行权称为路权,其定义为:用路人使用道路相关设施谁先谁后之权利(或利益),对于取得路权者具有优先通行与道路设施的权利,而未取得路权者则无通行权,必须等待具有路权者通过,取得路权后方可通行。其内容包括:(1)行人路权:加强取缔行近人行穿越道,不减速慢行、不暂停让行人优先通行之车辆违规行为,建立“行人优先通行”之基本路权观念;(2)汽车路权:加强取缔行人违规穿越车道行为,倡导行人亦无侵犯汽车通行之权利;(3)机车路权:加强取缔机车违规驶入人行道,建立人车各行其道之路权观念;(4)停车路权:执行扫除路霸、取缔并排停车等违规行为,加强公共场所与巷道停车秩序整顿;(5)铁路平交道路权:加强取缔闯越平交道熏大违规,并侣导火车行进就像炮弹一样快,而且不容易煞停,在铁路平交道上,有绝对优先通行的“路权”,我们没有向它挑战的权利;(6)高速公路行车路权:选订重大违规(如:行驶路肩、任意变换车道、未保持安全行车距离、未依规定之车道行驶)及匝道管制措施等主题为内涵,加强倡导高速公路行车路权。
l_1.3我国学界对道路通行权的定义及相关的法律规定
我国学界通常认为,道路通行权是车辆及行人在道路上行驶或行走的优先权利。即车与车、车与人(包括非机动车,下同)相会时,谁先行,谁要等。按照规则应当先行者,即拥有道路通行权,而没有道路通行权的车辆或行人则应等有道路通行权的车辆或行人通过之后方可通行。道路通行权包含了绝对道路通行权、相对道路通行权和优先道路通行权三个方面。总体上,我国对道路通行权的定义还不明晰,尚待深入研究。
我国1988年3月由国务院的《中华人民共和国道路交通管理条例》第一章第七条对道路通行权作了明确的规定,即“车辆、行人必须各行其道。借道通行的车辆或行人,应当让在其本道内通行的车辆或行人优先通行。”这一规定明确指出了车辆、行人根据道的划分,按交通法规规定属于谁的路就由谁走,这就是交通参与者所享有的法定通行道路的权利。
我国于2004年5月1日实施的《中华人民共和国道路交通安全法》第四章第三十六条,对道路通行权又作了新的规定,即“根据道路条件和通行需要,道路划分为机动车道、非机动车道和人行道的,机动车、非机动车、行人实行分道通行。没有划分机动车道、非机动车道和人行道的,机动车在道路中间通行,非机动车和行人在道路两侧通行。”笔者认为,新的《中华人民共和国道路交通安全法》对道路通行权的表述有所弱化,只是强调了车辆、行人分道通行,没有体现出各行其道的必要性。
上述文献资料,对于道路通行权的定义并不十分清晰,因而导致人们对交通法规的认识和理解程度也相应的不足,影响到交通管理部门对道路交通安全的管理。因此,笔者认为有必要对道路通行权的概念进行重新认识。
1.2道路通行权的概念
笔者认为道路通行权包括广义和狭义两种理解。具体阐述如下:
1.2.1广义的道路通行权
在道路交通管理活动中,广义的道路通行权是指道路交通参与者对道路的使用权。广义的道路通行权可以划分为通行权、先行权和占用权三种。
(1)通行权是车辆或行人依据交通法规以各行其道原则在一定空间和一定时间内通行道路的权利。通行权的基本要求是机动车在机动车道内拥有通行权,非机动车在非机动车道内拥有通行权,行人在人行道和人行横道内拥有通行权。同一交通主体的通行权可分解为空间通行权和时间通行权两种。空间通行权是指车辆或行人依据交通法规各行其道原则可以在道路某一部分内通行的权利。时间通行权是指车辆或行人依据交通法规各行其道原则在规定的时间内可以在道路某一部分通行的权利。
空间通行权和时间通行权是辩证的统一,二者的有机结合构成了通行权。一般情况下对于同一交通主体而言,空间通行权和时间通行权是同时存在的,但在具有某种特定条件的情况下除外。例如,我国不少大、中城市规定的在白天货车、拖拉机不准驶入市区,即表明这些车辆在白天的城市道路不具有时间通行权。只有在夜间他们才同时具有空间通行权和时间通行权。再如,因特殊情况实行交通管制的路段禁止车辆、行人通行,实际上也是对该路段内车辆、行人时间通行权的限制。通行权离不开空间通行权和时间通行权,二者缺一不可。只有同时具备了空间通行权和时问通行权,才拥有合法的道路通行权。
(2)先行权是指享有通行权的车辆或行人依据交通法规在一定的空间范围内优先通行的权利。例如,行人通过人行横道享有先行权。机动车辆行经人行横道时,应减速行驶,遇行人正在通过人行横道,应当停车让行。借道通行的车辆或行人,应当让在本车道内行驶的车辆或行人优先通行。在窄路或狭桥会车有困难的,有让路条件的一方让对方先行。在有障碍的路段,有障碍一方让对方先行。在狭窄的坡路,下坡车让上坡车先行,但下坡车已在行驶途中而上坡车未上坡时,上坡车让下坡车先行等等。
通行权与先行权有着密切的关系,二者相互转化,是道路通行权在道路交通活动中的两种不同的表现形式。先行权所要解决的是车辆、行人在道路上相遇时让行的问题。先行权以通行权为前提,只有享有通行权的车辆或行人才可能享有先行权。没有通行权,就不可能有先行权;享有通行权,也不一定就享有先行权。只有在交通法规设定的情况下,车辆或行人才享有先行权。(3)占用权是指人们依据交通法规在道路的一定空间和一定时间内进行与道路交通有关活动的权利。在道路上进行的“与交通有关活动”包括的内容很广,有交通占道、施工占道、公用设施占道、安全设施及绿化设施占道、商业占道等等。这些都关系到道路交通的安全、畅通,也同样受到交通法规的规范或制约。因此,完整的道路通行权,也必须包括对道路的占用权。
1.2.2狭义的道路通行权
狭义的道路通行权是指交通参与者(机动车驾驶人、非机动车、行人等)根据交通法律的规定在一定空间和时问内使用道路通行的权利。也即广义的道路通行权中的通行权部分。《道路交通安全法》和《道路交通安全法实施条例》(以下简称《实施条例》)对各种车辆、行人在道路上通行的权利作了明确的规定。如:“道路划分为机动车道、非机动车道和人行道的,机动车、非机动车、行人实行分道通行。没有划分为机动车道、非机动车道和人行道的,机动车在道路中间通行,非机动车和行人在道路两侧通行。”(《道路交通安全法》第36条),这是空间上的通行权;又如:“车辆行人应按交通信号通行”(《道路交通安全法》第38条)“机动车通过有交通信号灯控制的交叉路口,遇放行信号时,依次通过。”(《实施条例》第51条),这是时间上的通行权。交通参与者在自己享有通行权的空间和时间内,其他交通参与者应当依法履行其义务,保证享有通行权者的利益得到实现,不得侵犯其享有的通行权。
2道路通行权的法律性质
2.1道路通行权在法律上主要表现为通行权利与通行义务关系
道路通行权是一种行政法律关系。这种行政法律关系的主体是交通参与者,客体是交通参与者的权利和义务。交通参与者在进行道路交通活动或与道路交通有关活动时,所拥有的每一项权利都与他们履行遵守交通法规的义务是不可分离的。通行义务,专指交通参与者在道路上从事交通或与交通有关的活动的时候,依法所应当履行的不得非法侵害他人道路通行权和注意交通安全、回避交通危险的法律义务。因此,道路通行权是交通主体权利和义务的统一。
2.2道路通行权的法律纠纷主要是侵权
违反道路通行权和交通违章的行为都是侵害他人合法交通权益的行为。违反道路通行权是指违反通行权、先行权、占用权的行为,交通违章是指违反交通法规的行为。前者属于侵权行为,后者属于违法行为。根据各行其道原则的规定,车辆、行人应当在各自的道路部分内通行,如果随意进入其他道路部分,就是对该道路内车辆、行人交通权益的侵犯,由此而产生的(法律)后果应当由侵权者承担主要或全部(法律)责任。这里的“侵权者”是相对道路通行权而言,“承担主要或全部(法律)责任”是相对交通法规而言。因此,侵权是道路通行权的法律特征。
2.3道路通行权是交通法规的法学范畴
道路通行权在交通法规规范中有着充分的体现,在交通管理实践中有着广泛的应用。但是应当指出,道路通行权既不等同于交通法规规范,又不等同于交通管理的基本原则,它是长期以来人们在交通管理立法和执法过程中产生的一种共识,并上升为理性认识,从而对交通管理立法和执法的发展和完善起着明显的推动和支配作用。道路通行权的这一特征表明,道路通行权是交通法规的法学范畴。
