第十一章交通设计技术评价分析文档格式.docx
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对于信号控制交叉口而言，这几项指标皆与信号周期密切相关，各指标的最佳周期不同。
通行能力、排队长度随周期长增加（一般绿信比增加）而增加；
延误、行程时间也随周期长增加而增加，但这是负效益；
停车次数（率）随周期长增加而下降；
服务水平是一个关键的指标，以往仅简单地认为与延误有关，认为延误越小，服务水平越高，研究和实践皆证明这是不完善的（见其后的分析）；
饱和度仅是一个参考性指标，当流人交通需求量一定时仅与通行能力有关，通行能力越大则饱和度越小，因为过大的通行能力不仅导致交叉口通行资源的浪费，还会增加延误。
延误也是一个参考性指标，当流人交通需求量一定时与信号周期时长关系密切，信号周期越短则延误越小。
为追求延误的降低而选择过短的信号周期，会导致交叉口通行能力利用不足，还会增加停车次数，所以需要寻找能够同时反映饱和度和延误两个指标的服务水平度量方法。
随着节能减排等资源、能源与环境相关的问题的重要性不断增加，与其相关的停车次数（率）的最佳化也是非常重要的，所以交通效率评价应综合考虑延误和停车次数两个目标的最佳化。
再一方面，当过长的排队长度影响到关联交叉口的正常通行时，排队长度的评价指标则变得非常关键。
还有，过高的效率可能导致系统的不可靠以及事故等。
所以，交通效率评价的基本考虑应结合交通设计所面对的问题与目的进行。
2）信号损失时间的减少
信号损失时间包括启动损失和绿灯间隔时间损失。
前者称为绿初损失，即在绿灯亮起后，因车辆起动或起动受阻而实际并未用于通行的一段时间；
后者是绿灯间隔时间不能被充分利用造成的时间损失，与机动车在进口道上的行驶速度以及非机动车的通行方式等因素相关。
我国平面交叉口信号损失时间与混合交通间的相互干扰有较大关系，慢行交通与机动车
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交通间的相互于扰主要包括以下三个方面：
（1）现行的绿灯间隔时间往往按机动车通行要求设定，由于非机动车行驶速度比机动车低，现行通行模式下绿灯间隔时间普遍不足，导致上一相位非机动车滞留在交叉口影响下一相位机动车起动与行驶，反增加绿初损失时间。
（2）非机动车绿初起动快，特别是现行通行模式下左转非机动车往往抢先通过与本相直行机动车的冲突点，导致其起动损失时间增加。
（3）非机动车交通流为膨胀流，现行通行模式下，绿初成团驶出的非机动车和绿灯中期路口内待行的左转非机动车流侧向挤压机动车流，降低机动车通过速度，加大饱和车头时距，甚至可能占用机动车道。
因此，科学合理的道路交通设计，是通过综合考虑非机动车、行人与机动车运行特征的差别，对混合交通流进行合理的渠化设计和信号配时设计，这样可以显著地减少慢行交通与机动车交通之间的相互干扰，降低信号周期的启动时间损失、绿末时间损失、绿间隔损失及交通事故问题。
3）饱和流量的提高
饱和流量是指在某个相位红灯期间或绿灯初期排队的车辆，在绿灯时间里连续通过停车线时所能达到的最大流率。
影响饱和流量的因素较多，对机非混行的交叉口而言，除了车道宽度、坡度、天气状况以及交通流组成等因素外，慢行交通与机动车交通之间的干扰状况也是重要的影响因素，特别是左转非机动车流，对机动车流饱和流量的影响更为显著。
有关于此研究成果诸多，这里不再叙述。
合理的交通设计可以减少混合交通流间的干扰，提高车辆通过路口的速度，减小饱和车头时距，因此可以提高饱和流量。
4）通行能力匹配
通行能力匹配设计可以避免或改善交通流的瓶颈。
应重点考查以下几个方面：
（1）路段与交叉口通行能力匹配：
交叉口进口道通行能力应该与路段相匹配，以避免交叉口排队长度和延误过大。
（2）最大排队长度与进口道展宽段长度的匹配：
