密路网区域交通组织策略及适应性.pdf

专题Urban Transport of China Vol.21 No.2 March 2023城城市市交交通通二二二二三三年年第第二二十十一一卷卷第第二二期期摘要：为改善密路网交通运行连续性，以方格路网为背景，归纳提出4种密路网区域交通组织策略：对向单行、全向单行、交错禁左、全向禁左。通过构建宏观和微观相结合的路网交通仿真模型对不同交通组织策略下的路网车流运行特征和综合效益进行定量分析。结果表明：全向单行相比常规组织对路网运行效率提升最大(31%)，但同时产生车辆绕行(6.2%)并增加路网负载(28%)；交错禁左对路网效率提升虽然有限(10%)，但基本不产生绕行(0.2%)和增加路网负载(1%)，综合效益更优。分析不同道路间距和需求等级下的交通组织效果发现：对向单行和全向单行更适宜高密度、低饱和度路网条件，全向禁左不适宜高饱和度路网条件，而交错禁左基本适宜全路网条件。最后，选取济南市中央商务区密路网进行区域交通组织案例分析，验证了分析方法和适应性分析结果的有效性和适应性结果的一般性。关键词：交通组织；密路网；单行交通；禁左管理；交通仿真；适应性分析Strategies and Adaptability of Traffic Organization in Areas with Dense Road NetworkBAI Yu,TU Pengyue(Key Laboratory of Road and Traffic Engineering of Ministry of Education,Tongji University,Shanghai201804,China)Abstract:To improve the continuity of traffic operations in dense road network,four traffic organiza-tion strategies have been proposed in this paper in the context of a grid road network.The strategies in-clude one-way traffic in opposite directions,one-way traffic in all directions,alternate prohibition ofleft-turn traffic,and prohibition of left-turn in all directions.A road network traffic simulation modelcombining macro and micro elements was constructed to quantitatively analyze the traffic flow charac-teristics and overall benefits of different organization strategies.The results show that compared toconventional organization,one-way traffic in all directions has the greatest improvement in operation-al efficiency of road network(31%).However,this strategy also generates vehicle detour(6.2%)andincreases road network load(27%).Alternate prohibition of left-turn traffic has limited improvementin road network efficiency(10%),but basically has no impact on detour(0.2%)or road network load(1%)and therefore provides better overall benefits.Analyzing the organization effects at different roadspacing and demand levels,it was found that one-way traffic in opposite directions and one-way trafficin all directions can better adapt to road network with high density and low saturation conditions.Pro-hibition of left-turn traffic in all directions is not suitable for road network with high saturation condi-tions,while alternate prohibition of left-turn traffic can essentially adapt to all road network condi-tions.Finally,a case study of the regional traffic organization in the dense road network of Jinan CBDwas performed to demonstrate the effectiveness of the analytical methods and the generality of adapt-ability analysis results.Keywords:traffic organization;dense road network;one-way traffic;management of left-turning prohibi-tion;traffic simulation;adaptability analysis收稿日期：2022-12-02基金项目：自然科学基金面上项目“机动车交通平顺性度量方法及影响机理研究”(71871163)作者简介：白玉(1977)，女，黑龙江富锦人，教授，博士生导师，同济大学交通运输工程学院副院长，主要研究方向：交通设计、道路通行能力、交通安全、交通流建模分析等。E-mail:通信作者：涂彭越(1993)，男，四川成都人，在读博士研究生，主要研究方向：交通设计、交通流建模、交通仿真、自动驾驶适驾性。