2.4道路通行权是交通主体通行道路和占用道路的基本准则
道路通行权的内容丰富,它是诸多道路交通管理基本原则和诸多道路交通管理法规基本原则的综合体现,它从不同层次涉及到交通违章及道路交通事故的责任认定。因此道路通行权体现了交通主体通行道路和占用道路的基本准则。
2.5道路通行权对交通行为具有预测和评价的作用
道路通行权体现了交通法规对交通参与者进行道路交通活动以及与道路交通有关活动的基本要求,人们可以以交通法规为依据,以道路通行权为方法,来衡量判断自己和他人的交通行为是否合法合理,用交通法规和道路通行权的预测和评价作用去指导或规范自己和他人的交通行为。道路通行权的评价作用还体现在交通事故处理的法规之中,对交通事故当事人责任的认定,不仅具有定性作用,而且具有定量作用。
随着工业文明的发展,机动车的数量大幅度增加。电动车是一种新型交通工具,在世纪之初应运而生,它方便、快捷、环保,更是许多工薪阶层首选的代步工具。但由于管理疏忽和自身素质原因,近年来不遵守交通规则,抢道行驶,超速行驶等违反交通规则的现象时有发生,这使得城市道路交通越发拥堵,机动车与非机动车之间的矛盾日益加剧。为缓解交通压力,深圳实行“禁摩限电”政策,把矛头指向违规的电动车,除深圳以外,上海、沈阳等地也都尝试了电动车禁驶政策。这种一刀切的管理模式看似是道路交通管制问题,实则是对非机动车行驶者路权的侵害。
路权的内涵
学界对于“路权”的概念有不同的定义,有观点认为:路权是道路的交通参与者使用道路以及道路交通相关设施的权利。有观点认为:从字面意思,“路权”简言之就是人们使用道路的权利,不过并不能否认存在着先后顺序。路权由通行权和优先权组成,前者体现交通参与者依法享有的使用道路的权利,后者表现为交通参与者行使道路权利的先后次序。虽然对于路权的概念有多种解释,但大致可以分为两种,一种是“道路通行权”,一种是“优先通行权”。道路通行权是每个交通参与者可以平等的享受道路通行的权利。优先通行权是交通参与者在实际的道路通行过程中相遇,根据技术通行需要而分配道路资源。道路通行权涉及的是交通参与者的权利平等问题。而优先通行权涉及的是道路资源的分配公正问题。
由于交通管理的疏忽,机动车使用者违章乱停,占用非机动车道,使得非机动车无路可走;非机动车抢道行驶,抢占机动车道,导致交通安全隐患;许多路段甚至未设置非机动车行驶路道,非机动车只能在机动车道行驶,这一切都加剧了机动车与非机动车之间的矛盾。这一矛盾的实质是:在有限的交通资源条件下,机动车使用者与非机动车使用者的优先通行权发生了冲突,没能按照法律法规合理的利用好交通资源,最大程度地实现道路的畅通。而在处理机动车与非机动车矛盾时,有些管理者直接依据“效率优先”原则,限制或禁止非机动车在道路上通行,为机动车开辟道路,这一举措确实大大减少了交通事故的发生,改善了道路拥挤问题,缓解了矛盾。但也侵犯了非机动车使用者的道路通行权。这一路权制度安排中缺失了“兼顾公平”。本文将从效率和公平的角度来审视这种路权制度存在的问题。
“效率优先”与人的尊严
公共政策的制定应该依据什么。这是一个常见的社会问题。对于一个会对大部分人产生影响的决策,政府机构该做出怎样的选择?更确切地说,政策的制定应该按照怎样的标准?是经济福利,个人福祉,公平正义还是其他的一些标准?在功利主义者那里,社会决策的制定是只考虑效率,考虑各种选择的结果,而很少考虑这样决策的影响、决策的程序、公平正义、人的尊严和基本权利。因为任何目的的追求,只要考虑到公平和公正,就有可能会限制这个目的在效用、财富和福祉上最大程度的实现。
功力主义两个最著名的社会决策评价标准是卡尔多・希克斯改进和帕累托改进。卡尔多・希克斯的效率标准是如果一个人的境况由于变革而变好,且能补偿另一个的损失,即使有些人的利益被损害了,只要整体的效益改进了就是可行的。帕累托改进是使得至少一个人变好,且没有人变糟。可以看出帕累托改进更容易让人接受,看起来没有伤害,更公平。但是在现实的政策中基本很难做到不伤害任何人,尤其是在稀缺资源的分配政策中。卡尔多・希克斯改进为了使一些人获利而允许伤害其他一部分人的利益,旨在实现最大多数人的最大幸福,是一种纯粹的结果论。
这种“效率优先”的评价标准是以牺牲一部分人的利益为前提,没有考虑到这些受害者的权利,仅仅是把他们当作一种手段来帮助别人。康德认为:“每个有理性的东西都自在地作为目的而实存着,他不单纯是这个或那个意志所随意使用的工具。在他的一切行为中,不论对于自己还是对于其他有理性的东西,任何时候都必须被当作目的。”人有一种无法比拟的、无法估量的尊严,有能力决定自己的行为,让它符合意志的道德法则,而不是来自外部权威或者自己的倾向或欲望的影响,康德是将这种能力定义为自或自由,正是这种自和自由赋予了人类人格和尊严。当自被剥夺,人就不是作为自身的目的而存在,而是被当作一种工具,尊严就受到了侵犯。一桩交易的实施,如果没有得到受其影响的人的同意,而是以强制或者欺骗的手段强加于这个人,那他仅仅只是作为一种工具,尊严就受到了侵犯。如果一个人没有机会对于影响他的政策提出观点,不能通过给予同意和拒绝同意来影响它,只能被迫的接受,那这就是强制。在机动车与非机动车的路权矛盾中,深圳政府的“禁电限电”政策遵循效率优先的价值取向,从经济学角度看,效率确实大大提高了,但从伦理学角度看,这种“一刀切”的管理模式侵犯了非机动车行驶者的尊严。在未经过非机动车使用者的同意下。直接剥夺了他们原本拥有的道路通行权,牺牲非机动车行驶者的利益,来帮助机动车行驶者,极大的侵犯了他们的尊严。
平等主义理论要求“兼顾公平”
“效率优先”的制度安排是得不到普遍认同的,损坏非机动车通行权的做法,不仅侵犯了非机动车行驶者的尊严,更违背了公平正义,剥夺非机动车行驶者的道路通行权是一种不平等。
世界上充满了不平等,造成不平等的原因也有很多。有些人出生富裕,得到很好的教育,有丰富的资源;有些人出生贫穷,得不到好的喂养,更没有好的教育和医疗。这是运气问题。这种不是由自己的过错而导致的不平等,政府或福利机构应该对其加以补偿。还有一种不平等是社会强加的,并不涉及运气问题,如:种族歧视,故意剥夺某一种族人的工作、住所和教育,去提供给另一种族的人。或者,女性被否定、被剥夺工作,却只把特权给男性。这就不仅仅只是坏的运气问题了,而是很明显的不公平。平等原则要求那些适合的、有资格的人都应该有公平的机会,如果政府尽力去促成这种机会平等,无疑是一件好事。
关键词:交通拥堵,离散化模型, 信号交叉口,交叉口通行能力
Study of congestion problem on urban highways
Gulbahar Tohti1 Nijat Yusup2 Ma yuchun3
1 Department of Mechanical Engineering , Xinjiang University, Urumqi, China ,830046
2 Industrial Trainning Center, Xinjiang University, Urumqi, China ,830046
Abstract: Based on survey data of delays on intersections in urban highways and in accordance with theoretical capacity of each traffic lane, various reasons of delay in intersections are analyzed. A discrete traffic model to simulate traffic in intersections using Gaussian mesh method is built. After modifying intersection properties, weight of each factor in terms of their effect to capacity is acquired. An optimized way to solve traffic delay is hereby recommended.
