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出版者:科学出版社

作者:王炜 高海龙 李文权

出品人:

页数:289

译者:

出版时间:2001-5

价格:42.00元

装帧:

isbn号码:9787030091154

丛书系列:

图书标签:

• 交通工程
• 公路工程
• 交叉口
• 通行能力
• 交通规划
• 交通模型
• 交通仿真
• 交通流理论
• 道路设计
• 交通安全

《车流之道：城市交通枢纽效率优化与设计指南》 本书深入探讨了城市交通枢纽，尤其是道路交叉口作为交通流瓶颈的通行能力分析方法。我们将从微观和宏观两个层面，系统性地剖析影响交叉口通行能力的各类要素，并在此基础上，提出一套全面、科学且具备可操作性的分析模型与设计优化策略。 第一章：交通流理论基础与交叉口特征识别 在展开具体的通行能力分析之前，本章将首先梳理交通流的基本理论。我们将回顾并阐释诸如交通流参数（车流量、车速、车头时距、密度）、交通流模型（如格林希尔模型、肯尼迪模型、凌日模型）等核心概念。在此基础上，我们将重点关注道路交叉口作为交通流汇聚、分流、转向点的特殊性。通过对不同类型交叉口（如十字路口、T型路口、环形交叉口）的几何形态、信号控制方式、周边交通环境进行细致的分类与特征识别，为后续的分析打下坚实的基础。我们将强调理解交叉口的“行为特征”，例如左转车辆对直行车辆的影响、排队溢出效应等，这些是影响通行能力的关键。 第二章：交叉口通行能力影响因素解析 本章将全面剖析影响交叉口通行能力的各项关键因素。我们将从宏观层面考察城市交通系统的整体状况，如区域交通需求、公共交通发展水平、慢行交通（自行车、步行）占比等，这些宏观因素会间接影响交叉口的交通负荷。 更重要的是，我们将深入研究微观层面的直接影响因素： 交叉口几何设计： 包括进口道数量、车道宽度、车道功能（直行、左转、右转）、转向车道长度、岛屿设置、视距条件等。我们将分析不同的几何布置如何影响车流的组织和通行效率。例如，过短的左转等待区可能导致排队车辆溢出影响直行车流。 交通信号控制： 这是影响交叉口通行能力的最重要因素之一。我们将详细介绍各种信号控制策略，如固定配时、感应控制、自适应控制等。重点在于分析绿信比、周期时长、相位差、绿灯延时等参数对通行能力的影响。我们将探讨如何通过优化信号配时方案，最大化交叉口的通行能力，减少延误。 交通流量特征： 车辆构成（小汽车、公交车、货车、摩托车等）的差异对通行能力有着显著影响。不同车型在加速、减速、转向性能上的差异，需要通过换算系数进行统一分析。同时，我们将关注不同时段（高峰、平峰、低谷）、不同方向的车流量分布模式，以及它们对交叉口整体效率的影响。 周边环境因素： 交叉口周边的停车状况（路侧停车、停车泊位）、行人通行需求、公交站点设置、路口商店出入口等，都会对交叉口附近的交通流产生干扰，进而影响通行能力。我们将分析这些外部因素的叠加效应。 第三章：交叉口通行能力量化分析模型 本章将聚焦于构建和应用量化分析模型，以科学地评估交叉口的通行能力。我们将介绍几种主流的通行能力分析方法，并结合实际案例进行说明： HCM（Highway Capacity Manual）方法： 详细阐述美国公路通行能力手册中的交叉口通行能力计算流程，包括服务水平的定义与评价标准（A-F级）。我们将解析如何根据交叉口类型、几何参数、信号配时和交通流量，计算出关键参数，如饱和流量、延误、停车次数等。 