进口道展宽段应尽可能为左转、直行和右转车辆分车道行驶提供便利，其长度以大于进口道的最大排队长队为宜，确保拓宽车道通行能力得以充分发挥。
（3）交叉口进口与出口车道数匹配：
一般情况下，同一相位中，交叉口同相位放行的进口车道总数不应大于出口车道数，以确保车辆能顺利汇人出口道。
5）饱和度均衡
为使各流向车辆能充分利用绿灯时间，不出现某些方向绿灯时间浪费，或者个别方向排队过长，应考察实施设计方案的交叉口其交通流是否达到饱和度均衡。
一方面，使同一相位各流向的饱和度大致相等；
另一方面，还应使不同信号相位的饱和度大致相等，尤其是要确保关键车流的饱和度不应高于其他车流。
2．建议评价指标
基于前述道路交叉口交通效益评价指标的基本关系，本书试图从节点交通设计的内涵与本质出发，分析交通运行改善的本质变化。
表11—1给出其交通效益评价的建议指标。
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交叉口交通效益评价指标表11-1
二、连线交通设计评价分析
连线交通设计评价适用于分析路段或通道的交通现状及设计方案。
进行路段沿线交通无瓶颈设计后，仅进行节点交通效益评价往往不能如实地反映交通设计方案的实际效果，还应针对路段沿线进行整体的效益评价。
1．基本要求
1）相邻节点匹配设计
连线上交叉口进口道车道数应大于连线路段车道数，下游路口最大排队长度不能延伸至上游路口的出口道范围。
如果连线上没有进出道路，两相邻节点的通行能力应能满足上游的需求，且通行能力应大致相等。
2）慢行交通设计
连线上的慢行过街设施应综合考虑机动车到达特征与行人过街需求特征，在保证行人过街安全、便捷的同时，充分利用机动车可穿越空当，按照条件与需求决定是否需要进行信号控制。
3）沿线进出交通设计
路段进出交通设计在适度考虑车辆进出便捷性的同时，应减少其对主线交通的干扰。
特别是交通性干路应尽量避免左进左出，对于右进右出开口应设置加减速车道。
4）公交优先设计
在有需求且道路条件允许的情况下，应尽量考虑公共交通优先，其交通设计包括：
公交专用道、公交优先信号控制、停靠站设计等。
5）路边停车设计
在允许路边停车的路段及关联交叉口，应处理好路内停车与动态交通的关系，尤其是车辆
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停靠的进出方式、转向管理以及驾驶人的步行通道设计等。
6）协调控制
道路沿线交叉口间距较小（小于500m），且上下游交叉口的主车流经过该路段时，则宜按车流离散规律实施协调控制。
2．评价要点
连线交通设计评价应针对所设计路段的整体进行效益分析，重点是：
路段有无通行能力的瓶颈点、路段到达性交通与通过性交通的处理等，前者考察路段通行能力的匹配性，后者关注连接交通管理。
1）路段通行能力匹配性
首先是道路沿线节点与路段的匹配性，节点的进口车道数应大于路段车道数；
其次为路段相邻节点的匹配性，如果连线中没有进出道路及交通吸引点，相邻两节点的通行能力应大致相等；
再次，连线流出交通不能影响流人交通，即下游路口的最大排队长度不能延伸至上游节点的出口道范围。
2）连接交通管理
路段沿线常有到达性和产生性交通，当交通流直接汇入主线或由主线左转（或右转）驶出时，不仅影响主流向交通的通过效率，也容易引发交通事故。
因此，进行连接交通管理（AccessManagement），一方面应为产生性和到达性交通提供待行（待转）区域，另一方面也应为主流向车流提供汇人或驶出提示。
3．建议评价指标
连线交通设计的效率性评价涵盖内容十分广泛，部分内容对于改善连线交通的运行效益非常关键，这里给出建议的评价内容和常用的一些连线效益评价指标，如表11—2所示。
连线交通效益评价指标表11-2
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三、区域交通设计评价分析
