交叉口復(fù)雜度計(jì)量模型的研究

1、福建農(nóng)林大學(xué)本科畢業(yè)論文論文題目： 交叉口復(fù)雜度計(jì)量模型的研究 學(xué) 院： 交通與土木工程學(xué)院 專業(yè)年級(jí)： 交通工程2009級(jí) 學(xué) 號(hào)： 091328057 姓名： 黃駿寧 指導(dǎo)教師、職稱： 徐錦強(qiáng) 副教授 2013年 5 Intersection complexity measurement model research College： Transportation and Civil Engineering College Specialty and Grade：Traffic Engineering of Grade 2009 Number： 091328057 Name： Huang

2、Jun-ning Advisor： Associate Prof. Xu jin-qiang Submitted time: June,2013 2福建農(nóng)林大學(xué)本科畢業(yè)論文目 錄摘要4Abstract41 緒論51.1立題意義及其背景51.2 國內(nèi)外研究狀況51.3交叉口復(fù)雜度研究的內(nèi)容72 復(fù)雜度的定義與分析82.1 復(fù)雜性的定義82.2 復(fù)雜性的基本原理82.2.1 主觀復(fù)雜性82.2.2 客觀的復(fù)雜性92.3 交叉口復(fù)雜度的研究方法103 交叉口沖突點(diǎn)數(shù)的計(jì)算及影響103.1 交叉口相交道路條數(shù)與沖突點(diǎn)的關(guān)系113.2 交叉口進(jìn)口道車道數(shù)與沖突點(diǎn)的關(guān)系124 交叉口復(fù)雜度的其它影響因素分

3、析144.1 機(jī)動(dòng)車通行布局的影響144.1.1 左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車通行空間布局的影響144.1.2 直行機(jī)動(dòng)車通行空間布局的影響154.2 非機(jī)動(dòng)車通行空間布局的影響174.3 行人通行空間布局的影響174.4 交叉口形狀的影響184.5 交通流的車輛構(gòu)成的影響185 交叉口復(fù)雜度計(jì)量模型195.1 交叉口復(fù)雜度計(jì)量模型的確定195.1.1 交叉口沖突點(diǎn)數(shù)的影響205.1.2 機(jī)動(dòng)車通行分布的影響205.1.3 行人及非機(jī)動(dòng)車通行空間布局的影響215.1.4 交通流中車輛構(gòu)成的影響215.2 交叉口復(fù)雜度模型226 算例237 結(jié)束語24參考文獻(xiàn)25致 謝26交叉口復(fù)雜度計(jì)量模型的研究摘要: 城市道

4、路平面交叉口的結(jié)構(gòu)與形式日趨多樣化、復(fù)雜化，其最終目的都是為了提高交叉口的通行效率。但是，由于當(dāng)下缺少對交叉口運(yùn)行綜合效率的評(píng)價(jià)指標(biāo)，這就使得我們難以對交叉口做出適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)。所以，研究交叉口復(fù)雜度計(jì)量模型是非常迫切的任務(wù)。從系統(tǒng)復(fù)雜度的研究理論基礎(chǔ)出發(fā)，提出了復(fù)雜性的定義及基本原理，并通過對交叉口各類影響因素的分析研究挑出了5個(gè)對交叉口復(fù)雜度有重大影響的因素。其中，對最為重要的交叉口沖突點(diǎn)數(shù)進(jìn)行了詳盡的分析和計(jì)算，對于機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車、行人通行的空間布局以及交通流的車輛構(gòu)成布局也做了一定的分析，通過對這些因素的分析得出了一個(gè)較為可靠的交叉口復(fù)雜度線性計(jì)量模型。該模型能夠較為準(zhǔn)確的衡量一個(gè)交叉口

5、的復(fù)雜程度，從而便于對交叉口的綜合運(yùn)行進(jìn)行改善。關(guān)鍵詞:交叉口、復(fù)雜度、沖突點(diǎn)、空間布局、交通流構(gòu)成、計(jì)量模型Abstract：Urban Road Intersection structure and form of increasingly diverse, complex, and its ultimate goal is to improve the efficiency of the traffic intersection. However, due to the current lack of comprehensive operational efficiency inters

6、ection evaluation index, which makes it difficult for us to make a proper evaluation of the intersection. Therefore, the study intersections complexity measurement model is very urgent task.Research from the system complexity theory, this paper proposes a definition of complexity and the basic princ

7、iples, and through the intersection of various influencing factors analysis picked out five pairs of intersections have a significant impact on the complexity of the factors. Among them, the most important intersection conflict points for a detailed analysis and calculation, for motor vehicles, non-

8、motor vehicles, pedestrians and traffic flow spatial layout of a vehicle constitutes a layout also done some analysis, through these factors reached a more reliable analysis of the intersection of complex linear econometric model. This model can accurately measure the complexity of an intersection,

9、thereby facilitating integrated operation for intersection improvement.Key words: Intersection, complexity, conflict points, space layout, Traffic flow composition，measure1 緒論1.1立題意義及其背景 近幾年來由于國家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展導(dǎo)致人們對交通的需求量日益增加，居民的機(jī)動(dòng)車擁有量也一直呈現(xiàn)出飛速發(fā)展的態(tài)勢，這就給現(xiàn)有的交通帶來巨大的壓力。雖然國家政府對現(xiàn)有的交通不斷的進(jìn)行完善和擴(kuò)充力求使交通設(shè)施的發(fā)展趕上居民對交通設(shè)施的需

10、求，但盡管如此交通問題依然已經(jīng)成為一個(gè)“供不應(yīng)求”的大問題，不是一朝一夕就可以緩解的。隨著人們擁有的車輛不斷增加使城市的交通問題日益嚴(yán)重，交叉口由于其獨(dú)特的復(fù)雜性和多向性則最早達(dá)到飽和狀態(tài),作為城市道路網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，交叉口匯集了行人、非機(jī)動(dòng)車、公交車和社會(huì)機(jī)動(dòng)車等各種不同特性、不同方向且相互沖突的混合交通流。這就使得對交叉口的研究和改進(jìn)刻不容緩，交叉口復(fù)雜度的研究更是其中的重點(diǎn)。交叉口復(fù)雜度作為交叉口研究的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它在交叉口安全保障、交叉口通過效率研究、交叉口渠化等方面有著不可忽視的參考作用。其次，交叉口復(fù)雜度研究還是評(píng)估一個(gè)交叉口運(yùn)轉(zhuǎn)情況的重要指標(biāo)，對于發(fā)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)超負(fù)荷的交叉口有著相當(dāng)巨大

11、的作用。研究顯示：車輛通過平面信號(hào)交叉口的通行能力只相當(dāng)于路段上的40%-50%，平面交叉口所消耗的時(shí)間約占全程時(shí)間的31%，而車輛行駛延誤中有80%-90%由平面交叉口所造成。更有資料表明：美國平面交叉口事故數(shù)占總事故的36%左右，聯(lián)邦德國農(nóng)村的交通事故36%發(fā)生在平交路口，城市道路交通事故60%80%發(fā)生在平交路口，日本對1990年死亡事故發(fā)生地點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)表明，發(fā)生在交叉路口及其附近的事故數(shù)占總事故的42.2%1，這些血淋淋的數(shù)據(jù)都在提醒人們抓緊對交叉口的研究和管理的規(guī)范。事實(shí)上，國內(nèi)城市交通領(lǐng)域的實(shí)踐者、研究者和決策者早已意識(shí)到交叉口綜合設(shè)計(jì)對于城市交通健康發(fā)展的重要性。特別是自2000