其他国家与地区通行能力分析方法： 简要介绍其他国家在交叉口通行能力分析方面的研究成果和常用方法，为读者提供更广阔的视野。 基于仿真软件的分析： 介绍如何利用专业的交通仿真软件（如VISSIM, SUMO等）来模拟交叉口交通流的运行。仿真分析能够更精细地捕捉复杂的交通现象，评估不同设计和控制方案的效果，并生成直观的分析结果。我们将指导读者如何构建仿真模型，设置参数，以及解读仿真输出。 考虑不确定性的分析方法： 探讨如何将交通流的随机性、突发事件等不确定性因素纳入通行能力分析，以获得更鲁棒的评估结果。 第四章：交叉口交通拥堵成因诊断与优化策略 在完成通行能力的量化分析后，本章将深入剖析造成交叉口交通拥堵的具体原因，并提出针对性的优化设计与管理策略： 拥堵模式识别： 通过分析仿真结果或现场监测数据，识别常见的拥堵模式，例如：信号配时不合理导致的绿灯浪费和周期性拥堵；进口道长度不足导致的排队溢出；车辆换道行为干扰；行人过街与车流冲突等。 几何设计优化： 车道功能优化： 调整进口道和出口道的车道功能分配，如增设专用左转道、右转道，优化直行车道数量。 转向车道设计： 优化转向车道的长度和宽度，确保车辆能够有效排队，减少对主线交通的干扰。 进口道宽度与间距： 合理设计进口道的宽度，保证车辆通行顺畅，同时注意相邻进口道之间的间距，避免相互影响。 视距改善： 消除视距障碍，确保驾驶员能够清晰观察路况，做出及时反应。 交通信号控制优化： 智能信号控制系统： 部署和优化自适应信号控制系统，根据实时交通流量动态调整信号配时，实现区域协调控制。 周期时长与绿信比调整： 根据不同时段的交通需求，合理调整周期时长和各相位绿信比。 相位设计优化： 采用更高效的相位设计，如减少不必要的相位，合并某些转向，采用“箭头灯”等。 延时绿灯与冲突检测： 引入延时绿灯技术，减少冲突相位间的等待时间，提高通行效率。 交通组织与管理优化： 限制交通行为： 严格管理路侧停车，规范车辆换道行为，清理违章占道。 引导交通流： 通过交通标志、诱导屏等方式，引导车辆选择最优路径，分散交通流量。 发展公共交通与慢行交通： 优化公交线路设置，提高公交车辆通行优先权；完善自行车道和人行道系统，鼓励绿色出行。 实施潮汐车道： 在高峰时段，根据交通流量方向的变化，动态调整车道功能。 人车路协同设计： 探讨如何更好地协调行人过街与车流通行，例如设置更长的行人过街绿灯时间，优化行人过街岛屿，以及考虑车辆启停对行人安全的影响。 第五章：案例研究与未来展望 本章将选取典型的城市交叉口交通拥堵案例，运用本书介绍的分析方法进行诊断，并提出具体的优化方案。通过实际案例的深入剖析，读者将能够更好地理解和掌握理论知识的应用。 最后，本章将对交叉口通行能力分析的未来发展趋势进行展望，包括： 大数据与人工智能在交通分析中的应用： 如何利用海量的交通大数据，结合机器学习和深度学习技术，实现更精准的交通流预测和更智能的信号控制。 自动驾驶与车路协同对通行能力的影响： 探讨自动驾驶车辆的普及，以及车路协同技术的发展，将如何从根本上改变交叉口的通行模式和通行能力。 多模式交通融合分析： 如何更全面地分析和优化包括机动车、公共交通、自行车、步行在内的所有交通模式在交叉口的协同运行。 本书旨在为交通规划师、工程师、研究人员以及相关决策者提供一套系统、实用的交叉口通行能力分析与优化工具。通过对本书的学习和应用，读者能够更深刻地理解城市交通枢纽的运行机制，从而设计和管理出更高效、更安全的城市道路交叉口。