区域交通设计的交通效益评价适用于分析某区域的交通现状及设计方案。
如对某区域的交叉口群进行综合交通设计后，仅评价其节点交通效益往往不能如实反映交通设计方案的整体效果。
事实上，节点、连线的交通效益是区域交通效益的基本构成因素。
一般情况下，区域交通设计的评价可采用路网平均行程速度、行程时间及延误等指标，其方差可以进一步用于评价区域交通的稳定性和平顺性。
1）路网平均行程时间·
路网中所有车辆从出行起点到出行终点所需行程时间的平均值，一般多采用交通仿真手段获得。
2）路网平均行程车速
路网中所有车辆从出行起点到出行终点行程车速的平均值。
一般也可采用交通仿真手段得到。
3）路网平均延误
路网中所有车辆从出行起点到出行终点行车延误的平均值，同样可通过交通仿真手段得到。
第四节交通安全性评价
交通设计的主要目的之一是改善交通的安全性，其评价即是比较分析交通设计方案实施前后的交通安全状况。
鉴于实际事故数据获取的困难性，因此实际评价中可基于交通设计对象的事故潜在性，也可以根据交通事故发生的总体情况进行评估，有时还需要对某项交通安全改善措施进行专项评价。
本教材称前者为潜在交通安全性评价，后者为交通安全总体评价，称对某项交通安全措施效果的分析为安全措施评价。
一、潜在交通安全性评价
潜在交通安全性评价可以从交通行驶特征、交通冲突特征以及交通运行环境分析等方面进行。
交通行驶特征主要指车辆行驶过程中存在安全隐患时表现出的特征，在交通设计阶段应尽可能消除这类潜在隐患，提高交通运行安全性；
交通冲突特征应考虑机动车流、慢行交通流相互之间的运行冲突特征。
交通运行环境应重点考察视距、照明、转弯半径等与交通安全密切相关的因素。
1．交通行驶特征
1）速度分布特征
速度分布特征可以用车辆的行程速度与行驶速度进行比较，也可用不同路段车速分布的方差体现。
相关研究显示，行程速度与行驶速度差超过20—30k山h时，交通事故率显著上升。
表11-3是国内某城市部分道路的车辆速度分布特征，其中1、7、8号道路的行程速度与行驶速度差异较大，相应的交通事故也较高，如表11—4所示。
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国内某城市道路车辆的行程速度与行驶速度表11—3
某城市主干路交通事故、死亡人数统计表11-4
2）车辆加减速特征
加减速是车辆行驶状态的又一特征，尤其是急剧减速，说明车辆在避免追尾或碰撞。
因此，若道路上车辆经常急剧减速，说明该段道路存在交通安全隐患。
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3）车辆轨迹线
良好的车辆运行轨迹通常都是平顺、连续的，如果车辆轨迹线与正常行驶规律不同，则说明车辆在行驶过程中有安全隐患。
当车辆以过低速度行驶时，导致的交通安全隐患为交通秩序混乱、影响交通安全；
而当车辆以过高速行驶时，则易发生严重的交通事故。
2．交通冲突特征
交通冲突是指交通行为者在参与道路交通过程中，与其他交通行为者发生相会、超越、交错、追尾等交通遭遇时，有可能导致交通危险发生的交通现象。
交通冲突也可以表述为交通行为者中一方已感知到事故危险的存在，并采取了积极有效避险行为的交通遭遇事件。
道路交通在安全方面的问题，首先表现为大量的一般冲突，进而是严重的交通冲突，最后发展为交通事故。
交通冲突已被证明可以表征交通安全水平，所以，交通冲突特征分析是考察道路交通安全性的重要内容，主要用于交通冲突现象较为频繁的地点，如交叉口、交织段等的安全性分析。
因此，如果对道路的交通冲突有清晰的认识，将有利于改善交通设计与管理，及早地避免交通事故的发生。
交通冲突技术可以对交通系统的许多方面（如地点安全度、安全改善措施的效果等）进行评价分析，交通冲突的严重程度还可反映交通系统中人（驾驶人、骑车人、行人）的安全感，这对安全评价是有益且重要的补充。