Key words: Traffic delay, discrete model, signal controlled intersection, capacity analysis
0 引言
交通是人类生存和社会发展所必须进行的活动,与社会经济的发展密切相关,交通是社会经济的大动脉,交通的发展带动国民经济的发展,所以说交通问题的本质是经济问题。随着社会经济的发展,汽车保有量的急剧增加,交通问题日益严峻,其带来的经济损失也是巨大的。制约道路的通行能力特别是城市道路通行能力的瓶颈是断面交叉口的通行能力,因此,本文对城市道路交叉口通行能力的研究对城市的发展、交通条件的改善是很有必要的。
1 信号交叉口通行能力及评价指标
交叉口的通行能力是指各向相交道路进口处通行能力之和,而每个进口处通行能力又分为直行、右转和左转三种情况。国内常用的计算方法是以进口处车道的停车线作为基准面,凡是通过该断面的车辆就被认为已通过交叉口,所以称为停车线断面法。
1、1 交叉口通行能力的概述
通常采用最多的是十字形交叉口, 型式简单, 交通组织方便, 街角建筑容易处理, 适用范围广, 可用于相同等级或不同等级道的交叉, 在任何一种型式的道路网规划中, 它都是最基本的交叉口型式。采用《城市道路设计规范》推荐的停止线法计算, 其直行、左转弯、右转弯车道通行能力计算公式为:
(1) 一条专用直行车道的通行能力
(2)一条专用左转车道的通行能力
;
(3)一条专用右转车道的通行能力
1、2交叉口通行能力的评价指标
对一个信号交叉口通行能力的评价依据是它是否满足了该区域的交通需要或它对该区域交通的阻抗是否比较小,评价指标主要有:
(1)交叉口的复杂程度
(2)交叉口延误时间
总延误 = 总停驶车辆数 观测时间间隔 (辆•秒)
每一停驶车辆的平均延误 = 总延误 / 停驶车辆总数
(3)交叉口排队长度
影响城市道路交叉口通行能力的因素主要取决于道路条件、交通条件、车辆状况以及周边交通环境。影响因素表现为车速、车道数、车道宽度、车况、信号配时以及视距三角形对交叉口通行能力的影响。
2 信号交叉口数值建模及交通仿真
2.1建模思想及模型建立
由于交通流问题是离散化问题,所以用离散化数学模型并采用离散格子法来描述交通流问题有利于我们更好的认识和解决交通流问题。
交通流离散化模型有:
(1)自由行驶
ifj=0(慢车道),
ifj=1(快车道),
(2)跟驰行驶
if
elseif
elseif
式中:―― 时刻第 辆车的加速度;
―― 时刻第 辆车与第 辆车之间的速度差;
―― 时刻第 辆车速度;
―― 时刻第 辆车与第 辆车的车头间距;
――常数。
其中,跟驰过程的参数在不同属性的车道上是不同的。
(3)换道规则
If ( j=0&&i>10&&(|| ))
{
if满足换道条件
then由慢车道换到快车道
}
所有车辆位置的更新规则:
式中: ――每个时间周期当前车辆n运行的距离;
――当前车辆n所处的位置;
――每个网格的长度。
2.2离散化信号交叉通仿真
本文开发的交叉通仿真系统以三个平台为基础:
(1)面向对象的软件开发平台,本文所用的软件开发平台为基于Linux操作系统的以 Visual C++ 作为编程工具的软件开发环境。
(2)Gnuplot三维显示平台,本文采用Gnuplot作为可视化仿真环境的开发平台。
(3)数据库平台,考虑到软件的方便性,系统的底层数据库采用Access 2000
作为数据存储平台。图1为交叉通流模拟仿真的流程图。
图2为本文开发的信号交叉通流仿真程序中的一个界面,它模拟信号交叉口车辆运行的状况,该程序实现了信号交叉通流微观仿真模型的应用,可再现跟驰、超车、排队等道路上出现的微观交通流现象。
图 1交通流仿真流程图
图 2信号交叉通仿真可视化界面
3 信号交叉口影响因素数值分析
3.1 影响因素
现考虑影响交叉口通行能力主要有六大因素:车速、车道数、车道宽度、车况、信号配时以及视距三角形。根据道路工程、道路交通安全法规及参考文献[1][3][4]可得到标准城市信号交叉口影响因素的参数,参数如下表1:
表1 城市交叉口影响因素参数
影响因素 车速 引道车道数 车道宽度 车况 信号配时 视距三角形
参数 30 km/h 3条 3.5 m 正常 渠化配时 视野良好
3.2 因素分析
面对复杂而又离散化的交通问题,本文采用离散化模型对其微观过程进行仿真,从而得出不同条件下的交叉口通行能力。
(1) 车速分析
假设其他五个因素处于标准情况,分析在不同车速情况下交叉口的通行能力时,可得权函数为:
V1=40 km/h N11= 8396 pcu/h
V2=35 km/h N12= 8192 pcu/h
V3=30 km/h N13= 7972 pcu/h
V4=25 km/h N14= 7640 pcu/h
V5=20 km/h N15= 7180 pcu/h
(2)车道数分析
假设其他五个因素处于标准情况,分析在不同车道数情况下交叉口的通行能力时,可得权函数为:
n1=6N21=12596pcu/h (左两条、直三条、右一条)
n2=5N22=10536pcu/h (左两条、直两条、右一条)
n3=4N23=8408 pcu/h (左两条、直一条、右一条)
n4=3N24=7972 pcu/h (左、直、右各一条)
n5=2N25=5018 pcu/h (直左、直右各一条,此时为传统信号配时)
(3)车道宽度分析
假设其他五个因素处于标准情况,分析在不同车道宽度情况下交叉口的通行能力时,可得权函数为:
m1=3.75 m N31=8444 pcu/h
m2=3.50 m N32=7972 pcu/h
m3=3.25 m N33=7488 pcu/h
m4=3.00 m N34=6772 pcu/h
m5=2.75 m N35=6136 pcu/h
(4)车况分析
假设其他五个因素处于标准情况时,分析在不同车况情况下交叉口的通行能力时,可得权函数为:
a1 车况较好时 N41=7988pcu/h
a2 车况一般时 N42=7972pcu/h
a3 车况较差时 N43=7402pcu/h
此时对车辆情况划分的标准是根据调查车辆中起动困难车辆占所有调查车辆的比例来确定的。假设小于2%为车况较好,处于2%~6%为车况一般,大于6%为车况较差。
(5)信号配时分析
假设其他五个因素处于标准情况,分析在不同信号配时情况下交叉口的通行能力时,可得权函数为:
b1 传统模式时 N51=5496 pcu/h
b2 渠化配时时 N52=7972 pcu/h
(6) 视距三角形分析
假设其他五个因素处于标准情况,现分析在不同的视距三角形情况下交叉口的通行能力时,可得权函数为:
c1 视野不足时 N61=7764pcu/h
c2 视野良好时 N62 =7972 pcu/h
最终可得在不同情况下的交叉口通行能力为:
式中 N0――标准情况下的交叉口通行能力;
――分别为上述六种影响因素的权函数。
根据上面通过仿真结果得到的数据进而求得各影响因素的权函数,为了便于计算和较好的可视化操作,本文采用VB编程对其进行求解,得到结果如图9所示的信号交叉口通行能力的结果。
图 9 不同车速交叉口通行能力
车速为30km/h通行能力为7972、40 km/h通行能力为83902、50 km/h通行能力为8452,此时的交通量逐渐增加,而车速提高到60km/h时为通行能力为8158交通量逐渐减少。综上所述,在处理交叉口的问题时,要综合考虑各种因素对交叉口的影响,对于不同的问题交叉口,首先要解决的是对其影响最大的因素,根据各因素对交叉口的影响的权函数分析,我们可以根据其权值的大小来制定优化交叉口方案。(1)若速度对整个交叉口影响最大,则调整至最佳速度(2)若车道数对整个交叉口影响最大,则增加车道数至少满通量的需求(3)若信号配时对整个交叉口影响最大,则考虑采用渠化配时(4)若周围环境引起的视距不足对整个交叉口影响较大,则考虑清除交叉口周围的树木或一些附属设施。
