系统分析作为决策者的一个有力工具，对决策者改善政策、制定质量以及实施有效领导等方面有重要影响，其基本步骤如下：
（1）明确目标：在进行系统分析时，第一步要做的就是对系统和系统范畴进行明确定义，清楚了解系统的环境以及系统各个组成部分之间的关系等；接着就是对反映系统行为、性能或者性状的数据进行大量采集，选择相应的评价标准和评价指标，对现有系统的性能和状态进行定性描述和定量评价时，通过数据分析的利用加以实现；完成评价后，应该调查并预测现有系统当下和将来的需求，并与现有的系统实际状态和使用系能进行类比，进一步使得现有系统存在问题的内容和范围都有所确定。根据这些分析依据来对现有系统开展价值分析，讨论后确定接受度高且实现性强的系统整改的目标和目的。
（2）可选方案的提出：按照系统的问题和所定的目标及目的对多个可能的方案进行可行性分析和筛选，多次进行系统分析和系统评价，从众多改进法方案中筛选出可行性较高的方案。
（3）选择方案的分析评价：在上一个步骤中已经完成了各项方案的分析，因此这时应该依据按照表征系统的行为、性状和特征模拟所得到的一个或数个模型细致的技术、经济政治可行性分析，对系统实施后的各种状态进行计算分析。
（4）方案的选择与决策：完成系统分析后，系统分析员需要将结构化分析结果用概述的形式传给决策者，说明评定指标和标准，表明系统目的和目标的确立依据，提供可行的参考方案并对各方案实施的效果进行比较分析，在讨论中系统分析员可以提出自己的一些建议和看法。
（5）方案实施和反馈：系统分析结果的验证是在确定方案实施过程中和结束后需要进行的基本步骤，验证的结果是分析方法和分析选用参数修整完善的基本依据，后期新方案和性政策推荐可以以此为构建基础并适时推出。
1.2城市道路与交通工程系统
道路与交通工程的规划、设计、修建和后期运作管理是城市道路与交通工程系统分析的主要对象。这些问题的基本特征与微观经济概念预测法、系统分析方法论、技术优化、决策理论等相结合就是实现资源优化配置和最佳方案的选择的依据基础。城市道路与交通工程庞大而复杂，投入甚大，各管理部门的资源优化配置和最佳解决方案的选择是工程系统分析工作的主要内容。
2模型的建立与运行
模型是将系统和问题的全貌以立体直观的方式呈现给决策者的一种工具，通过直观的呈现各种问题来加强决策者的决策能力，在城市道路与交通工程系统的分析过程中模型是必不可少的。模型的一个重要作用就是使分析员能够根据具体模型来分析各种各样的变量、因素以及关系之间是如何相互依赖、相互作用的，通过分析来推测可能对系统产生影响的各种行为、性状、性能等，进一步对方案的效果进行评价，对方案进行必要的完善。所以，模型的建立是城市道路与交通系统分析的重中之重，其建立和运行步骤如下：初步设计、根据现有数据初步证实、通过模型预测新情况、根据实际偏差改进模型。
3城市道路与交通系统分析的主要内容
3.1线性规划与图论
线性规划是运筹学中的一个分支，运筹学会通过运用图解法、人工变量法、单纯形法等求解方法来将所分析的问题具体呈现出来。通常情况下，使用线性规划有两个目的：一个目的是根据任务要求，采用最省资源的方式完成工作；第二个目的是根据被限定的资源，采用最佳方案经济有效地完成任务。同时，作为运筹学另一个分支的图论则是以“图”的形式来反映庞大而复杂的工程系统以及管理问题，其最优结果通过数学方法求得。通过情况下，要分析完成某项任务的最少时间、最省费用、最短距离等，都可以通过图论的方法来进行。
3.2网络技术
这里所说的网络技术跟我们日常生活中所理解的网络技术不同，作为图论的一个分支，其主要的表示方法有箭线图和顺序图，主要工作第一步是对承接的工作展开项目分析，并依据分析结果绘制出与预期要求相符的网络图，若通过分析绘制得到的网络没有达到预期要求目标，分析人员就可以结合时间、资源、费用等因素的影响对原图进一步调整优化，以达到最终的满意效果，在施工组织和施工计划管理的过程中往往会用到网络技术。
3.3预测与决策
预测与决策是两个不同的概念，预测是以某件事物的历史资料为依据，采取科学的方法和逻辑推来对该事物的发展趋势进行预测分析，并对估计结果进行客观评价，然后再调对人们的行动进行调节引导；而决策则是指在众多可选方案中选择出可行性最佳的执行方案。
3.4技术经济分析与评价
在道路工程中，在可行性研究阶段需要用到技术经济评价，技术经济评价是对成本和效益动态计算并最终得出定量评价依据的一种手段，所采用的研究方法包括有工程经济学的理论和方法，通过分析来说明某个方案的优劣。
一、背景介绍
随着我国道路交通事业的飞速发展，交通事故发生率呈上升趋势。人们在谈“故”色变的同时，开始寻找诱发道路交通事故的原因。因此我们将运用系统评价和分析方法对交通事故发生的特点进行归纳，认为造成事故的原因既有复杂性和多样性，又有一定的层次性和重要度差别。