12、年以來，由國務(wù)院批準(zhǔn)、公安部、建設(shè)部共同負(fù)責(zé)實(shí)施的全國城市交通“暢通工程”在全國600多個(gè)城市如火如荼地開展，我國城市交通建設(shè)與管理的科學(xué)化水平得到了明顯改善，包括交叉口在內(nèi)的城市交通環(huán)境已成為共識(shí)。根據(jù)系統(tǒng)論：一個(gè)系統(tǒng)在一定的范圍內(nèi)會(huì)隨著復(fù)雜度的增加而增加其穩(wěn)定性，但是超出這個(gè)范圍則會(huì)降低其穩(wěn)定性。所以對交叉口復(fù)雜度模型的研究要精確、要仔細(xì)?，F(xiàn)如今對交叉口復(fù)雜度的計(jì)算還沒有一個(gè)準(zhǔn)確而公認(rèn)的計(jì)算模型，這個(gè)我們對交叉口的設(shè)計(jì)和改善帶來了很大的不便，所以研究出一個(gè)準(zhǔn)確而公認(rèn)的計(jì)算模型是眼下一個(gè)迫切的任務(wù)2。1.2 國內(nèi)外研究狀況 關(guān)于復(fù)雜性定義，國內(nèi)外學(xué)者仍然看法各異。不同學(xué)者基于不同的學(xué)科背景和

13、研究對象，給出不同的復(fù)雜性定義。以下是一些學(xué)者提出的定義：R羅森：復(fù)雜性不但是系統(tǒng)相互作用的功能，而且是我們自身的功能；R. Trappl：復(fù)雜性是我們僅僅部分知道和不能把握的人工自制的自然系統(tǒng)的性質(zhì)3；RA西蒙：系統(tǒng)具有多么復(fù)雜或多么簡單，關(guān)鍵取決于我們描述它的方式。人工性和復(fù)雜性這兩個(gè)論題不可避免地相互交織在一起4。錢學(xué)森：所謂復(fù)雜性實(shí)際是開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)，或開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)學(xué)例5。對于道路交叉口的復(fù)雜度前人已經(jīng)有了一定的研究，早在上世紀(jì)80年代前蘇聯(lián)的費(fèi)舍里松從三類沖突點(diǎn)的數(shù)量入手對交叉口的綜合復(fù)雜性進(jìn)行了研究，其結(jié)果是對交叉口的復(fù)雜程度做了定量的描述。而我國學(xué)者徐吉謙教授在費(fèi)舍

14、里松的研究基礎(chǔ)上并結(jié)合我國的交通狀況，從四類沖突點(diǎn)數(shù)量入手對費(fèi)舍里松的成果進(jìn)行了改進(jìn)6。費(fèi)舍里松從交叉口內(nèi)車流運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的沖突點(diǎn)入手，以分流沖突點(diǎn)、合流沖突點(diǎn)及交又沖突點(diǎn)為主要研究對象，從而得出城市道路交叉口綜合復(fù)雜性公式為： （公式1.1）式中：交叉口綜合復(fù)雜性； 車流的分流沖突點(diǎn)數(shù)； 車流的合流沖突點(diǎn)數(shù)； 車流的交叉沖突點(diǎn)數(shù)。徐吉謙教授提出的城市道路交叉口復(fù)雜性公式為： （公式1.2）式中：改進(jìn)后交叉口復(fù)雜性系數(shù)； 系數(shù)； 分別為平面交叉口各類交通沖突點(diǎn)數(shù)。徐吉謙教授提出的城市道路交叉口復(fù)雜性公式是對前蘇聯(lián)學(xué)者費(fèi)舍里松所作研究的深化，徐教授不僅考慮到平面交叉口內(nèi)的沖突形式，而且還將沖

15、突角度一起作為研究對象。我國著名的東南大學(xué)也在這方面進(jìn)行了深入的研究，東南大學(xué)在上述研究的基礎(chǔ)上，對平面交叉口綜合復(fù)雜性系數(shù)作了進(jìn)一步深入研究，主要考慮平面交叉口3個(gè)影響方面和11個(gè)影響因素，采用系統(tǒng)分析方法，建立了平面交叉口綜合復(fù)雜性系數(shù)AHP分析模型： （公式1.3）式中：平面交叉口綜合復(fù)雜性系數(shù)指標(biāo)； 復(fù)雜性第j個(gè)影響方面的權(quán)重； 交叉口第i個(gè)構(gòu)成要素對第j個(gè)影響方面的影響權(quán)重； 交叉口第j個(gè)構(gòu)成要素對第j個(gè)影響方面的影響分值。東南大學(xué)所建立的城市道路平面交叉口綜合復(fù)雜性模型采用的是層次分析方法建模，這種方法主要適用多層次復(fù)雜系統(tǒng)的方案比選，成本效益的決策，資源分配的次序。此外，該方法權(quán)

16、重計(jì)算中相對重要度的確定一般需專家咨詢，這就要求在使用該方法時(shí)必須對多位專家進(jìn)行咨詢并綜合咨詢結(jié)果進(jìn)行權(quán)重的計(jì)算。1.3交叉口復(fù)雜度研究的內(nèi)容1） 研究的路線城市道路平面交叉口自身是一個(gè)完整的系統(tǒng)因此，本文從復(fù)雜性理論入手，通過對事物復(fù)雜性的深入分析，找出城市道路平面交叉口復(fù)雜度的本質(zhì)。通過分析城市道路平面交叉口系統(tǒng)的各個(gè)組成部分進(jìn)行分析，從而明確道路平面交叉口復(fù)雜度內(nèi)涵，并給出道路平面交叉口復(fù)雜度的計(jì)量模型。2） 交叉口復(fù)雜度影響因素交叉口的機(jī)動(dòng)車空間分布、非機(jī)動(dòng)車空間分布、以及行人通行的空間分布以及交通流車輛構(gòu)成對交叉口復(fù)雜度有一定影響，本文對這四點(diǎn)進(jìn)行了一定的分析。其次，交叉口中各類交通

17、沖突點(diǎn)數(shù)量是反映城市道平面交叉口復(fù)雜程度的綜合性指標(biāo)，然而，影響沖突點(diǎn)數(shù)量的因素卻很多，從宏觀的方面來講，包括交叉口空間布局和交叉口運(yùn)行組織：從微觀的方面來講，主要包括交叉口相交道路的條數(shù)、交叉口各進(jìn)口橫斷面的構(gòu)成、交叉口各進(jìn)口車道條數(shù)、交叉口內(nèi)部信號(hào)相位數(shù)、交叉口進(jìn)口車道功能劃分。因此，本文也對城市道路平面交叉口各類交通沖突點(diǎn)數(shù)的影響因素進(jìn)行深入研究，從而為城市道路平面交叉口復(fù)雜度計(jì)量模型的建立奠定基礎(chǔ)7。3） 交叉口復(fù)雜度計(jì)量模型的建立以城市道路平面交叉口各類交通沖突點(diǎn)影響因素分析為重點(diǎn)，并結(jié)合其他四點(diǎn)因素構(gòu)建基本道路平面交叉口復(fù)雜度計(jì)量模型。2 復(fù)雜度的定義與分析2.1 復(fù)雜性的定義自然

