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1、交通工程学（第7章 交通控制与管理）,7.1 概述 7.2 道路交通法规 7.3 道路交通标志与标线 7.4 道路交通管理7.5 交叉口信号控制7.6 高速道路的交通控制,第7章 交通控制与管理,7.1.1 交通控制与管理的定义 7.1.2 交通控制与管理的目的 7.1.3 交通控制与管理的内容,7.1 概述,7.1.1 交通控制与管理的定义,交通管理就是按照国家制定的法规、政策、条例等规定和道路交通的实际状况，运用各种手段、方法、设施、工具、措施等科学合理地疏解、协调、禁限、约束、组织和指挥交通。,（1）交通管理,交通控制就是运用现代化的遥测、遥控、监控、传感、检测装置采集信息，并用电子设备
2、、光缆、通迅设施、信号系统、电脑及相关软件传送信息、处理信息，从而达到对动态交通运行中的车辆进行准确地组织、指引、诱导和调控,使其安全畅通地运行。,（2）交通控制,7.1.2 交通控制与管理的目的,道路交通设施的运输能力不能满足交通需求。道路交通设施的运输能力得不到充分利用。,（1）道路交通出现交通拥堵的原因,（2）解决交通拥堵的办法,道路交通建设：通过修建道路来提高交通网络的容量，以达到降低交通负荷的目的。交通需求管理：通过控制、限制、禁止某些交通方式的出行，减少出行量，以达到降低道路交通负荷的目的。交通系统管理：通过一系列交通规则、交通设施控制交通流量，使交通流在时间上分布趋于均匀，有效避
3、开交通阻塞时刻及阻塞路段，提高网络运输效率。,7.1.2 交通控制与管理的目的（续）,交通管理的目的在于通过科学的交通管理手段，不断地提高交通管理的效率和质量，以维护道路交通秩序、优化道路空间利用、提高网络运输效率、缓解交通紧张局面，从而获得最好的社会经济、交通与环境效益，为国民经济发展、人民生活水平与出行质量的提高服务。与建设道路相比，交通管理的投入少、见效快，更具有现实意义。,（3）交通控制与管理的目的,7.1.3 交通控制与管理的内容,交通需求管理：通过对交通源的政策性管理，影响交通结构，削减交通需求总量，达到减少道路交通流的目的，缓解交通紧张状态。交通系统管理：通过对交通流的管制及合理
4、引导，引起交通流在时间和空间上的重分布，达到减少道路交通流的目的，缓解交通紧张状态。,（1）技术管理,交通法规的制订与执法 驾驶员管理 车辆管理 道路管理 交通事故处理,（2）行政管理,7.2.1 道路交通法规的涵义 7.2.2 道路交通法规的内容 7.2.3 道路交通法规的基本要求,7.2 道路交通法规,7.2.1 道路交通法规的涵义,道路交通法规是国家在道路交通管理方面制定文件、章程、条例、法律、规则、规定、办法和技术标准等的总称，是国家行政法规的一种。,（1）道路交通法规的定义,道路交通法规的目的是在于维护交通畅通和行人安全，协调人、车、路与环境之间的管理，也是实行交通管理控制，进行交通
5、宣传和安全教育的依据。,（2）道路交通法规的目的,7.2.2 道路交通法规的内容,各种车辆与驾乘人员的管理；道路交通秩序的管理；对交通违章和肇事人员的管理；重要交通设施的维护与管理。,（1）主要内容,1988年，国务院颁布道路交通管理条例 总则；交通信号、交通标志和交通标线；车辆；车辆驾驶员；车辆装载；车辆行驶；行人和乘车人；道路；处罚；附则。,（2）主要法规,7.2.3 道路交通法规的基本要求,有法可依：加强立法，完善法规，保障执法机关和广大的交通参与者有法可依，有章可循。有法必依：要求执法机关秉公执法。执法必严：要求执法机关在交通管理中须严格、严肃、严明，照法行事。违法必究：对违法者须进行
6、依法处理，保障法律的威严。,我国的道路交通管理在建国后很长一段时间实行由交通部门和公安机关分管的体制，公安机关负责直辖市道路交通的管理，交通部门负责其他城市道路交通交通和公路交通的管理，并分别设置了相应的管理机构。1986年10月，国务院关于改革道路交通管理体制的通知决定，全国城乡道路交通由公安机关统一管理。,（1）我国道路交通管理的体制,（2）道路交通法规实施的基本要求,7.3.1 道路交通标志 7.3.2 道路交通标线,7.3 道路交通标志与标线,7.3.1 道路交通标志,道路交通标志是用图形、符号、颜色和文字对交通进行指示、导向、控制和限定的一种道路交通管理设施。,（1）道路交通标志的定