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从书籍的结构和呈现方式来看，它明显面向的是高阶研究者和资深工程师群体。它大量运用了非经典的概率分布和优化理论，对读者的数学背景提出了较高的要求。不过，如果能够跟上作者的思路，收获是巨大的。书中对“延误”的分解和重新定义，尤其精妙。它不再仅仅是简单的排队等待时间，而是细化到了换道干扰、饱和度波动、乃至心理预期不满足等多个维度。这种精细化的剖析，使得我们对路口“瓶颈”的认知更加立体和全面。我个人认为，这本书的贡献不在于提供了一套即插即用的软件参数，而在于提供了一套全新的分析哲学，指导我们如何去构建和理解复杂的交通系统。即便是中间有些章节需要反复研读，但最终的理解深度是现有许多快速入门读物无法比拟的。

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这本关于公路交叉口通行能力分析方法的书籍，内容实在令人耳目一新。作者似乎在试图构建一个全新的理论框架，而不是简单地罗列现有规范。尤其是在对“随机性”和“不确定性”的处理上，着实下了不少功夫。我印象最深的是关于动态交通流模型的章节，它不同于传统模型那种线性的、静态的分析方法，而是引入了更复杂的随机过程来模拟真实交通环境中的波动。书中详细阐述了如何将这些复杂的数学工具应用于实际的路口设计，这对于我们这些常年在工程一线摸爬滚打的人来说，简直是久旱逢甘霖。它没有停留在“算得出”的层面，而是更深地探讨了“算得准”和“管得好”的底层逻辑。书中的图表和案例分析也相当详尽，即便是初次接触这些高级理论的读者，也能通过清晰的逻辑推导逐步理解核心思想。这绝不是一本应付考试的教材，更像是一份指引未来交通工程发展方向的学术宣言。

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不得不说，这是一本在方法论上极具野心的著作。它似乎在挑战当前行业内对“通行能力”定义的基本假设。书中花了相当大的篇幅去讨论“效率”与“公平性”之间的权衡，这在传统偏重于最大化车流的分析体系中是很少被正视的议题。作者没有回避这种内在的矛盾，而是提供了一套多目标优化框架，允许设计者根据不同城市的功能定位，灵活选择侧重点。我特别欣赏它在引入新技术的章节，它没有盲目追捧最新的AI或仿真技术，而是回归到交通工程的本源——如何通过优化几何设计和信号配时来实现最优的资源配置。书中的很多论述，读起来更像是哲学思辨与工程实践的完美结合体，迫使读者跳出固有的思维定式，去思考我们到底为谁服务，以及“好”的通行能力究竟意味着什么。

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读完这本书，我感觉我的交通工程思维被彻底颠覆了。以往我们习惯于使用那些成熟但略显僵化的手册方法来评估路口性能，总觉得哪里不对劲，但又说不上来。这本书的独特之处在于，它深入剖析了人类驾驶行为对通行能力的影响，这一点在很多现有文献中常常被简化或忽略。作者通过大量的实地观测数据，构建了一套精细化的司机反应时间与决策模型，并将其无缝嵌入到交叉口的服务水平评估体系中。这种从微观行为到宏观路网影响的层层递进，使得分析结果的可靠性大大增强。特别是关于潮汐流和非对称交通量分析的部分，书中提出的解耦方法，极大地简化了复杂交叉口的建模难度，使得我们能够以更小的计算代价，获得更贴近实际的分析结果。这本书的价值，在于它把冰冷的数学公式，重新赋予了对真实世界交通现象的洞察力。

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这本书给我的最大震撼，在于其对基础设施与交通控制系统之间耦合关系的深刻理解。它不是孤立地看待交叉口，而是将其置于整个城市路网的背景下进行考量。作者巧妙地将宏观的路网拥堵传导效应，通过一种新的迭代模型，映射到了单个交叉口的信号优化策略中。这使得我们在进行某个路口设计时，不再会因为追求局部最优而损害整体效率。书中详尽地描述了如何利用历史OD数据和实时感知数据，动态调整控制参数，以应对突发的交通事件。这种“主动适应性”的分析思路，极大地超越了传统的静态规划模式。整本书的论述严谨而富有远见，它像是一把精密的尺子，帮助我们重新丈量现代城市交通的复杂性与可能性。

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