18、科學(xué)中，復(fù)雜性與復(fù)雜度兩種概念沒有精確的定義，社會(huì)科學(xué)中，可以把復(fù)雜性分成兩個(gè)層面：一是復(fù)雜性現(xiàn)象；另一個(gè)是復(fù)雜性刻畫與度量復(fù)雜度。為了更好地理解復(fù)雜性從而為復(fù)雜度的研究奠定基礎(chǔ)，本節(jié)先從復(fù)雜性的含義入手緊接著闡明復(fù)雜性原理，然后，綜合介紹復(fù)雜性現(xiàn)象、復(fù)雜度及其研究方法。至今為止復(fù)雜性還沒有一個(gè)確切的定義，在世界范圍內(nèi)主要存在以下三個(gè)主要的觀點(diǎn)：1）我國著名科學(xué)家錢學(xué)森先生指出：復(fù)雜性是開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特征，復(fù)雜性問題是開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)或開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的問題復(fù)雜性表示這類系統(tǒng)通過自組織與不斷的適應(yīng)，歷經(jīng)不同的復(fù)雜的變化階段，不斷向優(yōu)化的、高級(jí)的秩序演進(jìn)的過程、復(fù)雜性研究就是揭

19、示開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)在不同層次上的復(fù)雜組成，認(rèn)識(shí)它們之間的相互作用、它們與環(huán)境之間的相互作用、系統(tǒng)整體的特性及系統(tǒng)整體的作用機(jī)理與機(jī)制等等7。2）新英格蘭復(fù)雜系統(tǒng)研究所的科學(xué)家認(rèn)為，復(fù)雜系統(tǒng)是指系統(tǒng)整體行為不能從組成單元的行為加以推斷的系統(tǒng)復(fù)雜系統(tǒng)之所以會(huì)有這樣的特性，根本的原因是非線性相互作用，而不是因?yàn)橄到y(tǒng)內(nèi)部巨大的個(gè)體數(shù)目8。 3）Santa Fe Institute的科學(xué)家認(rèn)為，復(fù)雜性是處于混沌的邊緣，復(fù)雜系統(tǒng)是一種復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng) 9。2.2 復(fù)雜性的基本原理復(fù)雜性從根本上說是個(gè)相對的和心理的反映，為了更全面、深入地了解復(fù)雜性，應(yīng)該首先從四個(gè)維度或兩對維度上來研究復(fù)雜性，即：(1)從人與事

20、物維度研究復(fù)雜性：(2)從系統(tǒng)的元素以及元素之間相互關(guān)系維度上研究復(fù)雜性抽象點(diǎn)說，就是來自于人的“主觀”復(fù)雜性和來自于物的“客觀”復(fù)雜性10。2.2.1 主觀復(fù)雜性包括3個(gè)方面：1） 人類本身是產(chǎn)生復(fù)雜性的根本例如：如果人類的思想跟猴子一樣簡單那樣就少了很多復(fù)雜的東西，人類的世界就不會(huì)有那么多需要研究的地方。其實(shí)我們看來猴子的世界時(shí)非常簡單的，對于我們來說基本沒有復(fù)雜的地方，這里就體現(xiàn)出了一點(diǎn):復(fù)雜性的產(chǎn)生是相對于它所對應(yīng)的群體，如果拋開這個(gè)對應(yīng)的群體那么復(fù)雜性的度量是不可以完成的。2）人們性格空間的差異造成了社會(huì)復(fù)雜性我們假設(shè)客觀上存在一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)性格”，離標(biāo)準(zhǔn)性格不遠(yuǎn)范圍內(nèi)的性格叫作正常性格

21、，遠(yuǎn)離標(biāo)準(zhǔn)性格者叫非正常性格。應(yīng)該看到，一個(gè)社會(huì)群體中，正因?yàn)槿巳说男愿穸脊蔡幰粋€(gè)范圍內(nèi)，才說得上有共通性。同時(shí)也正因?yàn)樾愿裉幱谡顟B(tài)者是絕大多數(shù)，才說得上有共能的正常生活。比如在某種程度上存在共同的世界觀與價(jià)值觀，但這時(shí)更應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，正因?yàn)楦髯缘男愿裼胁町惒拍苄纬晌宀世_紛的世界也就是復(fù)雜的世界。因此，每個(gè)人的性格差異是社會(huì)復(fù)雜性產(chǎn)生的根本。3）人心理世界的模糊性和難度量性造成人的復(fù)雜心理。人的思維本身是非數(shù)量性的，特別是已知人對事物的分辨能力其精細(xì)程度一般不超過11%，可是模糊系統(tǒng)論告訴我們，客觀世界總是模糊構(gòu)成的，事物之間的分明性總是相對而言的或者說是人為的。這就是說當(dāng)事物之間的模糊度低

22、于11%時(shí)，我們僅憑思維認(rèn)識(shí)是難以繼續(xù)進(jìn)行的。那么這時(shí)可否借助工程技術(shù)上的度量原理對社會(huì)事物進(jìn)行精確度量，以幫助人的深入認(rèn)識(shí)呢？這是不可能的，因?yàn)樯鐣?huì)事物不具有物理空間或一般歐氏空間的局部特征而是屬于空間11。2.2.2 客觀的復(fù)雜性包括2個(gè)方面：1)系統(tǒng)中需要識(shí)別的元素種類越多，數(shù)量越大，系統(tǒng)就越復(fù)雜。舉一個(gè)數(shù)學(xué)方面的例子：假設(shè)有一個(gè)一元一次方程：x+1=2，那我們一眼就可以得出這個(gè)方程的解x=1，這是為什么呢？主要原因是因?yàn)檫@個(gè)方程的元素只有一個(gè)所以它的復(fù)雜性很低，我們才能一眼就解出來。同樣一個(gè)一元一次方程：6x+5*（x+3）-2x=42，遇到這個(gè)方程我想數(shù)學(xué)再怎么厲害的人也沒辦法一眼給

23、出它的解吧，同樣是一元一次方程但是由于它們元素含量的不同導(dǎo)致了它們復(fù)雜性的不同進(jìn)而導(dǎo)致了我們解出它們的時(shí)間不同。2)系統(tǒng)元素之間的相互關(guān)系越緊密，相互聯(lián)系的范圍越廣泛，系統(tǒng)就越復(fù)雜。元素之間的關(guān)系越緊密就意味著它們的特征相互約束、相互依賴和相互規(guī)定越強(qiáng)烈要了解其中之一必定需要了解相關(guān)的其他，要了解整體依賴于我們對部分的分析，而要了解部分又要對整體進(jìn)行了解。所謂牽一發(fā)而動(dòng)全身。這時(shí)系統(tǒng)的元素或模塊很難運(yùn)用分析和分解的方法加以分離而不破壞其系統(tǒng)整體本身，而不對其組成部分進(jìn)行過細(xì)的分析又很難深入理解整體。這樣無論理解整體還是理解部分都更為困難建模工作更難展開，預(yù)測系統(tǒng)的性狀和控制系統(tǒng)的行為便更加困難