7、义,提高道路通行能力，调整运行秩序，减少交通事故，便利交通运输，提高交通速度，改善交通状况，节省能源，降底公害。不下岗的“交警”。,（2）道路交通标志的作用,7.3.1 道路交通标志（续）,道路交通标志三要素 颜色：红色、蓝色、绿色、黄色、白色 形状：三角形、菱形、正方形、正五边形、圆形等。符号和文字：符号应简单明了,易于理解；文字应书写规范、正确、工整。,（3）道路交通标志制定的依据,制定要求 较高的显示性，清晰易见、良好的易读性，广泛的公认性。,设计参考标准 GB5768-86、99道路交通标志与标线,7.3.1 道路交通标志（续）,（4）道路交通标志的分类,根据1999年6月1日实施的中
8、华人民共和国国家标准GB5768(对GB 576886道路交通标志和标线的修订)的规定,交通标志分为主标志和辅助标志两大类,计130多种,共255个图式。,7.3.1 道路交通标志（续）,（4）道路交通标志的分类,警告标志：是警告驾驶员、行人注意道路前方危险地点的标志，计有30种,42个图案；其形状为顶角朝上的等边三角形，颜色为黄底、黑边、黑图案，尺寸大小及标志设置处至危险地点的距离，均按道路计算行车速度大小而定。,（4）道路交通标志的分类,道路交通标志和标线 GB 5768-1999,7.3.1 道路交通标志（续）,（4）道路交通标志的分类,禁令标志：是禁止或限制车辆,行人交通某种行为的标志
9、,计有36种42个图式。其形状为圆形,八角形,顶角向下的等边三角形,其颜色除个别标志外，为白底、红圈、红杠、黑图案、图案压杠，其各部尺寸的最小值应按计算行车速度决定。,道路交通标志和标线 GB 5768-1999,道路交通标志和标线 GB 5768-1999,7.3.1 道路交通标志（续）,（4）道路交通标志的分类,指示标志：是指示车辆、行人前进方向或停止禁鸣以及转向的标志,计有17种,29个图式。新增最低限速,公共汽车专用与允许调头标志,其形状分为圆形、长方形和正方形,颜色为蓝底白色图案。,道路交通标志和标线 GB 5768-1999,7.3.1 道路交通标志（续）,（4）道路交通标志的分类
10、,指路标志：是传递道路前进方向、地点、距离信息的标志,按用途不同又分为地名、著名地点、分界、方向、地点等标志，计40种83各图式，其形状除地点识别、里程碑、分河流标志外为长方形和正方形,一般道路为蓝底白字图案,高速公路为绿底白字图案。,道路交通标志和标线 GB 5768-1999,道路交通标志和标线 GB 5768-1999,7.3.2 道路交通标线,道路交通标线是由标画于路面上的各种线条、箭头、文字、立面标记、突起路标和路边轮廓标等所组成的交通安全设施。,（1）道路交通标线的定义,通过将标线喷涂或安装在路面或障碍物上来表达指示、警告、禁令及指路的内容，以引导与管制交通，保障交通安全，改善行车
11、秩序。,（2）道路交通标线的作用,（3）设计参考标准,GB5768-86道路交通标志与标线,7.3.2 道路交通标线（续）,（4）道路交通标线的分类,按标志设置位置：路面标线、缘石标线、障碍物立面标线。按标线功能：指示标线、禁止标线、警告标线。按道路交通形态：线条、字符标记、突起路标、路边轮廓标。,7.4.1 道路交通管理的性质和原则 7.4.2 道路交通管理的主要内容7.4.3 单向交通管理,7.4 道路交通管理,7.4.1 道路交通管理的基本原则,科学管理的原则 依法管理的原则 文明管理的原则 教育与处罚相结合的原则 专门管理与群众管理相结合的原则 交通管理与治安管理相结合的原则,道路交通