信号交叉口越来越严重的制约着整条道路甚至整个路网的车辆通行,文章研究的城市道路交叉口通行能力分析可以对不同的十字信号进行快速的参数化分析,对信号交叉口的设计规划提供一定的参考。
4 结语
本文首先建立离散化数学模型,再通过编写程序建立一个十字交叉口并对其进行微观模拟仿真,初步得出了车速、车道数、车道宽度、车况、信号配时以及视距三角形与交叉口通行能力的关系,以及它们与交叉口通行能力的权重比,这有助于我们认识和解决交叉口拥挤问题,为我们今后研究交通问题提出了一种新的研究思路,即从交通流入手建立交通流模型再对交通流进行模拟仿真,为我们认识和解决交通问题提供了有效的工具和方法,但是文中的结果只是理论上的分析计算,还有待于与实际交通情况相结合进行更进一步的研究。
参考文献
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一、交通安全理念教育是交通行为习惯转变的基础
要增强广大交通参与者的交通安全意识,规范其参与交通的行为,就必须牢固树立交通安全理念。然而,让人接受一种理念不容易,再把它转化为行为习惯更是难上加难,所以,深入开展交通安全宣传教育任重道远。
(一)依据交通参与者群体特性制定宣教计划
回顾以往的交通安全宣传教育模式,应该说交警部门已经费尽心思,如发宣传资料、悬挂宣传横幅、刷宣传标语、制作宣传录像、到学校、机关企业事业单位上交通安全课、送戏下乡等等,可谓形式多样、内容丰富,可宣传效果如何呢?各类交通违法行为仍随处可见,交通事故仍在高位徘徊,交通安全形势让人堪忧。交通安全宣传教育主体单一、机制不健全、宣传面不广、效果不明显是目前交通安全宣教育工作中存在的普遍性问题,为适应新形势需求,要逐步提高公民的交通法制观念和交通安全意识,必须健全交通安全宣传机制,创新道路交通安全宣传模式,扩大宣传面,增强宣传效果。
从一名交通管理者的角度出发,按交通参与者的交通方式,可以分驾驶人、行人、非机动车驾驶人、乘车人四类;按交通参与者的社会身份,可以分为城镇居民、农村居民、流动人口三类;按交通参与者的年龄,可以分儿童、青少年、中老年三类等等。随着交通参与者越来越广泛,人们的交通需求也越来越多,交通安全宣传教育也应当从实际出发,力求做到针对性、灵活性、多样性。灵活、多样的宣传手法,生动、具体的宣传内容,不仅可以防止宣传对象对我们的宣传产生抵触或厌烦心理,更能够激起宣传对象对交通安全知识的求知欲,从而自觉地行动起来,自我管理,自我约束,自我防范,使宣传得到实际效果。因此,对交通参与者进行群体特性区分,更便于制定有针对性的教育计划,因人施教,提高宣传教育的成效。
(二)将交通安全宣传教育融入生活
如何让学习交通法规,遵守交通规则成为广大交通参与者的自觉行为,文明参与交通成为广大交通参与者的行为习惯呢?著名教育学 家陶行知 先生认为,各种知识和技能学习最好在生活中进行,习惯培养更应该如此。教育是以影响人的身心发展为直接目的的一种社会活动,是传承社会文化、传递社会生产经验和社会生活经验的基本途径。由此可见,脱离生活实际的教育,往往达不到预期的教育效果,以往教条式、本本主义的宣传教育对交通参与者并未起到根本的警示作用,强迫式的宣教,极易引起被教育者的厌烦和抵触情绪。所以,我们在开展交通安全宣传教育时,一定要让交通参与者的学习观念从“你要我学”转变为“我要学”,让学习交通法规成为广大交通参与者的基本需求,一种对生命安全的社会需求。
社会是一个最大的学堂,它对“学生”没有任何要求,因此,我们在开展宣传教育的时候,要充分利用“大学堂”的教学资源,将交通安全理念渗透到人们的生活中去。电视、广播、报刊、灯箱广告、车站、酒店、超市、社区活动室等等,以“润物细无声”的方式,潜移默化地将交通安全意识灌输给广大交通参与者。
(三)教育与处罚相结合仍是目前最行之有效的方法
没有规矩不成方圆,交通安全法规就是交通参与者交通行为的规
矩。交通法规的执行,依赖于人们对它的认同、信仰和自觉的遵守,这需要一个很长的过程,既法律制定----强制执行----抵制、规避----强制执行----认同、自觉执行。因此,从目前的社会交通安全形势看来,交通法规的强制执行仍将持续很长一段时间,也就是说要让交通参与者自觉养成交通安全行为习惯,交通管理部门的行政执法必不可少。 其实,再一无是处的人,他也明白生命的可贵,也明白“车损可以修复,人毁无法弥补”的道理,关键在于他是否意识到交通安全与生命息息相关,要提高这种认识,是离不开交警的长期执法管理。每年,交通管理部门都要组织开展不同类型的交通秩序集中整治,不断强调严管重罚。在整治工作期间,道路交通秩序的确有明显改善,交通遵章率会大大提高,交通事故得到有效控制。然而,一旦整治结束,严管态势缓和,各类交通违法行为就会慢慢反弹,交通事故随之增加。可见,在我国目前的交通安全形势下,加强行政执法,加大处罚力度确实是最直接、效果最显著的管理方法。在此,笔者并不是提倡“以罚代教”,只是借用“重典治乱”来实现交通管理最基本的目标----改善出行环境,提高交通行为守法率。处罚只是我们用来提高教育效果的一种辅助手段,我们在与交通违法行为较量与抗衡中,应该先让交通违法行为人束手就地仰视你,并因为你的存在而形成“恐惧惯性”,然后畏于执法威慑力,朝你所期待的目标迈进。在我们通过行政执法给予交通违法行为人当头一棒后,必须将执行法律与宣传法律有机结合,才能让法规深入人心,并进而转化为道德的一部分,进而转变为文明的交通行为习惯。
二、交通安全行为习惯形成关键在于自我养成
常听人说“习惯不会让人痛苦,养成习惯的过程是痛苦的。”如何养成交通文明行为习惯,提高遵守交通法规的自觉性,让大家在习惯养成的“痛苦”中体验到交通安全带来幸福快乐呢?笔者觉得除了交通管理部门的外力推动,关键还在于交通参与者个体的自我学习、自我提高、自我管理。
(一)自我学习,提高交通行为的辨析能力
无论是以何种交通方式参与交通的行为人,都能对事物作初步地分析、推理、判断和能力评价。作为一名交通参与者,必须掌握参与交通的基本规则,才能在参与交通时作出正确的行为决定。这就要求交通参与者要重视交通安全法规的宣传教育,把交通法规作为人生一门必修功课来认真学习。人们在自主学习的同时,还应当虚心接受他人的监督、指正,通过深化学习,进而强化行动,提高自我辨析交通行为正确与否的能力。
(二)自我提高,增强文明交通的践行能力
要将交通安全行为理念转化为良好交通安全行为习惯,将交通安全意识演变为文明交通行为,广大交通参与者应该动脑、动手、动口参与交通安全行为体验,从而丰富和加强内心体验,并促使已有的健康的交通安全意识变为自己的内心需要。人的素质并不全都是一样的,在参与交通的过程中,总有一些人在有意无意地破坏着交通规则,以一种不文明的行为在践踏着许多交通人所努力营造起来的文明。每个交通参与者都有义务、有责任共同承担起维护交通文明的责任,从我做起,从每一个人做起,对身边那些不遵守交通规则、破坏文明交通的人和行为大胆予以制止,积极做一名文明交通的践行者和劝导者。
(三)自我管理,提升交通出行的综合素质
1、基本要求:小学生不得玩火:一是不能带火柴或打火机等火种;二是不得随意点火,禁止在易燃易爆物品处用火;三是不得在公共场所燃放鞭炮,更不允许将点燃的鞭炮乱扔。在火灾现场,小学生等未成年人要坚持先逃生的原则。
2、火灾的处理办法
家中起火,不要慌张,应根据火情及时采取相应措施:如果炒菜时油锅起火,迅速将锅盖紧紧盖上,使锅里的油火因缺氧而熄灭,不可用水扑救。
房间内起火时,不能轻易打开门窗,以免空气对流,形成大面积火灾。
纸张、木头或布起火时,可用水来扑救,而电器、汽油、酒精、食用油着火时,则用土、沙泥、干粉灭火器等灭火。
若火势已大,必须立即报火警。被火围困时,应视不同情况,采取不同方法脱离险境。如俯下身体,用湿布捂鼻。
3、发生火灾应如何报警?