24、如是就呈現(xiàn)出一種較為錯(cuò)綜復(fù)雜的局面11。2.3 交叉口復(fù)雜度的研究方法首先我們先對大眾事物研究復(fù)雜性的基本方法進(jìn)行描述，它是在唯物辯證法指導(dǎo)下的系統(tǒng)科學(xué)方法，可總結(jié)為以下幾種方法12：1)定性判斷與定量計(jì)算相結(jié)合通過定性判斷建立系統(tǒng)總體以及各個(gè)子系統(tǒng)的概念模型，并盡可能將它們轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型，經(jīng)求解或模擬后得出定量的結(jié)論，在對這些結(jié)論進(jìn)行定性歸納以取得認(rèn)識(shí)上的飛躍，形成解決問題的建議。任何系統(tǒng)都有定性和定量特性兩個(gè)方面，定性特性決定定量特性，定量特性表現(xiàn)定性特性。只有定性判斷，對系統(tǒng)行為特性的把握難以深入準(zhǔn)確。但定性判斷是定量計(jì)算的基礎(chǔ)，定性認(rèn)識(shí)不正確，不論定量結(jié)果多么精確漂亮，都是毫無意義的，

25、甚至還會(huì)把認(rèn)識(shí)引入歧途。定量計(jì)算是為定性判斷服務(wù)的。借助定量計(jì)算能使定性判斷深刻化、精確化。2)局部分析與整體綜合相結(jié)合從系統(tǒng)論的角度來看，局部分析只有和整體綜合相結(jié)合，才能夠形成系統(tǒng)的觀點(diǎn)和看法。局部分析的目的是為了了解系統(tǒng)的組成元素以及它們之間的層次結(jié)構(gòu)，而整體綜合則是從功能結(jié)構(gòu)和形成過程的角度來認(rèn)識(shí)系統(tǒng)。整體由局部構(gòu)成，整體統(tǒng)籌局部，局部支撐整體，局部受到整體的約束與支配。因此，應(yīng)在系統(tǒng)的整體觀對照下建立對局部的分析，綜合所有局部分析以建立關(guān)于系統(tǒng)整體的綜合。3)還原論和整體論相結(jié)合還原論和整體論的結(jié)合就是微觀和宏觀的結(jié)合，還原論從局部機(jī)制和微觀結(jié)構(gòu)入手，對系統(tǒng)構(gòu)成元素進(jìn)行深入的分析，而

26、整體論則強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)成元素之間內(nèi)在的關(guān)系和相互作用。因此，只有還原論和整體論相結(jié)合，才能夠深刻的了解系統(tǒng)的發(fā)展演化過程。4)科學(xué)推理與哲學(xué)思辨相結(jié)合科學(xué)理論是具有某種邏輯結(jié)構(gòu)并經(jīng)過一定試驗(yàn)檢驗(yàn)的概念系統(tǒng)，科學(xué)家在表述科學(xué)理論時(shí)總是力求達(dá)到符號(hào)化和形式化，使之成為嚴(yán)密的公理化體系。但是，科學(xué)的發(fā)展往往證明任何理論都不是天衣無縫的，總有一些“反?！钡默F(xiàn)象和事件出現(xiàn)。這是就必須運(yùn)用哲學(xué)思辨的力量，從個(gè)別和一般、必然性和偶然性等范疇，以及對立統(tǒng)一、否定之否定等規(guī)律來加以解釋。3 交叉口沖突點(diǎn)數(shù)的計(jì)算及影響在影響交叉口復(fù)雜度的眾多因素當(dāng)中除了一些從根本上改變了交叉口的性質(zhì)的因素例：交叉口形狀，有無信號(hào)

27、燈控制等，剩余因素中最重要的莫過于一個(gè)交叉口沖突點(diǎn)的多少，它是最直觀反應(yīng)交叉口復(fù)雜度的因素，本章就常見交叉口的進(jìn)行沖突點(diǎn)分析。3.1 交叉口相交道路條數(shù)與沖突點(diǎn)的關(guān)系首先，我們要對交叉口進(jìn)行分類，這決定了交叉口的根本性質(zhì)。一般來說城市中較為常見的交叉口有T型交叉口、十字型交叉以及復(fù)合交叉口，其對應(yīng)的相交道路條數(shù)分別為三路交叉、四路交叉、五路及五路以上交叉（本文只對較為常見的五路交叉口進(jìn)行分析）。在這里以較為典型的雙向兩車道為例，也就是說：在相同的進(jìn)口道車道數(shù)的前提下根據(jù)不同的進(jìn)口道數(shù)進(jìn)行分析，分析沖突點(diǎn)包括：交叉沖突點(diǎn)、合流沖突點(diǎn)、分流沖突點(diǎn)。不同的相交道路條數(shù)所對應(yīng)的交叉口機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車沖突

28、點(diǎn)的空間位置及數(shù)量如表3.1所示13。表1 雙向車道不同相交道路條數(shù)的沖突點(diǎn)相交道路條數(shù)圖示沖突點(diǎn)類型數(shù)量三路交叉口交叉沖突點(diǎn)3分流沖突點(diǎn)3合流沖突點(diǎn)3總數(shù)9四路交叉口交叉沖突點(diǎn)16分流沖突點(diǎn)8合流沖突點(diǎn)8總數(shù)32五路交叉口交叉沖突點(diǎn)50分流沖突點(diǎn)15合流沖突點(diǎn)15總數(shù)80從表圖中的沖突點(diǎn)數(shù)量可以總結(jié)出雙向兩車道交叉口機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車沖突點(diǎn)數(shù)量與相交道路條數(shù)具有如下關(guān)系： （公式3.1）（其中，出代表交叉口機(jī)動(dòng)車分流沖突點(diǎn)數(shù)，代表交叉口機(jī)動(dòng)車合流沖突點(diǎn)數(shù)，代表交叉口機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車交叉沖突點(diǎn)數(shù)，代表交叉口相交道路條數(shù)(3)。3.2 交叉口進(jìn)口道車道數(shù)與沖突點(diǎn)的關(guān)系不同的進(jìn)口道車道數(shù)亦對沖突點(diǎn)的數(shù)量

29、有較大的影響，下面以城市中較為常見的十字型交叉口為例，研究對稱型交叉口(各進(jìn)口道數(shù)量相同)及非對稱型交叉口沖突點(diǎn)數(shù)量及位置。1） 對稱型十字交叉口不同車道數(shù)的沖突點(diǎn)表2 對稱型十字交叉口不同車道數(shù)機(jī)動(dòng)車沖突點(diǎn)相交道路條數(shù)圖示沖突點(diǎn)類型數(shù)量2-2型交叉口直行直行交叉沖突點(diǎn)4直行左轉(zhuǎn)交叉沖突點(diǎn)8左轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)交叉沖突點(diǎn)4分流沖突點(diǎn)8合流沖突點(diǎn)8總數(shù)324-4型交叉口直行直行交叉沖突點(diǎn)16直行左轉(zhuǎn)交叉沖突點(diǎn)16左轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)交叉沖突點(diǎn)4分流沖突點(diǎn)8合流沖突點(diǎn)8總數(shù)526-6型交叉口直行直行交叉沖突點(diǎn)36直行左轉(zhuǎn)交叉沖突點(diǎn)24左轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)交叉沖突點(diǎn)4分流沖突點(diǎn)8合流沖突點(diǎn)8總數(shù)80從圖中的沖突點(diǎn)數(shù)量不難看出，相同進(jìn)口