相关研究表明，采用冲突与流量的绝对值之比作为交通安全的评价指标更符合中国的交通实际。
用交通冲突表示的交通安全度可表示如下：
D
=
（11-1）
式中：
D
——平面交叉口的交通安全度（次／MPCU）；
C——严重交通冲突次数（次／小时交叉口）；
Q——混合交通流量（MPCU／小时交叉口）。
上述公式中的混合交通流量Q是考虑机动车、非机动车、行人等混合交通的换算流量，可参照表11-5将各种交通流换算为混合交通当量MPCU。
根据交叉口的安全度，可将其分为四个安全等级，参照表11—6。
其他交通流换算为混合交通当量MPCU的系数表11-5
交叉口交通安全度及其等级表11—6
在实际操作中，交通安全度的确定要比延误计算复杂得多。
调查交叉口延误时，一般选最不利时段（如高峰小时）进行调查分析即可。
但是，交通流量与安全并无完全正相关，一些重特大交通事故往往发生在人车稀少的夜间。
因此，若要获得较为全面的交通安全评价，交通冲突调查的持续时段就应适当延长，有条件时需进行夜间的冲突调查。
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3．交通运行环境
1）视距与安全
视距是驾驶人在道路上能够不受遮挡而清楚看到前方道路某处的距离。
在交叉口、次要道路汇入处等转向地点，必须满足与车辆行驶速度相应的停车视距要求。
停车视距包括到达视距和驶离视距。
到达视距要求是指车辆在到达交叉口之前能看清是否存在冲突交通流的一个三角形区域；
驶离视距要求则为进口道车辆已经停车等待，与其相冲突流向的车辆及行人通过之后，停驶车辆驶离停车线时需要看清是否存在冲突交通流的三角形区域。
对于停车让行路口，次要道路车辆应停车让行，因此须满足驶离视距三角形的要求。
对于减速让行路口，由于次要道路车辆驶近交叉口时不一定要完全停车，所以应满足次要道路各流向的到达视距及驶离视距要求。
对于信号控制交叉口，应确保进口道排队首车均能被其他各进口道排队首车的驾驶人看到，无左转专用相位时，应确保左转车辆有足够的视距选择对向直行车流的可穿越间隙。
2）照明与安全
统计数据表明，交通事故总数和死亡事故数量的昼夜比例正好相反。
交通事故总数白天约占七成，因为白天交通量所占比例大，车辆接触的概率也相对较高，相对容易发生事故。
而死亡事故晚上明显更多，一方面是驾驶人认为交通量少而容易形成安全错觉，另一方面很重要的原因是夜间照明条件不良，因此，考察夜间道路的照明条件至关重要。
3）交通信号控制与安全
信号控制在两个方面影响安全：
其一是机动车绿灯间隔时间，应满足相邻两个冲突相位各自停车线上的交通流行驶至潜在冲突点的最小安全时间差的要求。
其二是最短绿灯时间，应分别按照机动车、非机动车和行人的不同运行特征确定。
此外，若行人过街流量较大，与其存在冲突的右转机动车应进行信号控制。
二、交通安全总体评价
交通安全总体评价用以考察长时间序列的交通安全状况，可以选取绝对指标和相对指标进行评价分析。
常选取的绝对评价指标包括事故总数、死亡事故数、死亡人数等，相对评价指标为万车事故率、10万人口死亡率、万车死亡率、千公里死亡率等。
绝对指标可以分析考察期内（一年或几年）交通安全的宏观状况，相对指标则综合考虑了交通安全水平与经济发展、机动车保有量、人口数及其构成等因素间的关系。
交通安全总体评价是一种以事故为基础的直接评价，它以事故信息为基础，以交通量为关键变量，对上述绝对指标与相对指标进行分析与比较。
当有足够的事故记录且较为可靠、一定时期内交通系统没有大变化时，以事故为基础的直接评价法具有明显的优点，主要表现在：
评价指标具有逻辑上的合理性，直观而有说服力；
精度较高。
但是在实际操作时，常常会发现用事故来评价交通安全不如想象中那样方便、理想，这主要是由事故统计的缺陷所造成的。