12、管理是国家行政管理和治安管理的一个组成部分，与国家的社会、政治、经济、文化以及技术政策等有密切的关系，带有明显的社会文化和社会制度的特征。,（1）道路交通管理的性质,（2）道路交通管理的基本原则,7.4.2 道路交通管理的主要内容,路网交通组织优化：对整个城市路网进行综合评价，划分路网的功能，提出改进措施和建议。如通过用标志、标线来规定某些路段或路口、某个时段、某个方向允许或禁止某类车辆的通行，使得某些道路形成单向交通路线、过境交通路线、货运路线、非机动车专用路线等。具体的交通管理措施：通过对具体路段或路口采取微观的交通管理措施，保障车辆在局部的运行安全和畅通。如路段上的限速、禁止超车、禁止停
13、车、禁止鸣号等；主要路口的交通渠化，信号配时设计等；路上警力配置和执勤管理计划等。,（1）道路交通组织管理,7.4.2 道路交通管理的主要内容（续）,车辆发展政策和措施：抑制车辆的增长；发展公交，提供大容量、快速的公交系统；车辆优先政策。停车管理和停车控制：限制停车供给政策；差别化停车收费政策。停车需求调节：实行弹性工作时间和错时上班制度；改善城市货运交通，组织夜间运输和多种交通方式的联运系统。严格法治，强化管理。改善行人和自行车的交通设施。进行局部的工程改造：打通断头路，拓宽瓶颈路段，改造路口等。,（2）道路交通综合治理,7.4.2 道路交通管理的主要内容（续）,车辆驾驶员资格管理：领取驾驶
14、证；驾驶员审验；驾驶员的责任。车辆行驶资格管理：领取牌照；车辆的定期检验和行驶前的车况检查。车辆装载管理：装载质量管理；装载高度管理；装载宽度管理；装载长度管理。车辆行驶管理：行驶中的路权分配；行驶车速管理；行驶车辆中的停车管理；会车行驶管理；超车行驶管理；倒车和掉头管理；交叉路口的行驶管理；特种车行驶管理；非机动车行驶管理。,（3）道路交通运行管理,7.4.2 道路交通管理的主要内容（续）,交通违章的分类：车辆行为违章；车辆设备违章；车辆装载违章；占用道路违章；行人违章。交通违章处理：行政处罚（警告、签证、扣证、罚款、取消驾驶资格、停发牌照等），由交通管理部门执行；民事处罚（责令排除障碍，恢
15、复原状，消除危险；责令赔偿损失；罚款，没收非法所得；责令修改，更换等）；刑事处罚（交通肇事罪；破坏交通秩序罪）。交通预防：宣传教育；交通检查。,（4）交通违章处理和预防,重大集会的交通管理与疏导。突发事件的交通管制。,（5）特殊情况下的交通管理,7.4.3 单向交通管理,单向交通系指一条道路上的车辆只能沿某一方向行驶，通常又称单向行车、单行线、单向路或单向街道，如组织多条街道均为单向通行，并能相互衔接自成体系的，称为单向交通系统。,（1）定义,固定型单向交通：全天时间内车道上所有车辆均沿同一方向行驶。定时型单向交通或潮沙式交通，部分时间组织单向交通,其它时间仍双向行车。逆行的单向交通或称变向交
16、通。(Kd3/4)定车种型单向交通或称专用车道，如公交专用车道或自行车专用道等。,（2）单向交通的种类,7.4.3 单向交通管理（续）,提高了通行能力(通行能力可提高20%以上)。增进交通安全(事故可降低30%50%)。提高行车速度(车速可提高20%80%)。可充分利用狭窄街道，提高整个城市路网的利用效率。可降低道路的红线宽度，减少房屋拆迁,并且减少了隔离设施的使用，节约了工程、营运与管理费用。减少交叉口的冲突点数，简化交叉口的交通组织，便于实行线控面控。减少停车次数，降低环境污染。,（3）优点,7.4.3 单向交通管理（续）,因绕行而增加行程长度。公交乘客增加步行上、下车的距离。初实施时行人
17、与外地驾驶员不易习惯。对于急救、消防等特种车辆常造成困难。对某些商业特别是零售商店可能产生不利影响,尤其是刚开始实行单向行车的初期。,（4）缺点,平行路线。双向流量差异较大。路网密集，有可利用的街道。,（5）组织单向交通的基本条件,7.5.1 概述 7.5.2 交叉口的信号控制与配时7.5.3 点控7.5.4 线控7.5.5 面控,7.5 交叉口信号控制,7.5.1 概述,凡在道路上用以传达具有法定意义、指挥交通行、止、左、右的手势、声响、灯光等都是交通信号。交通信号分为灯光信号、指挥棒信号、手势信号、声音信号等，但目前使用得最为普遍、效果最好的是灯光交通信号。,（1）交通信号的定义,车辆交通