30、道數(shù)對稱十字交叉口機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車沖突點(diǎn)數(shù)量與進(jìn)口車道條數(shù)具有如下關(guān)系： (公式3.2) （其中，出代表交叉口機(jī)動(dòng)車分流沖突點(diǎn)數(shù)，代表交叉口機(jī)動(dòng)車合流沖突點(diǎn)數(shù)，代表直行-直行交叉沖突點(diǎn)，代表直行-左轉(zhuǎn)交叉沖突點(diǎn)，代表左轉(zhuǎn)-左轉(zhuǎn)交叉沖突點(diǎn),代表進(jìn)口道的車道數(shù)。）2）非對稱型十字交叉口不同車道數(shù)的沖突點(diǎn)對于非對稱型十字交叉口而言，城市中較為常見的有42型交叉口、6-2型交叉口及6-4型交叉口，其機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車沖突點(diǎn)如表3-3所示。表3 非對稱型十字交叉口不同車道數(shù)機(jī)動(dòng)車沖突點(diǎn)數(shù)相交道路條數(shù)圖示沖突點(diǎn)類型數(shù)量4-2型交叉口直行直行交叉沖突點(diǎn)8直行左轉(zhuǎn)交叉沖突點(diǎn)12左轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)交叉沖突點(diǎn)4分流沖突點(diǎn)8合流沖

31、突點(diǎn)8總數(shù)406-2型交叉口直行直行交叉沖突點(diǎn)12直行左轉(zhuǎn)交叉沖突點(diǎn)16左轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)交叉沖突點(diǎn)4分流沖突點(diǎn)8合流沖突點(diǎn)8總數(shù)486-4型交叉口直行直行交叉沖突點(diǎn)24直行左轉(zhuǎn)交叉沖突點(diǎn)20左轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)交叉沖突點(diǎn)4分流沖突點(diǎn)8合流沖突點(diǎn)8總數(shù)64 從表中的沖突點(diǎn)數(shù)量不難看出，相同進(jìn)口道數(shù)非對稱十字交叉口機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車沖突點(diǎn)數(shù)量與進(jìn)口車道條數(shù)具有如下關(guān)系： （公式3.3）其中，出代表交叉口機(jī)動(dòng)車分流沖突點(diǎn)數(shù)，代表交叉口機(jī)動(dòng)車合流沖突點(diǎn)數(shù)，代表直行-直行交叉沖突點(diǎn)，代表直行-左轉(zhuǎn)交叉沖突點(diǎn)，代表左轉(zhuǎn)-左轉(zhuǎn)交叉沖突點(diǎn), 分別代表兩個(gè)進(jìn)口道的車道數(shù)。從上文可知交叉口中主要沖突點(diǎn)可分為交叉沖突點(diǎn)、合流沖突點(diǎn)、分流沖

32、突點(diǎn)，后兩種統(tǒng)稱為交織沖突點(diǎn)。這三種沖突點(diǎn)是交叉口復(fù)雜度的最主要構(gòu)成因素。4 交叉口復(fù)雜度的其它影響因素分析4.1 機(jī)動(dòng)車通行布局的影響4.1.1 左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車通行空間布局的影響左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車道的數(shù)目, 左轉(zhuǎn)待行區(qū)、左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車停車線的設(shè)置, 都對交叉口復(fù)雜度有不同程度的影響14。1） 左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車道數(shù)目對復(fù)雜度影響左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車道數(shù)目對交叉口復(fù)雜度的影響主要體現(xiàn)在左轉(zhuǎn)交通流和直行交通流之間的沖突, 具體影響如下: 當(dāng)直行機(jī)動(dòng)車和左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車存在沖突時(shí), 直行車道數(shù)一定( 假設(shè)為m ) , 每增加一條左轉(zhuǎn)車道, 沖突點(diǎn)的數(shù)目將相應(yīng)增加m個(gè), 減少一條左轉(zhuǎn)車道, 沖突點(diǎn)數(shù)目減少m個(gè)；當(dāng)直行機(jī)動(dòng)車和左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車存在

33、沖突時(shí), 在直行車道數(shù)、直行交通量和左轉(zhuǎn)交通量一定的情況下,隨著左轉(zhuǎn)車道數(shù)的增加, 沖突點(diǎn)數(shù)目增加, 沖突點(diǎn)的沖突概率減小, 但是復(fù)雜度是增加的。當(dāng)直行機(jī)動(dòng)車和左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車存在沖突時(shí), 設(shè)置左轉(zhuǎn)等待區(qū)或者將左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車停車線前移可以減少左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車的沖突流量, 從而降低左轉(zhuǎn)車流與直行車流的沖突概率, 降低復(fù)雜度。圖1 左轉(zhuǎn)交通流與直行交通流沖突點(diǎn)2）左轉(zhuǎn)待行區(qū)、左轉(zhuǎn)停車線設(shè)置對復(fù)雜度影響左轉(zhuǎn)待行區(qū)的設(shè)置減少了左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車到達(dá)沖突點(diǎn)的距離, 使得部分左轉(zhuǎn)交通流能夠在直行交通流到達(dá)沖突點(diǎn)之前通過交叉口, 減少了左轉(zhuǎn)車流與對向直行車流發(fā)生沖突的流量, 從而減小了交叉口復(fù)雜度。左轉(zhuǎn)停車線提前、直行停車線滯后和

34、左轉(zhuǎn)待行區(qū)的設(shè)置具有相同的效果, 都能夠降低交叉口復(fù)雜度。當(dāng)然, 在實(shí)際應(yīng)用過程中, 需要結(jié)合交叉口的型式綜合考慮。圖2 左轉(zhuǎn)待行區(qū)設(shè)置4.1.2 直行機(jī)動(dòng)車通行空間布局的影響對于無控交叉口, 隨著交叉口進(jìn)口道數(shù)量的增加, 直行機(jī)動(dòng)車之間的交叉沖突點(diǎn)數(shù)量增加最快, 是導(dǎo)致交叉口機(jī)動(dòng)車交叉沖突點(diǎn)總數(shù)急劇上升的根本原因。雖然信號(hào)燈的采用已經(jīng)使得絕大多數(shù)與直行有關(guān)的交叉沖突點(diǎn)不復(fù)存在，但是多相位控制是在犧牲交叉口效率的基礎(chǔ)上換得交叉口秩序的穩(wěn)定性。在兩相位信號(hào)控制交叉口仍然存在直行與對向左轉(zhuǎn)的交叉沖突15。例：以左轉(zhuǎn)交通量（一條左轉(zhuǎn)車道），直行總交通量為例，根據(jù)公式： （公式4.1）式中：，分別為機(jī)