二、研究任务
通过介绍我国道路交通事故的现状，对道路交通事故的特点进行研究，根据交通事故特点，分析其产生的原因，并对预防和减少交通事故的对策进行初步的探讨和找出相应的解决办法。同时，在该论文中，还将就关系道路安全的系统要素进行系统全面分析，找出其相应的重要度以及权重（所占比例），由其相应的重要度以及权重进行探究道路安全特性和本质，找出其重点因素,从而更好地提出相应的解决策略。在道路安全关键因素中着手探讨、研究和解决，从而可以使问题变得简单化、简易化。
三、定性分析过程
从定性的方面对道路系统进行分析，分别从道路的特点、功能、管理、环境等等方面进行一些总结，希望能对该系统有一个大致的了解，并能为后续章节的一些定量研究提供一些基础。（1）主要内容。一是道路运输的特点。机动灵活性、普及面广、适应性强、速度快、造价低、运量大。二是道路功能。公路功能、城市道路功能。三是道路结构分析。路基、路面、桥涵、排水系统、隧道、防护工程、特殊构造物。四是道路管理。交通管理、交通规划。五是人的行为分析。驾驶员方面、非机动（如自行车）方面、行人方面。六是道路环境分析。主导因素是气候条件，恶劣的条件会使道路表面的附着系数显著降低，或影响驾驶员的视野，容易发生交通事故。（2）分析结论。对道路交通系统有了一定程度地定性了解，知晓了道路系统的各个组成要素,在细化的基础上,大致明白了各个系统要素的组成部分,能够更准确的定性判定其在道路安全评价中的重要性,对其的影响程度有了更加深入的了解,从而为定量安全评价打下了坚实的基础,能更加准确的确定分目标的各个权重,为道路安全系统的分析过程提供先决条件。
四、定量分析过程
（1）分析方法之模糊评价法—逆向评价。核心思想：{由各要素的权重（比例）各系统要素的重要性}。步骤大致如下：确定道路系统各个评价指标的权重（分目标权重分配法、强制确定法（FD法）之0-10法过程）得出单因素评价矩阵（采用调查形式）得出随机选取人员的评判结果归一化处理。（2）分析方法之层次分析法（正向评价）（AHP法）。核心思想：{由重要度相对重要度对上层次权重（比例）}。步骤大致如下：对构成道路安全评价系统的目的、评价项目（准则）及替代方案（被评对象）等要素建立递阶层次结构对同一层次各道路系统要素关于上一层次各准则的重要性进行两两比较，据此建立判断矩阵由判断矩阵计算出各道路系统要素对于上一层次道路安全系统的权重（比例）归一化处理。（3）结论。一是在道路系统的四个大因素中，其在道路安全中的所占份额是大致相同的，都在0.25左右。但是在其中也存在一定的差别，即道路管理方面，它的相对权重较大，其对道路安全影响性较强。二是在道路交通系统四个因素中，其对于道路安全的重要度也是大致相同的，大致在0.25左右。
五、建议
道路管理方面：应在整体保证安全的基础上，重点关注道路管理方面的安全性。道路管理主要包括交通管理和交通规划，对应的是交通状况和道路布局。其主要包括交通运输系统的发展方向、性质和规模，研究各种交通运输方式的空间分布（包括交通运输布局方式，用地结构和功能，研究交通运输系统个专项工程的规划），交通管理主要从道路养护，道路管理制度，以及一些现代化的管理手段，管理人员的素质等几方面进行入手，还有就是信号的控制，ITS的应用等。道路基本条件方面：应在道路安全可靠性研究中，重点考虑道路基本条件。将道路条件纳入重点范畴，使其内部各项因素的可靠性都处于最大化状态。从而，在各项因素的安全可靠性的保证下，使得整个道路基本条件的可靠性最高，危险性最低，从而使整个道路系统的安全可靠性有很大提升。
Abstract: urban roads and traffic engineering complex and delicate, this paper briefly introduces the roads and traffic engineering analysis function, the purpose and the steps, the model set up and run and how to qualitative and quantitative analysis were introduced, summarizes the roads and traffic engineering system analysis, the major content of urban road traffic system for analysis to provide the theory basis.