18、信号灯：车辆指挥灯。行人交通信号灯：人行横道灯。特种交通信号：方向交通信号灯；车道交通信号灯；吊桥、狭桥、隧道交通信号灯；道路、铁路平交道口信号灯；闪光信号灯。,（2）灯光交通信号的分类,7.5.1 概述（续）,按交通信号控制的管理范围分点控、线控、面控。点控又分为：手动单点信号装置、定时或定周期自动信号装置、车辆感应式控制装置（半感应式和全感应式）。,（4）交通信号控制装置的基本方式,从时间上将相互冲突的交通流予以分离,使其在不同时间通过,以保证行车安全,同时交通信号对于组织、指挥和控制交通流的流向、流量流速、维护交通秩序等均有重要的作用,迫使车流有序地通过路口,提高了路口效率和通过能力,也
19、减轻了噪声,降低了汽车废气的污染。,（3）交叉口信号控制的作用,7.5.2 交叉口的信号控制与配时,信号相位就是一股或多股交通流,在一周期时间内不管任何瞬间都获得完全相同的信号灯色显示。信号相位是按路口车流获得信号显示的时序来划分的,有多少种不同显示时序排列就有多少个信号相位。周期时长：信号灯各种灯色轮流显示一次所需的时间。,（2）信号相位与周期时长,按事先设计好的控制程序，在每个方向上通过红、绿、黄三色灯循环显示，指挥交通流在时间上实行分离。,（1）交叉口信号控制原理,7.5.2 交叉口的信号控制与配时,二相位：三相位：四相位：多相位：,（3）信号相位方案,进口道饱和流量：在一次连续的绿灯时
20、间内，交叉口进口道上车队能够通过停车线的折算为小汽车的最多车辆数。,（4）主要配时术语,7.5.2 交叉口的信号控制与配时,流量比：到达流量与饱和流量之比。车道流量比即为进口道上各条车道的到达流量同该车道饱和流量之比，即：,（4）主要配时术语,Yi车道流量比；qii车道到达流量；Sii车道的饱和流量。,绿灯间隔时间：上一相位绿灯结束到下一相位绿灯启亮之间的一段时间，也叫交叉口清车时间，主要为避免下一相位头车同上一相尾车在交叉口相撞所设置。当绿灯间隔时间I3s时，取3s黄灯时间，其余配以红灯（也即全红时间）。,7.5.2 交叉口的信号控制与配时,信号损失时间：在一次信号周期内，任何方向车辆都不能
21、通行的时间，包括绿灯间隔时间和起动损失时间。,（4）主要配时术语,有效绿灯时间：实际绿灯时间、黄灯时间中，扣除损失时间后，实际上等于通车的时间，即为有效绿灯时间：,ge-有效绿灯时间；g实际显示绿灯时间；A黄灯时间；l起动损失时间。,7.5.2 交叉口的信号控制与配时,最佳周期时间：使交叉口各方向车辆通过路口的总延误最小的周期时间：,（5）主要信号参数,L个周期内总的损失时间；l-起动损失时间；I绿灯间隔时间；A黄灯时间；i-相位数；Y组成周期的全部信号相位的各个最大流量比值y的总和，。,7.5.2 交叉口的信号控制与配时,（5）主要信号参数,有效绿灯时长：,把Ge在所有相位之间，按各相位的最
22、大流量比值进行分配，得各相位得有效绿灯时长：,各相位的实际显示绿灯时长：,绿信比：一个周期的绿灯显示时长同周期时长之比：,7.5.3 点控,通过车辆检测器测定到达进口道的交通需求，使信号显示时间适应交通需求的一种控制方式。半感应：检测器设在次要道路上（次路优先）；检测器设在主要道路上。全感应：所有进口道上都设置检测器。定周期感应。,（1）定周期的自动信号控制,单周期，双周期和多周期。,（2）感应式信号控制,7.5.4 线控,（1）线控的定义,又称线系统控制、联动控制或绿波交通,是指把一条主要干道上一批相邻的交通信号灯联动起来，进行协调控制，以便提高整个干道的通行能力。,（2）基本原理,只要汽车
23、按规定的速度行驶，理论上可以做到处处遇到绿灯，从而减少停车次数与时间延误，缩短运行时间，提高道路的通行能力。,7.5.5 面控,按控制策略分：定时式脱机操作控制系统和响应式脱机操作控制系统。按控制方式分：方案选择式和方案形成式。按控制结构的不同区域控制系统分：集中式计算机控制系统；分层式计算机控制系统。,（1）定义,将某一地区很多的交叉口信号机，由中央控制室集中统一控制。,（2）分类,7.5.5 面控（续）,TRANSYT（Traffic Network Study Tool）“交通网络研究工具”：英国交通与道路研究所（TRRL）于1966年提出的脱机优化网络信号配时的一套程序。SCATS（S