35、動(dòng)車交叉、合流和分流沖突點(diǎn)數(shù)目，、分別為機(jī)動(dòng)車交叉、合流和分流的沖突概率；為主要交通流的交通量；Q為次要交通流的交通量。當(dāng)只有一條車行道時(shí)，時(shí)，個(gè)沖突點(diǎn)的平均沖突概率為0.3652，復(fù)雜度為=0.3652；當(dāng)有兩條車行道時(shí)，時(shí)，兩個(gè)沖突點(diǎn)的平均沖突概率為0.1872和0.1522，復(fù)雜度為=0.1872+0.1522=0.3394；當(dāng)有三條車行道時(shí)，時(shí)，三個(gè)沖突點(diǎn)的平均沖突概率為0.1256、0.1098、0.0978，復(fù)雜度=0.1256+0.1098+0.0978=0.3332計(jì)算結(jié)果見表4：表4 計(jì)算結(jié)果匯總表直行車道數(shù)沖突概率復(fù)雜度10.36520.365220.18720.33940

36、.152230.12560.33320.10980.0978從計(jì)算結(jié)果來看，機(jī)動(dòng)車空間布局對交叉口復(fù)雜度的主要影響有以下幾個(gè)方面：1）在左轉(zhuǎn)車道數(shù)、左轉(zhuǎn)交通量和直行交通量一定的情況下，增加直行車道能夠明顯降低各沖突點(diǎn)的沖突概率，但是總的復(fù)雜度減少量十分有限；2）當(dāng)左轉(zhuǎn)交通量和直行交通量都比較小的時(shí)候，不增加直行車道能夠滿足交通需求時(shí)，復(fù)雜度降低微小，沒有必要因此而增加直行車道數(shù)目；3）當(dāng)左轉(zhuǎn)交通流和直行交通流都比較大時(shí)，這個(gè)時(shí)候單點(diǎn)的沖突概率已經(jīng)接近1，說明發(fā)生沖突的可能性非常大，很可能造成交叉口延誤過大，產(chǎn)生擁堵，因此，這個(gè)時(shí)候通過增加直行車道數(shù)目，均衡沖突點(diǎn)的沖突概率，不僅降低了復(fù)雜度，也

37、改善了交通流的運(yùn)行狀況。4.2 非機(jī)動(dòng)車通行空間布局的影響 非機(jī)動(dòng)車通行空間布局對復(fù)雜度的影響往往具有很大的不確定性?，F(xiàn)如今大多數(shù)城市的交叉口中非機(jī)動(dòng)車經(jīng)過交叉口都是和行人一樣通過穿越人行橫道，但是有些地區(qū)居民的交通意識(shí)薄弱導(dǎo)致很多機(jī)動(dòng)車經(jīng)過交叉口時(shí)不僅不通過人行橫道更有一些無視了信號(hào)燈，這就是導(dǎo)致了這個(gè)不確定因素的原因。所以，我認(rèn)為非機(jī)動(dòng)車對交叉口復(fù)雜度的影響跟當(dāng)?shù)鼐用袷欠褡袷亟煌ㄒ?guī)則有很大的關(guān)系，對于非機(jī)動(dòng)車不遵守交通規(guī)則胡亂通過交叉口很難進(jìn)行定量甚至定性的分析，所以本文考慮的是在非機(jī)動(dòng)車遵守交通規(guī)則的前提下通過交叉口的情況。這種情況下非機(jī)動(dòng)車通過交叉口與行人通過交叉口的方式相同，唯一不同

38、時(shí)非機(jī)動(dòng)車通過時(shí)所占得人行橫道較大這里會(huì)在最后的總結(jié)公式中給予體現(xiàn)。圖3 非機(jī)動(dòng)車違反交通規(guī)則4.3 行人通行空間布局的影響一般而言，交叉口行人通行的處理方法有兩種：平面過街和立體過街。顯然，立體過街能夠完全消除交義口內(nèi)與行人相關(guān)的沖突點(diǎn)，這不僅有利于交叉口處行人安全和機(jī)動(dòng)車的有序運(yùn)行，還能降低交叉口的復(fù)雜度。但是過街天橋和地道造價(jià)較高，對交叉口條件要求也高并且會(huì)增加行人過街的距離和時(shí)間，所以通常情況下，只有當(dāng)交叉口行人流量達(dá)到一定的值或者道路等級(jí)較高、所處區(qū)域特殊時(shí)行人過街才考慮采用過街天橋或者地道的形式。城市大部分交叉口行人過街方式還是采用設(shè)置人行橫道。 當(dāng)行人流量一定時(shí)，機(jī)動(dòng)車一行人沖突

39、復(fù)雜度隨著機(jī)動(dòng)車右轉(zhuǎn)流量的增加而增加。行人流量一定，機(jī)動(dòng)車右轉(zhuǎn)流量增加，平均車頭時(shí)距減小，說明機(jī)動(dòng)車所提供的能夠使得行人穿越的可接受問隙變小，因此，行人和機(jī)動(dòng)車發(fā)生沖突的可能性增大，機(jī)動(dòng)車一行人沖 突復(fù)雜度增加。機(jī)動(dòng)右轉(zhuǎn)車流量一定，行人流量增加，說明單位時(shí)間內(nèi)通過交叉口的行人數(shù)增加，要求機(jī)動(dòng)車能夠提供更大的間隙，因此機(jī)動(dòng)車和行人勢必會(huì)爭搶通過權(quán)發(fā)生沖突使得機(jī)動(dòng)車一行人沖突復(fù)雜度增加。行人流量較大時(shí)，機(jī)動(dòng)車一行人復(fù)雜度增加的幅度較大。當(dāng)機(jī)動(dòng)車和行人流量都比較大時(shí)，局部復(fù)雜度突然增大時(shí)可以設(shè)置行人駐足島使得機(jī)動(dòng)車一行人沖突復(fù)雜度減小。圖4 行人違反交通規(guī)則4.4 交叉口形狀的影響交叉口形狀對交叉口

40、復(fù)雜度影響這是交叉口復(fù)雜度影響因素的一個(gè)重要方面，在同樣的交通流以及外部情況下，一個(gè)正規(guī)的十字交叉口和一個(gè)畸形交叉口哪個(gè)的復(fù)雜度會(huì)更高？這個(gè)問題我們稍加思索就可以得出答案，肯定是畸形交叉口的復(fù)雜度高。然而，這方面因素對交叉口復(fù)雜度影響到底有多大呢？我只能說：不同的形狀都有其不同的影響因素，這個(gè)在親眼見到交叉口之前我們是根本無法進(jìn)行定量的判斷甚至無法進(jìn)行定性的判斷，所以在下面章節(jié)有關(guān)這方面的影響在復(fù)雜度模型中只給出了一個(gè)參數(shù)，這個(gè)參數(shù)具體應(yīng)該怎么定量就要因地制宜，要通過對具體交叉口的詳細(xì)調(diào)查才能給出一個(gè)相對準(zhǔn)確的值。本文下面討論的交叉口都是正常的交叉口，對于畸形交叉口本文不進(jìn)行討論。4.5 交通

41、流的車輛構(gòu)成的影響這里先提出一個(gè)問題：為什么城市內(nèi)部大都不允許大型車輛進(jìn)入呢？我們以前肯定碰到過這樣的事，但是有沒有考慮過原因呢？ 首先，大型車輛進(jìn)入市區(qū)會(huì)污染城市環(huán)境，不僅因?yàn)榇笮蛙囕v排放量大會(huì)造成空氣污染還有就是大型車輛的聲音也很大容易造成噪音污染。其次，這也是最重要的原因，就是大型車輛進(jìn)入市區(qū)會(huì)給原本就擁堵的市區(qū)交通帶來巨大的負(fù)擔(dān)。我們可以試想一下，在同樣的交通流下一個(gè)全都是小轎車通過的交叉口和一個(gè)有著小轎車、大貨車、公交等不同車輛通過的交叉口復(fù)雜度能處于同一水平線嗎?答案肯定是否定的，由于每一種車輛的特性不同導(dǎo)致了他們行使的軌跡、速度等方面的不同從而使復(fù)雜度得以提升。所以，在同樣交通流

