城市道路节点规划设计理论与方法研究

论文摘要

城市道路节点是城市道路网络的重要组成部分,是城市道路交通中的瓶颈部位,其设置的合理与否直接关系到相关线路乃至整个路网交通功能的发挥,它对于城市道路的机动性、通行能力、路网容量以及交通安全都有较大的影响。本文力图通过对城市道路节点本质的认识来研究其规划设计理论与方法,以期寻求解决城市道路交通问题的有效途径。城市道路节点所具有的交通特征与路段相比既有相同的地方也有许多不同之处,有些特征在路段上只是偶然事件,而在节点处则普遍存在,了解、认识、掌握城市道路节点的交通特性对于进行节点研究和规划设计都具有十分重要的意义。本文总结分析了城市道路节点的八种特征,这些特征包括交通流到达分布的多重性特征、到达交通量的周期性变化特征、到达车辆的转向需求特征、速度变化特征、停车排队特征、交通冲突特征、时间延误特征和交通瓶颈特征。城市道路是以网络形态分布于城市区域内的地面交通设施,由于道路的功用不同以及地域的差异,各道路间的交叉和连接方式各不相同,目前国内外所采用的节点形式有无控制平交节点、全停牌控制平交节点、二路停牌控制平交节点、信号灯控制平交节点、平面环行节点、立体交叉节点以及它们的组合形式,各种节点具有各自的特性,适合于不同的功能需求。没有规矩不成方圆,现代城市道路交通体系是一个有序系统,而这种秩序基于统一的交通规则和法律保障,城市道路节点的特性决定了路权规则在其中的重要地位。本文对国内外的路权规则进行了对比研究,给出了路权定义,提出了路权分配及条文制定的八项基本原则,并对相关问题进行了探讨。城市道路网络是由城市道路和道路之间的节点构成的,本文通过对城市路网结构的拓扑性质分析,明确了城市路网结构的网络属性,在重新定义可达性概念的基础上,结合城市出行的时间约束及城市规模等因素,对城市路网结构进行了层次划分,分析了城市道路节点的结构层次性,并对城市路网密度与节点压力的关系进行了探讨。结构决定功能,功能影响结构,要满足某种功能需求必须选择相应的结构。城市道路节点的结构形式应当与节点的性质相匹配,而路网的结构形态亦应与城市交通分布相匹配。本文对城市道路节点与机动性和通行能力之间的关系进行了研究论述,提出了延误叠加定律、通行能力最小值定律和节点与机动性关系定理。在提出通行能力匹配度概念的基础上,对各种节点形式与道路通行能力的匹配程度进行了分析,设计了一种新型组合节点——双层信号灯控制平交组合节点。本文构建了基于节点匹配度、节点可靠度和节点重要度的三度优化规划设计

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 道路节点形式的发展现状
• 1.2.1 信号灯控制平交节点
• 1.2.2 平面环行节点
• 1.2.3 立体交叉节点
• 1.3 道路节点规划设计发展现状
• 1.4 研究意义
• 1.5 研究宗旨
• 1.6 论文结构
• 第2章 城市道路节点的概念及其特征研究
• 2.1 城市道路节点的概念及研究范围的界定
• 2.2 城市道路节点处的车辆到达特征
• 2.2.1 交通流到达分布的多重性特征
• 2.2.2 到达交通量的周期性变化特征
• 2.2.3 到达车辆的转向需求特征
• 2.2.4 速度变化特征
• 2.2.5 停车排队特征
• 2.3 城市道路节点处的交通冲突特征
• 2.4 城市道路节点处的时间延误特征
• 2.5 城市道路节点的瓶颈特征
• 2.6 本章小结
• 第3章 城市道路节点的形式划分与特性研究
• 3.1 城市道路节点的形式划分
• 3.2 无信号灯控制平交节点
• 3.2.1 无控制平交节点与全停牌控制平交节点
• 3.2.2 二路停牌控制平交节点
• 3.3 信号灯控制平交节点
• 3.4 平面环行节点
• 3.5 立交节点
• 3.6 本章小结
• 第4章 城市道路节点的路权规则研究
• 4.1 国内外关于路权的规定及其对比
• 4.1.1 北美国家关于路权的规定
• 4.1.2 我国关于路权的规定
• 4.1.3 国内外路权规则对比
• 4.2 路权概念
• 4.3 路权分配原则
• 4.4 几个问题的探讨
• 4.5 本章小结
• 第5章 城市道路节点的网络属性研究
• 5.1 网络的拓扑性质
• 5.1.1 规则网络
• 5.1.2 随机网络
• 5.1.3 小世界网络模型
• 5.1.4 无尺度网络
• 5.2 城市路网结构的属性分析
• 5.3 城市路网结构的层次性研究
• 5.3.1 城市道路的分级
• 5.3.2 城市路网的可达性
• 5.3.3 城市出行的时间约束
• 5.3.4 城市规模与路网可达性
• 5.3.5 城市路网结构的层次划分
• 5.4 城市道路节点的本质与道路的连接体系
• 5.5 城市路网密度与节点转向压力
• 5.6 本章小结
• 第6章 城市道路节点的匹配研究
• 6.1 城市道路节点与机动性
• 6.2 城市道路节点的通行能力匹配
• 6.2.1 展宽式信号灯控制平交节点
• 6.2.2 双右转分离式信号灯控平交组合节点
• 6.2.3 双层信号灯控制平交组合节点
• 6.3 本章小结
• 第7章 城市道路节点规划与设计
• 7.1 城市道路节点的规划设计原则
• 7.2 基于三度目标优化的规划设计方法
• 7.2.1 节点匹配度
• 7.2.2 节点可靠度
• 7.2.3 节点重要度
• 7.2.4 三度优化模型
• 7.3 三度优化法的应用
• 7.3.1 城市道路的新建与改建中的节点规划设计
• 7.3.2 城市道路节点改造方案的规划设计
• 7.4 本章小结
• 结论
• 1 主要研究成果
• 2 主要创新点
• 3 未来研究展望
• 参考文献
• 攻读博士期间发表的学术论文与专利申请
• 1 发表论文
• 2 申请专利
• 致谢