如果发现火灾发生,最重要的是报警,这样才能及时扑救,控制火势,减轻火灾造成损失。火警电话的号码是119。这个号码应当牢记,在全国任何地区,向公安消防部门报告火警的电话号码都是一样的。格根据这个号码,每年的11月9日,被确定为消防安全日。不能随意拨打火警电话,假报火警是扰乱社会公共秩序的违法行为。在没有电话的情况下,应大声呼喊或采取其他方法引起邻居、行人注意,协助灭火或报警。
4、遭遇火灾如何正确脱险?
遭遇火灾,应采取正确有效的方法自救逃生,减少人身伤亡损失:
(1)一旦身受火灾危胁,千万不要惊慌失措,要冷静地确定自己所处位置,根据周围的烟、火光、温度等分析判断火势,不要盲目采取行动。
(2)身处平房的,如果门的周围火势不大,应迅速离开火场。反之,则必须另行选择出口脱身(如从窗口跳出),或者采取保护措施(如用水淋湿衣服、用温湿的棉被包住头部和上身等)以后再离开火场。
(3)身处楼房的,发现火情不要盲目打开门窗,否则有可能引火入室。
(4)身处楼房的,不要盲目乱跑、更不要跳楼逃生,这样会造成不应有的伤亡。可以躲到居室里或者阳台上。紧闭门窗,隔断火路,等待救援。有条件的,可以不断向门窗上浇水降温,以延缓火势蔓延。
(5)在失火的楼房内,逃生不可使用电梯,应通过防火通道走楼梯脱险。因为失火后电梯竖井往往成为烟火的通道。并且电梯随时可能发生故障。
(6)因火势太猛,必须从楼房内逃生的,可以从二层处跳下,但要选择不坚硬的地面,同时应从楼上先扔下被褥等增加地面的缓冲,然后再顺窗滑下,要尽量缩小下落高度,做到双脚先落地。
(7)在有把握的情况下、可以将绳索(也可用床单等撕开连接起来)一头系在窗框上,然后顺绳索滑落到地面。
(8)逃生时。尽量采取保护措施,如用湿毛巾捂住口鼻、用湿衣物包裹身体。
二、交通安全类
我国《交通法》规定,我国在道路行驶的机动车,必须遵守右侧通行的原则,机动车司机和前排座位乘客必须系安全带。
1、行走时怎样注意交通安全?
同学们上学和放学的时候,正是一天中道路交通最拥挤的时候,人多车辆多,必须十分注意交通安全。
(1)在道路上行走,要走人行道;没有人行道的道路,要靠路边行走。
(2)集体外出时,最好有组织、有秩序地列队行走;结伴外出时,不要相互追逐、打闹、嬉戏;行走时要专心,注意周围情况,不要东张西望、边走边看书报或做其他事情。
(3)在没有交通民警指挥的路段,要学会避让机动车辆,不与机动车辆争道抢行。
(4)小学生在放学排路队时要头戴小黄帽,在雾、雨、雪天,最好穿着色彩鲜艳的衣服,以便于机动车司机尽早发现目标,提前采取安全措施。
2、横穿马路应该注意什么?
横穿马路,可能遇到的危险因素会大大增加,应特别注意安全。
1)穿越马路,要听从交通民警的指挥;要遵守交通规则,做到“绿灯行,红灯停”。
2)穿越马路,要走人行横道线;在有过街天桥和过街地道的路段,应自觉走过街天桥和地下通道。
3)穿越马路时,要走直线,不可迂回穿行;在没有人行横道的路段,应先看左边,再看右边,在确认没有机动车通过时才可以穿越马路。
4)不要翻越道路中央的安全护栏和隔离墩,更不能在马路上滑滑板。
5)不要突然横穿马路,特别是马路对面有熟人、朋友呼唤,或者自己要乘坐的公共汽车已经进站,千万不能贸然行事,以免发生意外。
3、怎样认识交通信号灯?
交通信号灯分为两种,一种是用于指挥车辆的红、黄、绿三色信号灯,设置在交叉路口显眼的地方,叫做车辆交通指挥灯;另一种是用于指挥行人横过马路的红、绿两色信号灯,设置在人行横道的两端,叫做人行横道灯。我国交通法规也对交通指挥信号灯做出了规定:
1)绿灯亮时,准许车辆、行人通行,但转弯的车辆不准妨碍直行的车辆和被放行的行人通行。
2)黄灯亮时,不准车辆、行人通行,但已越过停止线的车辆和已进入人行横道的行人,可以继续通行。
3)红灯亮时,不准车辆、行人通行。
4)绿色箭头灯亮时,准许车辆按箭头所示方向通行。
5)黄灯闪烁时,车辆、行人在确保安全的原则下可以通行。
4、骑自行车安全知识
我国被称为“自行车王国”,是世界上拥有自行车最多的国家。但是,自行车结构简单、一碰就倒、稳定性差,因此它是交通工具中的弱者。在交通伤亡事故中,非机动车(主要是自行车)受伤人数居第一,伤亡人数居第二。在我国,少年儿童年满12周岁,方能在道路上起自行车,并要遵守交通规则在慢车道上骑车。
5、乘坐公共汽车应该注意什么?