42、的前提下對于混合的交通車流在確定其復(fù)雜度的時(shí)候在這方面的權(quán)重要給予適當(dāng)加重。例：對福州市金榕南路與金祥路各類車輛通過交叉口時(shí)間的調(diào)查（車輛的通過時(shí)間調(diào)查都是從車頭碰到停車線到車尾完全進(jìn)入出口道的時(shí)段，忽略在進(jìn)口道耽誤的時(shí)間）表5 各類車輛通過交叉口時(shí)間小車公交/大客車中貨車大貨車通過交叉口評(píng)價(jià)時(shí)間5.3s6.8s6.5s8.7s通過上面數(shù)據(jù)可知：各類車輛通過交叉口時(shí)間長短不一，假如通過車輛大都為小車那么在一個(gè)綠燈時(shí)長通過交叉口的效率一般較高，而當(dāng)車流中混合了較多客車或貨車時(shí)由于它們通過交叉口的速度慢就會(huì)使整個(gè)通過車流的速度都大幅度降低，從而降低了交叉口的通過效率，進(jìn)而使交叉口的擁堵情況加劇即增

43、加了交叉口復(fù)雜度。5 交叉口復(fù)雜度計(jì)量模型5.1 交叉口復(fù)雜度計(jì)量模型的確定通過上文我們可以總結(jié)出在大環(huán)境下影響交叉口復(fù)雜度的幾個(gè)比較重要的因素：交叉口沖突點(diǎn)數(shù)、機(jī)動(dòng)車通行空間布局、非機(jī)動(dòng)車通行空間布局、行人通行空間布局、交通流的稱量構(gòu)成這五個(gè)因素，下面對每個(gè)因素在計(jì)量模型中所占權(quán)重進(jìn)行分析談?wù)摗０涯Ｐ投椋?（公式5.1）式中：分別為沖突點(diǎn)數(shù)、機(jī)動(dòng)車通行分布、非機(jī)動(dòng)車通行空間布局、行人通行空間布局、交通流車輛構(gòu)成所占的權(quán)重； 計(jì)量系數(shù)。具體參數(shù)含義將在本章中做詳細(xì)分析。（本章部分重要內(nèi)容是通過專家調(diào)查法得到的，通過電子郵件的形式發(fā)出了10份調(diào)查表給國內(nèi)的專家，回復(fù)的有3份郵件）。5.1.1

44、交叉口沖突點(diǎn)數(shù)的影響根據(jù)前人研究的成果可以得出3者對交叉口復(fù)雜度影響的大?。航徊鏇_突點(diǎn)>合流沖突點(diǎn)>分流沖突點(diǎn)。為什么區(qū)分大小也是有自己的原因的，這個(gè)仔細(xì)看上面的圖我們可以發(fā)現(xiàn)只有交叉沖突點(diǎn)是發(fā)生在交叉口中心區(qū)域而另外兩種沖突點(diǎn)是發(fā)生在各個(gè)進(jìn)口道的尾部和出口道的頭部，這就大大降低了它們對交叉口復(fù)雜度的影響，所以這一點(diǎn)就可以很直觀的判斷出它們的影響大小。還有一點(diǎn)就是交叉沖突點(diǎn)的車輛在發(fā)生交叉沖突點(diǎn)的前后還可能在交叉口內(nèi)與其他車輛發(fā)生沖突，而分流沖突點(diǎn)只可能在發(fā)生之后車輛才可能與其他車輛發(fā)生沖突，合流沖突點(diǎn)則是在發(fā)生之前車輛才可能與其他車輛發(fā)生沖突。再根據(jù)分流以及合流的特性可以判定合流

45、點(diǎn)的影響大于分流點(diǎn)。其中對于左轉(zhuǎn)-左轉(zhuǎn)沖突點(diǎn)、直行-左轉(zhuǎn)沖突點(diǎn)、直行-直行沖突點(diǎn)不做具體的細(xì)化分析，把他們在模型中的體現(xiàn)統(tǒng)一歸為沖突點(diǎn)。在模型中交叉口沖突點(diǎn)的影響會(huì)占到最大的部分，因?yàn)樵趻伋龈淖兘徊婵谛再|(zhì)的無法定量判定的因素后只有交叉口沖突點(diǎn)數(shù)是改變交叉口根本的最重要因素，其他因素?zé)o論是車與行人的通行空間布局或者是車輛構(gòu)成都只是改變交叉口復(fù)雜度的外在因素對交叉口本身沒有任何的改變所以沖突點(diǎn)數(shù)是最重要的影響因素，其次只要我們稍微留意就可以發(fā)現(xiàn)沖突點(diǎn)數(shù)越多的交叉口在信號(hào)控制上也越復(fù)雜。具體沖突點(diǎn)在模型中所占權(quán)重大小根據(jù)專家調(diào)查法和分析判斷在這五種因素中所占比例為60%。而這三種沖突點(diǎn)的權(quán)重則定位交

46、叉沖突點(diǎn)55%、合流沖突點(diǎn)30%、分流沖突點(diǎn)15%5.1.2 機(jī)動(dòng)車通行分布的影響首先，在這里對空間布局進(jìn)行簡單的解釋，其實(shí)它可以從空間和布局兩個(gè)詞進(jìn)行拆分理解：空間指的是各個(gè)部位的相對位置和節(jié)點(diǎn)，布局指的是各個(gè)部位的形狀和安放形式。綜合起來可以解釋為：在交叉口中機(jī)動(dòng)車通過交叉口時(shí)各個(gè)車輛及道路的相對位置以及通過的各種形式（方式）。這里把機(jī)動(dòng)車通行空間布局定位影響交叉口復(fù)雜度的第二大因素，因?yàn)榻徊婵谥凶顬橹饕慕煌骶褪菣C(jī)動(dòng)車交通流，相比于非機(jī)動(dòng)車和行人交通流來說機(jī)動(dòng)車交通流無論在總體所占空間大小或者對交叉口設(shè)施的占用程度來說都不是其他兩種交通流所能比擬的。所以再出去交叉口本身因素的影響外把機(jī)

47、動(dòng)車通行空間布局定為交叉口復(fù)雜度的第二影響因素是無可厚非的。根據(jù)4.1.2所得出的機(jī)動(dòng)車左轉(zhuǎn)以及直行的關(guān)系：當(dāng)左轉(zhuǎn)交通流和直行交通流都比較大時(shí)，這個(gè)時(shí)候單點(diǎn)的沖突概率已經(jīng)接近1，說明發(fā)生沖突的可能性非常大，很可能造成交叉口延誤過大，產(chǎn)生擁堵，因此，這個(gè)時(shí)候通過增加直行車道數(shù)目，均衡沖突點(diǎn)的沖突概率，不僅降低了復(fù)雜度，也改善了交通流的運(yùn)行狀況?？梢缘贸霎?dāng)交叉口的某個(gè)進(jìn)口道直行和左轉(zhuǎn)交通量都相對比較大時(shí)機(jī)動(dòng)車空間布局對交叉口復(fù)雜度的影響就相對加大，所以機(jī)動(dòng)車通行空間布局對交叉口復(fù)雜度的影響應(yīng)該是一個(gè)范圍值而不是一個(gè)固定值。這里根據(jù)專家調(diào)查法以及分析判斷得出機(jī)動(dòng)車通行空間布局影響的權(quán)重范圍為15%-