E-mail:白玉，涂彭越(同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海 201804)文章编号：1672-5328（2023）02-0050-10中图分类号：U491文献标识码：ADOI:10.13813/11-5141/u.2023.0006密路网区域交通组织策略及适应性密路网区域交通组织策略及适应性50白白玉玉涂涂彭彭越越密密路路网网区区域域交交通通组组织织策策略略及及适适应应性性密路网区域交通组织策略及适应性密路网区域交通组织策略及适应性0 0 引言引言密路网场景下道路间距较近(0.05)：综合效益较常规组织提高，适宜采取对应的交通组织策略；2）黄色(-0.05Z0.05)：综合效益较常规组织变化不大，与常规组织相比竞争力不明显；3）红色(Z-0.05)：综合效益较常规组织下降，不适宜采取对应的交通组织策略。因此在适应性方面，对向单行和全向单行更适宜高密度、低饱和度路网条件，而在高饱和度下综合效益下降；全向禁左不适宜高饱和度路网条件；交错禁左基本适宜全路网条件，并在高饱和度路网条件下综合效益最优。表2 不同交通组织策略在3个评估维度的路网组织综合效益汇总Tab.2 Comprehensive benefits of road network organization under differenttraffic organization strategies in three evaluation dimensions评价维度评价指标常规组织对向单行全向单行交错禁左全向禁左运行效率车均出行时间变化比/%-15.7-30.6-9.8-7.1车辆绕行车均出行距离变化比/%+3.5+6.2+0.2+13.3路网负载路网饱和度变化比/%+9.1+27.8+1.0+25.9路网饱和度变异系数0.090.220.230.110.18综合组织效益路网的道路平均饱和度0.200.150.100.0500.050.100.150.200.20.40.60.8对向单行组织交错禁左组织全向单行组织全向禁左组织100150200250道路间距/m图11 不同交通组织策略的适应性对比Fig.11 Adaptability of different traffic organization strategies10015020025010015020025010015020025057专题Urban Transport of China Vol.21 No.2 March 2023城城市市交交通通二二二二三三年年第第二二十十一一卷卷第第二二期期4 4 案例分析案例分析选取济南市中央商务区密路网进行区域交通组织案例分析。路网背景需求情况如图12所示，道路平均间距127 m。在研究区域内分别进行常规组织、对向单行组织(东西单行)、全向单行组织、交错禁左组织和全向禁左组织。利用本文提出的路网交通仿真建模方法进行交通运行仿真，得到交通组织分析结果(见表3)。除全向禁左组织外，其他3种交通组织策略均能不同程度提高路网总体运行效益。具体而言，全向单行策略对路网运行效率提升最大，但对车均出行时间的优化比例(25.1%)较理想方格路网条件有所下降；交错禁左策略下车均出行距离和道路平均饱和度基本无变化；全向禁左策略下车均出行距离和道路平均饱和度增加明显，组织效益不佳。可见，在实际路网中，因为道路条件和需求背景差异，不同交通组织策略的组织效益相比理想方格路网存在一定波动。但是从分析指标相对优劣关系来看，实例路网评价结果基本符合本文归纳的4种交通组织策略的运行特点和组织效果，验证了本文分析方法的有效性和研究结论的一般性。5 5 结语结语本文以密路网为背景，通过宏观和微观相结合的路网交通仿真建模对4种典型交通组织策略进行效益分析和适应性评价。从不同交通组织策略的组织效益来看，全向单行策略对路网运行效率提升明显，较适宜高密度、低饱和度路网条件；交错禁左策略基本不产生绕行和额外负载，能适宜全路网条件。从综合效益指标来看，并不存在某种交通组织策略在运行效率、车辆绕行、路网负载3个维度均取得最优。这在一定程度上揭示了交通组织的本质，即将路网中的交通供需矛盾进行时空转移和重新分配。可见，交通组织的关键是精准识别路网中的供需矛盾研究区域a 分析范围b 背景交通量图12 研究路网和背景需求示意Fig.12 Illustration of road network and background demand研究区域高架道路表3 交通组织分析结果Tab.3 Analysis results of traffic organization组织策略常规组织对向单行全向单行交错禁左全向禁左车均出行时间/s数值161.7142.0121.1148.9155.4组织效益/%+12.2+25.1+7.9+3.9车均出行距离/m数值770.2818.0868.0774.1941.2组织效益/%-6.2-12.7-0.5-22.2路网平均饱和度数值0.320.340.390.330.45组织效益/%-5.7-22.2-3.1-41.9路网饱和度变异系数0.240.280.350.270.34综合效益+0.053+0.093+0.070-0.240注：“+”为效益提高，“-”为效益降低。58白白玉玉涂涂彭彭越越密密路路网网区区域域交交通通组组织织策策略略及及适适应应性性和交通瓶颈，利用各类交通组织策略转移瓶颈或分摊压力，从而均匀、协调利用全路网道路资源。本文开展的路网交通仿真建模研究均是在方格路网和近似均匀需求背景下进行，分析结果更多反映的是一般路网条件下交通运行规律，对于复杂路网和特殊需求背景下的交通组织适应性仍需进一步探究。参考文献：References:1 DREZNER Z,SALHI S.Selecting a goodconfiguration of one-way and two-way routesusing tabu searchJ.Control and cybernetics,2000,29(3):725-740.2 DREZNER Z,WESOLOWSKY G O.Select-ing an optimum configuration of one-way andtwo-way routesJ.Transportation science,1997,31(4):386-394.3 杨忠振，邬珊华，罗红红，等.道路网单向交通优化设计模型J.交通运输工程学报，2012，12(5)：72-78.YANG Z Z,WU S H,LUO H H,et al.Optimi-zation design model of one-way traffic forroad networkJ.Journal of traffic and trans-portation engineering,2012,12(5):72-78.4 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