1)乘坐公共汽(电)车,要排队候车,按先后顺序上车,不要拥挤。上下车均应等车停稳以后,先下后上,不要争抢。
2)不要把汽油、爆竹等易燃易爆的危险品带入车内。
【关键词】城市道路、直流通行、架桥、线形、概念、设计
中图分类号: S611 文献标识码: A 文章编号:
如果说城市的交通是整个城市运作的灵魂,那么道路则是交通的脊柱,由此可知道路设计对城市的交通起着至关重要的作用。本文主要来论述道路线形设计方面的问题和直流通行道路的设计。
1.城市交通道路线形设计
1.1认知城市道路线形的概念。城市道路线形是由直线和曲线连接而成的空间立体线形形状,即道路中心线的空间描绘。它是城市道路的骨架,好的线性设计有利于行车的安全、舒适、经济及道路的通行顺畅,有利于道路构造物设计、排水设计、路面工程及其他构造物的设计,同时也带动了沿线经济的发展。 1.2城市道路线形设计论1.2.1平面线形设计。首先,设计道路平面位置应与城市道路总体规划道路网布置相协调;其次,道路平面线形设计应与地形地质、水文等结合,且要符合各级道路的技术指标;道路平面设计应处理好直线与平曲线的衔接,合理的设置缓和曲线、超高和加宽等,应根据道路等级合理设置交叉口,沿线建筑物出入口,停车场出入口,分隔带断口,公共交通停靠站位置等;此外,路线布设应尽可能地平顺,一般采用较长的直线,较大半径的曲线,中间加入缓和曲线的线形,转向处偏角要少且线形要平顺;最后,也是最重要的平面线形需分期进行时,应立足当前,兼顾远期。
1.2.2最小纵坡设计。避免小于0.3%的纵坡设计,因为纵坡过小将造成路面排水不良,雨天行车溅水成雾,影响行车安全,同时,在路面上积水到一定厚度后,高速行车时,在车轮与路面间产生“水膜”现象,使轮胎与路面间的摩擦阻力大大降低,这时如果有情况需要刹车减速,往往会酿成行车事故。
1.2.3小偏角的设计。道路出现小偏角时,平曲线的长度看上去会比实际的短,驾驶员容易产生急转弯的错觉而急忙操作方向盘,造成行车事故,偏角愈小愈明显。实际上,小偏角是设计中平面定线最常采用的方法,因为它大多时候可以解决定线中遇到的困难,然而要取消一个小偏角常常要费很力气。对于设计速度较低的道路,小偏角对行车安全影响不大。但是对于高速公路等设计速度较高的道路设置小偏角一定要慎重,在城市道路上,不可避免地每隔若干距离会有一个交叉口,因此宜尽量利用交叉口使路线作必要的转折。如果路线在交叉口处不作较大的转折时,可不需作专门的弯道设计,仅需在交叉口进行处理就可避免采用小偏角设计。 1.2.4超高的设计。实践证明在城市道路设计时,千万不要用设置小半径加超高段手法来满足设计行车速度的要求,特别是在靠近交叉口附近路段上更不能这样做。故在需要设置圆曲线时,如条件允许应尽量选用不设超高的曲线半径,不得已时阿其超高坡度不要超过路面的设计横坡。
1.2.5加宽道路的设计。加宽值应按车道数加在道路机动车道的内侧,当内侧加宽有困难时,可在车道的内外侧同时加宽;其长度均采用缓和曲线或超高缓和段长度。
在高度重视了线性设计的重要性和清楚了设计中的细节问题后,以下来探讨跟得上时展的直流通行线性道路设计。
2.直流通行的城市交通道路设计
2.1认知直流通行的基本概念。
直流通行即在没有任何交通信号灯限制下,任何方向的车辆和行人都可以互不干扰互不阻碍,安全无停止行驶的交通道路。当代大城市中采取的立交桥道路设计,就充分发挥了空间的有效性和直流通行的优越性,取消了交通信号灯的控制。
2.2设计直流通行道路的优点。 2.2.1顾名思义最大的益处就是不用等红绿灯,可以畅通无阻互不干扰的通行,避免了平常道路等候交通信号灯而产生交通堵塞拥挤的现象。2.2.2规模较小、占地面积不大、投入不高、采光度好、行驶也比较安全。
2.2.3若采取架天桥措施,车道与人行道上下隔离,在一定程度上减少了事故的多发率。
2.3直流通行道路设计论
虽说立交桥的设计方便了车辆和行人的通行,也为城市架起了空间桥梁,取消了红绿灯的控制,但基于传统的的交通规则设计,特别是在左转弯的穿插上,技术还不太完善,再加之立交桥规模浩大,高度层数多,占地面积大,投入资金多,不可能在城市中随处建造。鉴于它存在的优越性和局限性,扬长避短,吸取它不受红绿灯控制的优越性,来探讨去除红绿灯且占地面积小,可以广泛实施于城市中的架桥直流通行交通道路设计。 2.3.1人行道的设计。对于人行道,为了不阻碍任何方向的车辆的通行,可用架桥的方法把南北方向的人行道架起在机动车道的下方,右转弯的人行道也用右转弯的机动车道的方法把东西与南北方向相连接。这样东西方向的行人如果右转弯后需要穿过下一个十字路口,右转弯上到架起的南北人行道上去即可。人行道的左转弯可以采用转盘式人行道解决。由于机动车道的上下道设立在中间,下面的架起的人行道可在交叉处离开一定距离地方分成左右两路再与转盘路连接。人行道也要设立上下道。对于不需要穿过十字路口的右转弯的行人可以走地面的生活区环绕路。由于南北方向的人行道架起在机动车道的下方,是必得要把机动车道架起的足够高。为了减小其高度,东西路在经过十字路口的路段可以适当的下凹一点,这样就可以相应的减小南北路的高度和右转弯的坡度。 2.3.2机动车道的设计。首先考虑东西和南北垂直方向的直线通行。很明显,如果把任意一个方向的道路用架桥措施架起一定高度(本文设定为南北路被架起)。让东西方向的车辆从下面穿过,这样,东西和南北方向的直线通行就会互不阻碍。 对于右转弯的机动车道,从东西方向上以一定坡度直线架起与南北路同一高度,这个高度的位置与南北路要有一定距离,然后再与南北路水平弧形连接。 为了方便南北方向车辆在各个生活区的上下路,可以设立上下道,此上下道设立在南北路的正中间,把架起的南北路和生活区环绕路以一定坡度上下连接。变左转弯为右转弯的迂回点可以设在上下道附近的空缺处。 2.3.3公交站点的设立。目前,十字路口附近的公交站点,通常都设在路口30米以外较远的地方,乘客换乘时需要跑的路较远,如若按照上述设计成直流通行的道路,就可将十字路口的公交车站点可以设在十字路口正中间的路边上,这样在架起的南北路和东西路的路边的垂直交叉处可以用阶梯式人行道上下连接,同时与南北人行道也连接。这样需要转乘的乘客可以通过此人行道上到或下到另一个方向的路上。例如郑州市碧沙岗门口附近的人行阶梯式天桥就充分利用了这个优势。
3.结论:随着城市经济的高速发展,城市交通道路已远远跟不上时代的发展,所以,笔者认为,在交通道路设计上,一定要充分意识到线形设计对整个城市交通的重要性,做出科学合理的设计方案,体现以人为本的理念,与时俱进实施无交通信号灯控制的直流通行道路设计,促使城市、人、车、环境相互协调有机结合,让城市持续、长久、健康的发展下去。转
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关键词:电路暂态;交叉口;交通流;拟合优度检验
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.198
0 引言
近年来,交通拥挤已成为困扰世界各大城市的主要社会问题之一。交通拥挤不仅使道路通行能力降低、行车速度下降、交通延误增大、燃油消耗量增加,同时还造成了巨大的经济损失和严重的环境污染。交通拥挤使城市车辆运行速度降低,出行时间延长,这直接增加了汽油消耗等物资成本和出行时间成本,从而降低了社会经济运行效率,带来严重的经济损失。拥挤很大程度上是由于路网交通流量分配不均造成的,挖掘现有的交通道路通行潜力将是很好解决目前拥堵问题的重要途径。交通道路的通行能力包括路段通行能力和交叉口通行能力。而交叉口作为间断交通流设施,使其成为整个交通系统中的短板,其通行能力直接影响道路通行能力的大小,因此对交叉通流特性进行研究对提高道路通行能力具有十分重要的意义。