事故的统计缺陷主要有：
评价周期长；
事故统计不完善；
事故发生具有随机性，不易观测。
三、交通安全措施评价
交通安全措施评价是指对交通安全设计具体措施的效果评价。
对交通安全改善措施的效
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果，一般采用“改善前后对比研究”（Before-MterStudies）加以分析，可以通过图11-2所示三种统计方法来评价。
（1）轭对照法（YokedComparison）[图11—2a）]；
（2）组对照法（ComparisonGroup）[图11-2b）]；
3）经验贝叶斯法（EmpiricalBayes）[图11-2c）]。
轭对照法是传统的评价交通安全改善措施的方法，它通过对比改善地点与其他具有相似性的地点（参照点），评价改善措施的有效性。
组对照法与轭对照法类似，只是选用一组与改善地点具有相似性的未改善地点（参照组）代替了轭对照法中单个的参照点。
经验贝叶斯法用一个负二项回归模型取代了参照组，该回归模型针对已经进行了安全改善的地点，预测这些地点在未进行安全改善的情况下（假设条件）交通安全特性的变化。
某时期内，若某交叉口交通事故发生频率相对较高，那么即使不对该交叉口做任何安全改善，其年交通事故发生频率也有可能降低，这就是所谓的“回归中值”现象。
因此，在对交通事故多发的交叉口采取交通安全改善措施时，由于回归中值现象所导致的交通事故频率的自然下降可能会被误认为是安全改善措施的“成果”。
所以，回归中值现象是影响改善前后对比研究有效性的重要因素。
经验贝叶斯法能有效克服回归中值现象对改善效果评价的影响。
上述三种对比研究方法都采用下列四个观测参数来评价交通安全改善措施的效果：
K
——改善地点改善前研究时期内观测到的交通事故次数；
L
——改善地点改善后研究时期内观测到的交通事故次数；
M
——对照地点改善前研究时期内观测到的交通事故次数；
N
——对照地点改善后研究时期内观测到的交通事故次数。
得到上述观测值后，可用改善前后交通事故次数的变化来反映交通安全措施实施效果。
a）轭对照法的改善前后对比研究
b）采用组对照法的改善前后对比研究
c）采用经验贝叶斯法的改善前后对比研究
图11-2改善前后对比研究的三种方法
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第五节交通平顺性评价
交通平顺性用以表征车辆及行人在出行过程中行驶状态的平稳过渡情况，可以反映出行质量和舒适性。
本节从机动车和慢行交通两方面进行平顺性评价分析。
一、机动车行驶平顺性
机动车行驶平顺性主要用车辆速度的变化来描述。
由于道路、交通及其管理条件的变化，车辆在行驶过程中经常会改变行驶速度。
当速度变化非常急剧时，会给乘客带来不舒适的感受，甚至引发交通事故；
速度变化连续或轻微，则不会产生不舒适的感受，且利于节能并减少污染。
因此，可以用车辆的速度—时间变化图描述其行驶平顺性，如图11-3所示。
其中，实线是车辆的最大加速度。
与最大减速度b及匀速行驶曲线，虚线表示车辆的实际行驶特征。
当加减速越是接近a、b，匀速行驶时间越短，表明车辆的行驶平顺性越差。
图1l—3车辆速度一时间分布与行驶平顺性
二、慢行交通平顺性
1．慢行空间的连续性
慢行空间的连续性包括两方面：
其一，是指在允许慢行交通通行的道路上，其通道应该是连续不间断的，不允许有电线杆、广告牌柱等附属设施隔断慢行空间，成为其通行障碍；
其二是慢行通道与慢行过街设施衔接上应该是无障碍的，方便残障人士的通行要求。
2．步行距离要求
慢行交通过街设施的间距不能超过行人所能接受的最大绕行距离，一般过街横道间距宜为250～300m。
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