Key words: the city road; The traffic engineering; system
中图分类号：U412.37文献标识码：A 文章编号：
1概述
1.1城市道路与交通工程
城市道路与交通工程复杂而庞大，在规划、设计和修建时往往要涉及数以亿计的资金投入，而营运管理中每天都关联着数千辆车辆直接或问接的运行效率和经济性。工程系统分析是探讨规划、设计、修建和营运管理工程系统的方法，其任务就是为管理部门提供合理配置和使用资源、选择最佳方案的分析工具。城市道路与交通工程系统就是针对道路与交通工程规划、设计、修建和营运管理问题的特点综合系统分析方法论、优化技术、微观经济概念预测方法和决策理论等学科知识，进行资源配置和方案选择的方法。
1.2工程系统分析
工程系统分析是用来解决项目规划、工程设计、施工和经营管理中的一些重要问题。这些问题可大致分为两种类型：首先是资源配置问题，即如何经济、合理有效地把各种资源（劳力、资金材料、能源和设备等）组合在一起，以达到或实现系统预定的目的；其次是方案选择问题，即如何提出、分析比较和评价各种相互独立的对策方案，以选取实现系统目的和目标的最佳方案。系统分析的目的是为了改进现有系统的效率和效能，或者为了设计更有效地实现预定目的或目标的新系统，运用系统分析可以收到下述效果：①使决策者能充分考虑可能面临的各种不同选择；②能更有效地利用各种稀缺而昂贵的资源；③能以最少的消耗或支出达到预定的目的；④能在目标设定政策制定和贯彻、资源合理分配等方面加强决策能力；⑤能为决策者提供不同决策策略的有效分析。
因而系统分析是决策者改善政策、制定质量和实施有效领导的有力工具。
2工程系统分析的步骤
系统分析的基本过程，可分为以下五个基本步骤：
2.1明确目标
进行系统分析的第一步，首先要明确定义系统及其范畴，弄清各组成部分之问的关系及系统的环境；而后，大量采集反映系统行为、性状或性能的数据，通过对系统行为、性状或性能的评定指标和评价标准的选择，对现有系统的性能或状态作出定性的描述和定量的评价；然后，对系统目前和未来的需求进行调查和预测。通过与系统实际性能或状态作比较后，确定系统需解决问题的内容和范围，在此基础上进行价值分析后，提出可接受和可望实现的系统目的和目标。
2.2提出可选方案
提出选择方案的阶段可看作是对多个可能方案进行可行性分析，按系统的问题及所定的目的和目标进行初步筛选，得到值得进一步作系统分析和评价的可供选择的方案。
2.3分析和评价选择方案
对于上面提出的各个比较方案，要应用表征系统行为、性状或特性的一个或多个模型进行详细的技术、经济和政治可行性分析。通过计算分析，可以了解各个方案实施后系统的状态。
2.4方案选择与决策
系统分析员在结束分析工作后，应以概述的形式向决策者表述经过结构化的分析结果，即阐明问题所在，表明系统目的和目标确定的依据，说明所采用的评定指标和评价标准，提出可供考虑和选择的方案，讲清各个比较方案的实施效果，提出分析员对方案选择的建议和意见。
2.5实施与反馈
对选定的方案要付诸实施，在执行过程中和结束后，应对系统分析的结果进行验证，以修正或改善分析方法和所用参数，或者推荐新的方案或政策。
3模型的建立和运行
进行城市道路与交通工程系统分析，必须有一个使用工具，模型在系统分析中是非常有用的工具，建立和运行模型的目的，是使决策者能清楚地了解系统和问题的全貌，从而加强他们的直觉决策能力。模型被用以描述系统各组成部分的行为和性状，各单元之问以及它们同周围环境之问的交互作用。分析员可以应用所建立的模型来分析各种因素、变量和关系之问的因果依赖关系，推测各种变化、行动和决策可能给整个系统的行为、性状或性能带来的变化和影响，探索各种可能解并寻求最优解，评价各个方案对改进系统的效果。因而，建立和运行模型成为系统分析过程的中心环节，建立模型可以遵循下述四个步骤：①初步设计模型；②通过同已有观察数据的比较，进行初步证实；③应用模型对新的情况进行预测；④改进模型，直到模型结果同实际的偏差在允许误差范围内。