48、20%。5.1.3 行人及非機(jī)動(dòng)車通行空間布局的影響在分析行人和非機(jī)動(dòng)車通行空間布局對交叉口復(fù)雜度的影響時(shí)必須有一個(gè)前提條件就是：行人和機(jī)動(dòng)車絕大部分在通過交叉口時(shí)遵守了交通規(guī)則。如果沒有這個(gè)前提條件我們可以設(shè)想一下：所有行人和非機(jī)動(dòng)車在通過交叉口時(shí)隨心所欲那么整個(gè)交叉口必將非常混亂，這個(gè)就脫離了分析的目的所在。其次，這里為什么把行人和非機(jī)動(dòng)車和在一起分析也是有原因的，因?yàn)樵谌缃竦慕徊婵谥行腥撕头菣C(jī)動(dòng)車通過交叉口的方式大都是通過穿越人行橫道，所以它們對交叉口復(fù)雜度的影響無論在大小和方式上也就非常的接近。雖然行人和非機(jī)動(dòng)車在交叉口中數(shù)量是最大的但是它們所占交叉口資源卻小于機(jī)動(dòng)車所以它對交叉口的影

49、響就相對較小。由于在一個(gè)綠燈時(shí)長內(nèi)不論非機(jī)動(dòng)車和行人的數(shù)量多少它們對交叉口的影響都是不變的（在遵守交通信號(hào)燈控制的前提下），所以討論影響的大小主要是根據(jù)非機(jī)動(dòng)車和行人有沒有違反交通規(guī)則。不同的交叉口可根據(jù)各自不同的情況在所給權(quán)重范圍內(nèi)酌情進(jìn)行權(quán)重定值。根據(jù)專家調(diào)查法和自己的分析判斷得出在影響交叉口復(fù)雜度的因素中行人通行空間布局所占權(quán)重為4%-6%，非機(jī)動(dòng)車通行空間布局為8%-12%。5.1.4 交通流中車輛構(gòu)成的影響我們可以設(shè)想一個(gè)情況，假如整個(gè)城市出行都以公共交通或者其他某一種方式出行那么交通還會(huì)如此擁堵嗎？為什么混合交通會(huì)影響一個(gè)交叉口的復(fù)雜度？其實(shí)這兩個(gè)問題的答案基本一致，混合交通流由于

50、各種車輛之間的行使方式以及通行的速度等多方面因素的不同導(dǎo)致了它們在一起通行時(shí)會(huì)有很多的沖突點(diǎn)，所以組成交通流的車輛構(gòu)成越復(fù)雜、種類越多則它們對交叉口復(fù)雜度的影響也就越大。其次為什么它的影響因素最小也是有原因的，我們可以先把這5種因素進(jìn)行分級(jí)，第一級(jí)肯定是沖突點(diǎn)數(shù)因?yàn)樗墙徊婵诒旧淼囊蛩?，第二?jí)時(shí)車輛行人通行空間布局因?yàn)檐囕v行人是構(gòu)成交叉口體系中體現(xiàn)在表面的直觀點(diǎn)是不需要進(jìn)行分析用眼睛就看得到的，第三級(jí)就是車輛的構(gòu)成了因?yàn)樗且粋€(gè)隱性的影響因素是要通過深入分析才能得到的結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有前幾種因素那么直觀，所以它的影響因素應(yīng)該是最小的。還有這個(gè)因素的權(quán)重也是一個(gè)范圍值，它的大小取決于某個(gè)交叉口車輛構(gòu)成

51、的復(fù)雜度大小這就需要調(diào)查者對特定的交叉口進(jìn)行特定的分析。根據(jù)專家調(diào)查法和自身的分析得出交通流中車輛構(gòu)成對交叉口復(fù)雜度的影響所占權(quán)重為5%-10%5.2 交叉口復(fù)雜度模型根據(jù)前面給出的模型5.1所示，其中 （其中分別代表分流點(diǎn)、合流點(diǎn)、交叉點(diǎn)數(shù)）。其次對 進(jìn)行定值，由于沖突點(diǎn)數(shù)的增加或者減少會(huì)對機(jī)動(dòng)車、行人、非機(jī)動(dòng)車、交通流的車輛構(gòu)成對交叉口的影響造成一定程度的影響，所以這里的 要根據(jù)交叉口的具體情況進(jìn)行定值。根據(jù)專家調(diào)查法得知這里對 的定值可以根據(jù)交叉口進(jìn)口道總數(shù)進(jìn)行定值，所以給出 = = = =進(jìn)口道總數(shù)。綜上所述可得交叉口復(fù)雜度計(jì)量模型： （公式5.1）式中：分別為沖突點(diǎn)數(shù)、機(jī)動(dòng)車通行分布

52、、非機(jī)動(dòng)車通行空間布局、行人通行空間布局、交通流車輛構(gòu)成所占的權(quán)重，其中a=60%,b=15%-20%,c=8%-12%，d=4%-6%,e=5%-10%；分別代表分流點(diǎn)、合流點(diǎn)、交叉點(diǎn)數(shù)；等于所計(jì)量交叉口的進(jìn)口道數(shù)。根據(jù)對多種類型交叉口進(jìn)行計(jì)算和分析得出評(píng)價(jià)范圍指標(biāo)：當(dāng)<10時(shí)，則認(rèn)為交叉口簡單；當(dāng)10<20時(shí)，則認(rèn)為交叉口中等復(fù)雜；當(dāng)20時(shí)，則認(rèn)為交叉口復(fù)雜，該評(píng)價(jià)范圍指標(biāo)的確定是通過對福州市多個(gè)不同交叉口進(jìn)行模型帶入計(jì)算，然后在計(jì)算后通過導(dǎo)師的指導(dǎo)而得出的一個(gè)較為合理的范圍值。從定值可以看出在進(jìn)口道數(shù)量較小時(shí)其它的四個(gè)因素對交叉口復(fù)雜度的影響相對較大，為進(jìn)口道數(shù)量較大時(shí)其它四個(gè)因素的相對影響就會(huì)漸漸變小，這樣的設(shè)計(jì)也是較為合理，因?yàn)樵谶M(jìn)口道少時(shí)沖突點(diǎn)也很少因此沖突點(diǎn)對交叉口復(fù)雜度的影響就不會(huì)很大，這就使得其它四個(gè)因素的影響相對較大，反之亦然。因此，根據(jù)研究結(jié)果可得出一個(gè)結(jié)論：城市道路平面交叉口復(fù)雜度是對城市道路平面交叉口的空間布局和運(yùn)行組織復(fù)雜性程度的度量。6 算例1）福州市金山金榕南路與金祥路交叉口模型5.1計(jì)算該交叉口的復(fù)雜度，交叉口平面圖見圖5 圖5 交叉口平面簡圖計(jì)算過程：根據(jù)模型 已知交叉口