目前,国内外对于交叉通流特性的研究已有诸多成果[1-7],主要包括车辆跟驰模型(Car Following Models)、元胞自动机交通流模型(Cellular Automation Models)、流体力学与运动波理论(Boltzman-like theory)和车辆排队理论(queueing models)。车辆跟驰模型将车辆看做离散的质点,进行交通流刻画;元胞自动机模型⒔煌流进行时间(步长)和空间(元胞)离散化,用离散化的方法,提高交通流刻画的精度;流体力学模型将交通流看成是一个连续的整体,掩盖了车辆质点的特性,有利于交通流整体特性的刻画;车辆排队理论将概率的概念引入交通流特性刻画中,能够更好地模拟随机因素对交通流特性的影响。文献[8]基于现有优化速度模型和广义力模型构建模拟系统对信号交叉口的停车跟驰行为进行仿真,提出考虑信号灯作用的跟驰模型;文献[9]以右转机动车和直行自行车为对象研究了交叉口混合交通流元胞自动机模型;文献[10] 以非机动车集群通行和压缩特性为基础,基于流体力学中的气流分析理论建立了非机动车压缩交通波模型;文献[11] 以相邻信号交叉口的最大排队长度为研究对象分析了时空协调指数对相邻信号交叉口最大排队长度的影响规律;上述文献虽然深化了交通流的研究内容,但仍然是基于传统理论展开的研究。
本文从城市路网与电路网络的相似性出发,研究基于电路暂态理论的城市道路交叉通流模型,然后利用上海市城市道路交叉口的实测数据对模型的适用性进行验证。
1 将电路暂态理论应用于城市道路建模的可行性分析
1.1 电路产生暂态的原因
对于包含至少一个储能元件的电路而言,当电路的结构或元件参数发生改变时(例如,电路中电源或无源元件的断开或接入,信号的突然注入等),可能使电路改变原来的工作状态,而转变到另一个工作状态。但这种转变需要一定的时间,不可能瞬间完成,这样就产生了暂态过程。从能量的角度来看,暂态过程的前后,储能元件的能量分别为和且,能量变化量为,功率,如果在一瞬间电路中的能量有的变化,即,那么将趋向无穷大,但是在物理上任何装置都不可能有无穷大的功率,因此能量的变化不可能在一瞬间完成,即能量不能突变,这才是电路产生暂态的根本原因。同样的,对于有一定车辆聚集的城市路网而言 ,想在一瞬间完成车辆的转移也是不可能的,必须经过一定的过渡时间,即路网也存在暂态过程。因此,从能量变换角度而言,将电路暂态理论应用于城市道路建模是可行的。
1.2 电路网络与城市路网的物质组成
在一定范围内, 电路网络与城市路网都由流动的物质构成,只是观察到的体量大小不同。在电路网络中电荷是最小的物质构成,电荷的流动形成了电流;在城市路网中,车辆是最小的物质构成,车辆的流动形成了交通流。此外,电流是沿着导体进行流动车流在道路范围内行驶。所以从研究对象的最小单元与研究的范围基本相似。
在导线中移动的是电子,为了方便,习惯上以正电荷的移动方向为电流方向。电流是一个较通常情况下电作用表现形式,更为细微的理解则是电子流。物理学家霍尔证实导线中导电的是带负电的自由电子而非正电荷,当自由电子受电压时,即可产生电子移动,形成电子流,即电流,如图所示。可以看出,图中的负电子的主要移动方向是同一个方向,这如同交通流中的单向行驶的道路车流的移动。
1.3 电流与交通流的产生原因
对于一段两端不存在电势差的导体,其中存在很多可移动的自由电子。虽然这些电子并不束缚于任何特定原子,但都束缚于金属的晶格内。甚至于在没有外电场作用下,因为热能(thermal energy) ,这些电子仍旧会随机地移动。但是,在导体内,平均净电流是零。挑选导线内部任意截面,在任意时间间隔内,从截面一边移到另一边的电子数目,等于反方向移过截面的数目。即,导体中没有电流产生。当导体两端有电势差时,自由电荷在电场力的作用下做有规则的定向运动就形成了电流。同样的,在城市路网中,由于道路的使用者大都怀有出行的欲望购物、工作、娱乐等目的,从而形成到达出行目的地的一种趋势,形成移动势差,这种势差就是人群的流动的主要原因,形成人群流动。由于出行工具的选择,形成车流等,也就是造成交通流动存在的根本原因。
此外,文献[12]论证了电阻与路阻的相似性以及驶离交叉口的交通流具有脉冲特性,综合前文的分析,证明将电路暂态理论应用于城市路网建模是可行的。将城市路网元素进行电路化抽象,结果见表1。
2 基于电路暂态理论的十字路通流模型
2.1 建立模型
在上一章论证了将电路暂态理论应用于城市路网建模的可行性,接下来将建立具体的模型 。如图1(a)所示是一个基本的十字交叉口,包含两股相交的车流,假设车流方向分别由A到B 和由C到D;信号灯为两相位控制,则其电路模型如图1(b)所示。
在图1(b)中,开关为联动开关,如图所示,开关K1与触点1连接,开关K2与触点2连接,此时表示从A到B方向为绿灯,车辆处于放行状态,电容C1放电;从C到D方向为红灯,车辆在停车线前排队,电容C2充电。信号转换后,即A到B方向为红灯,C到D方向为绿灯,此时电路中的联动开关重新连接,使开关K1与触点2连接,开关K2与触点1连接,电容C1充电,电容C2放电。这样的设计就能够满叉口车流随着控制信号的变化而启动和停止的过程。
2.2 模型解析
A到B方向与C到D方向的启动和停止过程相同,仅在时间上有一定的错位,现选择 其中的一个方向来进行解析,单方向的交叉口模型如图2所示。
3 算例分析
3.1 数据采集及数据处理
课题组于2016年9月的某个工作日对上海市杨浦区周家嘴路与隆昌路交叉口进行了调查。为了消除高峰时段的拥堵对结果产生不良影响,选择在平峰时段进行调查,调查时间为9:30至11:30。调查内容包括交叉口的信号配时和交通流释放情况,用录制视频的方法对现场数据进行采集。数据采集表如表2所示。
由于不同车型占据的道路空间各不相同,故需要对其进行折算,按照小客车为标准,各车型折算系数如表3所示。
在调查期间周家嘴路隆昌路的信号配时如图3所示。
3.2 模型拟合
从图8可以看出,流量在最初的几秒迅速增加,在12s时到达峰值,而后缓慢减小,在周期末逐渐减小为零。这和城市道路交叉口的流量特性十分吻合,直观的说明了本模型的适用性。
4 结论
从电路暂态产生的原因、电路网络与城市路网的物质组成以及电流与交通流的产生原因三个方面分析了将电路暂态理论应用于城市路网的可行性,并据此建立了城市道路交叉口的理论模型。利用电路暂态理论对模型进行解析,结合课题组在周家嘴路隆昌路路口采集的数据,完成模型参数的标定并进行了拟合优度检验。结果表明,基于电路暂态理论的城市道路交叉口模型能够准确的反映出交通流的特性,且具有较高的适用性,该研究拓展了交通流研究的广度。
参考文献:
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关键词:城市道路;平面交叉口;渠化设计;方法;要点;分析
前言