4定量和定性分析
系统分析需要从定量和定性两个方面进行。定量分析方法采用量化指标表述系统各单元和系统整体的行为和性能。量化关系反映系统各单元之间和系统同环境之间的交互作用。能使决策所面临的复杂而又不确定的问题表述得较为容易把握和便于分析。
通过定量化，可以将发生的事件记录下来，便于复查估价、比较和验证。量化可以使进行重复处理的系统仿真模拟成为可能，也可以使通过调节自变量对输出结果进行敏感性分析成为可能。而进行定性分析时主要考虑政策战略选择、价值分析、政治因素和超理性因素。
5道路交通工程系统分析的主要内容
道路与交通工程系统分析主要有以下几项内容：
5.1线性规划
线性规划属运筹学的分支，使用线性规划的目的，一是在任务限定的情况下，使消耗的资源最省；二是在资源限定的情况下，被完成的任务能取得最佳的经济效果。线性规划问题的数学模型，是指数学标准型以及将非标准型化为标准型的步骤与方法。它的求解方法主要有图解法、单纯形法和人工变量法。线性规划在道路工程管理中，可用于道路规划、施工组织等活动。
5.2图论
图论亦属运筹学的分支，它是将庞大复杂的工程系统和管理问题用"图"来描述，然后用数学方法求得最优化的结果。例如，完成工程任务的时间最少、距离最短、费用最省等，在道路工程可用于道路规划、施工组织等管理活动。
5.3网络技术
网络技术属图论的分支，它是用于编制计划的一种有效方法，首先对所要做的工作进行项目分析，然后绘制出网络图，看是否达到预期要求，如果没有达到，则根据时问、费用、资源对原网络图作调整和优化，直至满意为止。网络图的表示方法可分为箭线图和顺序图，在道路工程管理中，主要用于施工组织和施工计划管理。
5.4预测
预测是根据事物以往的历史资料，通过科学方法和逻辑推理，对事物未来的发展趋势作出预计和推测，并对这种估计加以评价，以指导和调节人们的行动。
5.5决策
在许多可以采取的行动方案中选择一个最有利的方案。
5.6技术经济分析与评价
关键词:寒区;公路建设项目;交通安全评价;交通安全审计
Key words: cold area;highway construction project;road safety assessment;road safety audit
中图分类号:U41文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)25-0077-02
0引言
道路交通安全研究大体经历了“事故统计分析――交通安全评价――交通事故预测――交通事故预防”等四个阶段,每个阶段都产生了一系列分析方法和指标[1]。目前,我国对交通安全的研究,着重于交通安全评价和交通事故预测以及事故多发点的判别标准的确定和治理等,而对交通事故预防、潜在交通事故多发点的判定研究甚少。黑龙江省高等级公路建设起步晚,针对寒区高等级公路的交通事故预防、潜在交通事故多发点的判定研究则更少。
本文在总结国内外交通安全研究历程的基础上,对公路建设项目安全评价的方法及所适用的工作阶段进行了比较,确定了适合寒区公路建设全过程安全性评价方法。
1公路安全性评价
所谓交通安全评价,即运用安全系统工程的原理和方法,对拟建或已有工项目可能存在的危险性及可能产生的后果进行综合评价和预测,并根据可能导致的事故风险的大小,提出相应的安全对策措施,以达到系统安全的目的。
交通安全评价以道路使用者安全为中心,从预防交通事故、降低事故产生的可能性和严重度入手,对道路项目建设的全过程,即规划、设计、施工和服务期进行全方位的安全性评价,从而揭示道路发生事故的潜在危险因素及安全性能。
2寒区公路建设项目安全评价