24、ydney Co-ordinated Adaptive Traffic System）：澳大利亚70年代研究的一种实时自适应控制系统。SCOOT（Split-Cycle-Offset Optimization Technique）“绿信比信号周期绿时差优化技术”：是英国TRRL于1973年研发的一种针对交通信号网实行实时协调控制的自使适应控制系统。,（3）主要面控系统,7.5.5 面控（续）,（3）我国面控系统应用,北京、大连等：SCOOT英国系统 上海、广州、杭州、沈阳等：SCATS澳大利亚系统 深圳等：京三系统日本系统南宁、武汉、长春、郑州等西班牙系统 太原等意大利系统济南等：美国系统韩国
25、系统 实践证明：这些系统不仅不适应于中国的混合道路交通情况，且无法适应于连续流与间断流的协调控制、公共汽车交通优先控制，更无法适应于中国城市发展智能交通系统(ITS)的需要。中国系统的开发研究长期以来被错误地认为是硬件之事，国外恰恰相反。,思考：中国的交通控制系统应如何发展？,7.6.1 高速道路交通控制的特点 7.6.2 高速道路交通控制的重点与方法7.6.3 高速道路交通的监控系统,7.6 高速道路的交通控制,7.6.1 高速道路交通控制的特点,控制目的；方案实施的可能性。,（1）采取控制时应考虑的主要因素,高速道路交通控制的性质在正常情况下和紧急情况下是不同的。在正常情况下是为了预防车流
26、阻塞，称为预先控制；而在紧急情况时则以解除事故阻塞为目标，称为事后控制。市内高速道路一般采取驶入控制，城市间的高速道路一般采取驶出控制。,（2）高速道路交通控制的特点,7.6.2 高速道路交通控制的重点与方法,以匝道处的控制为中心，即出入口处的控制。,（1）重点,主要是在高峰期间使用设置在匝道上和邻近道路系统上的车辆传感器，将整个立体交叉系统的车辆运行情况，传送到交通管理情报中心，由电子计算机决定不同方向的路口，哪些开放，哪些该关闭，同时对整个系统的出入口发出信号，指示车辆按指定方向运行，这样整个立体交叉系统就能获得车速密度间距的最佳组合。,（2）方法,7.6.3 高速道路的交通监控系统,干线
27、控制系统：可变速标志、车道封闭或标志控制。驶出匝道控制：其目的是减少高速道路临近出口匝道处严重的车辆交织和出口车辆排队，使高峰时间里交通更为顺畅，是一种保持驶出路段通行能力的措施。驶入匝道控制：其目的是减少进入高速干道上的车辆数，达到高效、安全的目的。其实质是将入口交通流在时间上和空间上重新分配。进口匝道控制又可分为四种控制形式：关闭匝道；定时调节；独立的交通感应调节控制；整体系统的运行调节控制。,（1）控制系统,7.6.3 高速道路的交通监控系统,7.6.3 高速道路的交通监控系统（续）,监视系统的基本目的，就是要尽快发现各处的偶然事故,以便采取有效措施,迅速消除可能发生的问题，一般采用的方
28、法有：电子监视、工业电视、航空监视、电话系统、援助合作系统、无线电发报机、警察和公路巡逻车等。电子监视：检测器中心计算机信息反馈,（2）监视系统,视频监视系统,7.6.3 高速道路的交通监控系统（续）,即信息系统，是通过一次或多次感觉传递给驾驶员,使用最多的是视觉和听觉传递。常用的情报系统可分为:可变情报系统；汽车内显示装置；无线电系统等。,（3）情报系统,松下的车载电子导航设备,可变情报板,7.6.3 高速道路的交通监控系统（续）,是控制设备的原始交通情报收集和控制指令发送确认的通道,系统的类型取决于传输距离,信息传输的方法可以分为四类:直达电缆；有线电话；无线电；微波方式。,（4）传输系统,7.6.3 高速道路的交通监控系统（续）,中心控制：大多数自动交通控制系统的心脏（即控制中心）是一台电子计算机。计算机的功能是分析处理检测器的情报,控制信号和可变情报标志，为显示和记录设备提供情报数据。中心显示：一般为一大地图，它可提供系统运行的直观表示，在控制地区的地图上可显示出道路交通情况。,（5）中央控制与显示系统,7.6.3 高速道路的交通监控系统（续）,（5）中央控制与显示系统,