我国经济的快速发展,对于城市的建设也在逐渐深入。道路建设属于城市建设中极为重要的环节,直接影响这市民的生活质量,并集中体现了城市的发展状态、经济水平及文化内涵。道路交叉口渠化建设是城市道路建设中较为常见的项目。人们生活质量的提高及汽车工业的发展,车辆数量激增,各个城市的交通拥挤问题日益凸显,道路交叉口处,拥挤问题更加严重,因此,为了提高道路的使用率、保障交通的畅通、减少交通事故、缩短等待时间、提高市民的城市生活质量,对于交叉口设计的研究是十分有必要的。渠化交叉口设计是现代较为先进的设计理念,其优势在于成本低,改善交通状况的效果十分明显,能够有效环节城市交通拥堵现象,值得推广。
1.渠化的基本概况
1.1渠化的概念
渠化的基本概念是将导流岛和路面标线有机结合起来,达到分隔车流或者控制车流冲突的目标,使车流进入特定的路线内,能够达到平面交叉的各种要求,方便来往的行人及车辆根据渠化设计的指引行进,避免交通拥堵,保障路面畅通。
1.2渠化设计的作用
渠化设计的主要作用在于通过降低冲突的发生率或者将冲突分开,并加以引导,有效的控制交通流,调整冲突出现的位置,使得路面铺装更少。道路交叉在实施渠化设计以后,能够充分利用时间、空间,使得交叉口在单位时间内通过的车辆数量更多,并提高了安全性。该类道路交叉相较面积相等的一般交叉口,车辆行驶的路线更加合理,有效降低了冲突出现的概率,具有更强的通行能力及较为良好的安全性。因此进行科学合理的区划设计是十分重要的[1]。
1.3交叉口渠化设计的基本原则
为了有效提高城市道路交叉口渠化的交通能力,保障道路的畅通,交叉口渠化设计需要具有较高的科学性,才能达到更好的效果,因此应遵循一定的设计原则,具体有以下几点:①分离冲突原则 交通拥堵的主要原因是车流之间的冲突,在设计的过程中,重点任务是充分利用道路的标志线或者标志物,引导出行者根据渠化的道路合理行进,将人流与车流分开,使之均能够在处于正确的道路中,有效减少或者控制车流之间的冲突;②交通疏导原则 先全面调查各种车流及人流行进路线,在设置专用道、便向道、禁止通道等不同类型的特殊通道,逐步疏导车流及人流,使交通更加有序,更加通畅。
2.具体设计方法
2.1划分车道功能
城市交叉口车辆要达到快速分流的目标,需要明确的划分各个车道的功能。首先需要全面调查道路交叉口的各项基本情况,包括角度、长度、面积、车流量、方向等,根据调查情况确定车道不同的功能,并合理划分车道,有效提高渠化的设计实践效果,具体方式及设计内容有以下几点:①左转及右转的空间 一般条件下,与其他方向行进的车流相比,往右边方向转弯的交通流允许通行的时间较长,因此在进行城市道路交叉口渠化设计的过程中,往往会忽视右转车道的设计,但是在交通量较大的情况下,还是会发生拥堵现象,右转进出口车道的中间也需要设置一定的空间,一般设定为6m左右,保障车辆顺利的通行,右转专用车道也需要适当的加宽;②单独弯道设计参考调查数据,并结合实际情况,确定是否有必要设定单独转弯车道;③重点解决转冲突 城市中的道路交叉口的冲突多发生在左转车流,因此在进行道路交叉口渠化设计时,需要将缓解左转车流的冲突问题作为工作重点[2]。
2.2非机动车及人行交通处理
城市的发展,人口不断增加,车辆的数量也在不断提高,城市的交通量不断上升,道路负荷较重,加之市民的素质水平等因素,容易出现行人在机动车道及非机动车道之间随意穿行的现象,给交通安全带来了不稳定因素,降低了安全性,需要进行合理设计,具体可以分为以下两种:①非机动车通行 在非机动车与机动车之间需要设置隔离带、栅栏等设施,将二者隔离起来。如果道路的空间有限,无法设置隔离带,则需要明确的划分出机动车道和非机动车道线。在较交叉口设置一定的空间作为停车区域,保障非机动车等待红灯时的安全。自行车交通与机动车交通之间的冲突点与离机动车交通之间的冲突点应保持一定的距离[3];②行人通行 交叉口人行横道的设计需要十分清晰,保障行车人员观察道路情况,还需要靠近交叉口,方向与主要人流方向相同,与道路形成垂直关系,缩短距离。如果交叉口街道较宽,可以在人行横道的中间设置安全岛,且宽度大于 1.5m,保障行人的安全。过街行人的数量及信号显示时间是影响人行横道的宽度设计的重要因素。如果人行横道是属于顺延干路,其宽度应保持在 5m以内;如果属于顺延支路,则宽度需要保持在3m以内。中央分隔带进口道的位置,行人过街横道应处于中央分隔带端部后2m左右,保障行人过节及驻足时的安全性。
2.3交叉口断面分布渠化设计
城市道路交叉口相较道路中段,一般交通量会更大,因此设计时需要适当提高道路交叉口进出口的车道数量,并合理设保持一致,具体的设计内容可以总结为以下几种:①缩减车道宽度,一般车道宽为 3.75m 左右,交叉口进口道的车道宽段则是 3.5m。若仍然需要缩减车道宽度,则一般平面交叉口进口道车道宽取值应为3.25m,极限值为3.0m,改建交叉口由于地形条件受限等其他因素限制的,车道宽取值应为2.8m;②扩宽路口:将道路向路基边缘扩展宽度,一般拓展宽度保持在15m以内,总长度不超过100m。设计及拓展需要先进行交通量调查,根据交通量需求,合理选择;③缩小绿化带:如果在交叉口设置有绿化带,可以适当缩小该类绿化带的宽度,并将其改造为车道,增大宽度,对于新建道路交叉口处缩减中央绿化带后宽度不宜小于2m改建交叉口不宜小于1.5m,若缩减后小于1.5m的,建议改为护栏隔离形式;④削减人行道道宽 如果交叉口的非机动车辆或者人流量较小,则可以适当削减人行道的道宽[4]。
2.4交通信号控制设计
交通信号灯控制设计是交叉口渠化设计中的重要环节,为了达到更好的效果,需要遵循一定的原则,具体有以下几种:①信号周期 信号周期首先需要满足最短周期,并根据交叉通流分布特征进行计算优化信号周期;②相位设置 充分了解交叉口的流量特征,合理设置信号的相位的排列,相位的允许的范围内需要尽可能的少,能够有效优化单个相位时的道路通行量;③信号配时 在理想的信号周期及合理的相位设置的指导下,根据交叉口各向进口道的交通量的不同,指定各相位的信号配时,在高峰小时及平峰小时流量相差较大的交叉口,还需要根据交通量的变化指定多个信号配时方案,以适应交通流量的变化。
3.总结
现代城市经济的发展,人们的生活水平有了大幅度的提高,对于生活的城市环境有了更多更高的要求,城市交通状况严重影响了城市居民的生活质量。而道路的交叉路口则是拥堵最为严重的部位之一,城市建设者需要多交叉路口进行合理的设计。交叉路口渠化设计则是较为先进的设计理念,其设计方法较为丰富,在实践中还需要设计人员全面把握道路的各项情况,包括宽度、自然环境、人文环境、成本投入、外形限制等,探索出适应实际情况的设计方法,改善城市交通状况,缓解拥堵,减少交通事故,提高市民的生活水平。
参考文献:
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[2]胡超凡,许奇,朱锦.平面交叉口渠化设计方法研究[J].交通运输系统工程与信息.2011(S1):36-42.
本专业培养掌握各类土木工程学科的基本理论和基本知识,能在房屋建筑、地下建筑(含矿井建筑)、道路、隧道、桥梁建筑、水电站、港口及近海结构与设施、给水排水和地基处理等领域从事规划、设计、施工、管理和研究工作的高级工程技术人才。
2、国际经济与贸易专业
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3、财务管理
专业特点:企业的“心脏”
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