2.1 公路交通事故影响因素分析道路交通系统是人―车―路及环境相互作用的动态耦合系统[2],道路交通安全问题是人―车―路环境系统中诸因素相互冲突、矛盾激化的结果。根据道路交通事故统计资料[3] ,2005年我国道路交通事故共发生450254起,交通事故影响因素见图1所示;2005年黑龙江省发生公路交通事故2943起,交通事故影响因素见图2所示。
对比图1和图2,可知黑龙江省寒区道路交通事故影响因素中,路的影响高于我国道路交通事故的统计。
2.2 公路安全性评价方法公路安全评价分为宏观评价和微观评价[4]。宏观评价一般是国家、区域层面上分析交通安全与人口、机动化水平、路网、经济等因素的关系,依此制定宏观的技术和政策方面的交通安全改进对策。微观评价一般是在路或区域路网层面上分析交通安全与道路特征、交通特征等因素的关系,依此制定道路基础设施改进、交通安全管理改进等安全对策,一般分为定性和定量方法。定性方法主要是规范符合性检查、公路安全审计的方法。从国内外的关于公路交通安全性评价的研究和应用看,安全审计是比较成熟、有效的安全性评价方法;定量方法主要是基于数学、统计的方法寻求交通安全与其影响因素的定量关系。
2.3 各种方法适用的工作阶段对于公路安全评价的各种方法,适用于不同的工作阶段[4],详见表1。
通过表1公路建设项目不同阶段安全评价方法的选用的比较分析,规范符合性和道路安全审计适应各个工作阶段和不同的评价对象,而规范符合性是对公路安全性的最低要求。
道路交通安全审计基于公路建设项目投资的全过程,即投资前期、投资执行期、投资服务期,探讨从工程安全角度出发来审计公路建设项目投资的每一阶段,即规划、预工程可行性研究、工程可行性研究阶段,初步设计阶段,详细设计、施工图设计阶段,施工、竣工阶段,运营阶段的安全可靠性,从而找出事故的潜在危害因素并进行改进而达到预防和改善交通事故的目的。
3寒区公路建设项目交通安全审计
3.1 道路安全审计的定义根据通部颁布实施的《公路项目安全性评价指南》[5],公路安全性评价,是针对公路行车安全进行的一个系统的评价程序,它将公路行车安全、降低交通事故概念引入公路工程可行性研究及设计工作中。
根据国内外有关道路安全审计定义,并结合相关道路安全审计的具体实践,提出道路安全审计定义:即由独立的、有资格和经验的道路交通安全专业技术人员,以道路运输安全系统理论为基础,从所有的道路用户角度,对处于规划、工可研、设计、施工、运营的公路建设项目及交通工程和与公路使用者有关的任何工程项目进行正式的审查,以评价公路发生交通事故的潜在危险性及安全性能,推荐可能的改善措施,提交道路安全审计报告。它是一个正式的检查而不是一个非正式的检查;是一个独立的不受业主或设计单位影响的过程;由具有丰富经验和道路安全专业技术的人员执行,且仅限于安全问题。
3.2道路安全审计阶段划分及其审计范围道路安全审计作为一种系统方法,贯穿于公路建设项目的前期、中期、运营期的各个阶段。根据各国道路安全审计的实际情况和现行的实践,道路安全审计一般可划分为规划阶段,初步设计阶段,详细设计阶段,施工阶段和运营阶段[6]。
3.3 道路安全审计程序为了确保道路安全审计结果的客观性和一致性,道路安全审计工作必须按照标准的过程进行。不同的道路管理部门,由于体制和机构的差异;不同阶段的道路安全审计,其审计过程也有一定的差异。一般情况下,道路安全审计的流程如图3所示。
4结论
本文在总结国内外交通安全研究历程的基础上,明确了公路安全性评价的定义、方法及各种方法适用的工作阶段;通过比较了各种安全评价方法,确定了适合寒区公路建设全过程的安全评价方法;明确了基于道路安全审计的公路安全性评价的工作范围、程序等。
参考文献:
[1]王建军.公路建设项目后评价理论研究[D].长安大学博士学位论文,2003.7.21-26.
[2]方守恩,郭忠印,陈雨人.道路安全系统与道路安全工程[J].中国公路学报,2001增刊,27-31.
[3]中华人民共和国道路交通事故统计年报(2005年度)[M].公安部交通管理局.2006,13-17.
目前我国城市交通发展的历程相当于西方国家的60～70年代，与发达国家相比，城市机动车密度还比较低。尽管如此，由机动车引发的环境污染问题和城市交通堵塞问题也很严重。这充分说明了我国在道路交通管理方面还存在体制上、行政上和技术上的问题。
随着全国城市道路交通畅通工程的深入开展，许多城市的交通状况得到了很大的改观，而且一系列先进的交通管理设备和先进的管理模式被采用，取得了很好的效果。如厦门、大连、南京、青岛、济南、杭州等城市的交通管理工作均很有成效，先后被评为畅通工程“优秀管理水平”。
取得成绩的同时，我们还要清楚地认识到，目前我国城市交通管理总体水平与畅通工程要求还有一定差距。在2000年全国“畅通工程”工作组检查的138个城市中，42个城市的交通管理规划工作只达到畅通工程11项要求中的5项要求，20个城市仅满足4项要求。由此可见，我国在城市交通管理规划方面远远滞后于现代道路交通发展的要求。
城市网络很复杂，交通的运行很复杂，产生交通问题的因素也很复杂，相应制定的城市交通管理方案往往由多个管理策略、管理措施组合而成，任何一个建设或管理措施的实施都会引起整个城市路网上交通运行情况的改变。如将一条路的某个路段改为单行道或单双号通行、将交叉口的类型改变（无控制改为信号控制）、将某路段改为公交专用道、打通某条路或拓宽某条路等，都会引起整个城市80%～90%以上的主要道路交通流量和车速的改变。因此，交通管理问题是一个系统工程，必须用科学的方法解决，常用的经验性的方法是不能完全解决的。因此交通管理需要做规划，实际上，目前一些城市所实施的有些管理措施，都是做过规划的，只是不太系统、全面而已。
为了改变当前城市交通管理规划滞后的局面，哈尔滨工业大学、清华大学、同济大学和东南大学等高校以及公安部交通科学研究所、中国城市规划设计研究院等部门正致力于部分城市的道路交通规划编制工作，为提高我国道路交通管理水平作出应有的贡献。
2.道路交通管理规划基本内容与方法
2.1道路交通管理规划的目的
道路交通管理规划的目的是解决要不要管、什么时间管、怎么管、管什么地方等问题。通过规划，人们能预先知道管理策略实施后的效果，避免由于盲目管理而带来政策上的失衡和经济上的巨大损失。
2.2道路交通管理规划的基本内容
道路交通管理规划的工作内容主要包括：
（1）城市道路交通现状调查
应调查、搜集的资料包括：交通小区划分及小区经济、土地利用资料、交通网络结构及道路几何要素资料、历史道路交通量及流向资料、居民出行特征资料、机动车出行特征资料、货物出行特征资料、现有交通管理设施及效果资料等。在这方面，由于交通调查面广，调查工作量大，资金投入多，因此，有的城市交通规划编制单位，甚至有关政府部门领导对基础数据调查工作不够重视，认为只要在原有交通规划资料搜集的基础上，作些补充调查即可，以致于规划方案与现实脱节，其针对性和可操作性差。这是一种极为错误和片面的观点，应引起有关部门的高度重视。
（2）现状分析与问题的诊断
从道路基础设施状况、土地利用与公共交通、交通管理设施及现代化程度、交通秩序、交通质量及交通安全以及交通管理体制、政策、规划及宣传教育等方面对城市道路交通及管理现状进行分析、诊断。
（3）城市交通需求分析
通过交通需求模型的建立和计算（具体模型及方法将在下一节讨论），获得交通管理规划方案实施（评价）年份的各车种（客车、摩托车、公交车、出租车、货车、自行车）的OD矩阵，为后期交通规划提供规划依据和参数。
（4）城市交通管理方案的制定
一个城市的交通管理方案，往往是由多种管理策略和数种管理措施组合而成的。一般包括交通需求管理策略，如优先发展策略、限制发展策略、禁止出行策略、经济杠杆策略；交通系统管理策略，如结点交通管理、干线交通管理、区域交通管理。
（5）城市交通管理方案的评价
通过方案评价，分析交通管理措施是如何影响交通流的，预测交通管理措施实施下的交通运行指标，分析是否达到了管理目标。
交通管理方案的评价可按道路网络抽象化、交通管理方案抽象化、交通流重分布模拟以及管理效果分析四个步骤进行。
2.3道路交通管理规划的层次
可分为三个层次（如图1所示）。三个规划层次的效果是不一样的，层次越高，其规划效果越大。
图1交通管理规划的层次
宏观交通发展战略规划的目的是制定城市交通发展政策，影响、优化交通结构。优化城市交通结构的本质是优化城市道路资源的利用，它通过交通政策的引导来实现，而政策的实施需要强有力的保证体系。
道路交通网络的组织规划的目的是在城市交通网络已建成的情况下，通过实施各种技术措施，平衡整个交通网络的交通流量，均衡交通分布，提高运输效率，使这个交通网络发挥最大的效用。如通过实施单行线、专用线、诱导系统、绿波、特殊运输线路、转向限制等措施的综合运用，使交通网络的时间资源、空间资源得到优化利用。
重点交叉口、路段的交通管理方案设计是交通管理最基础的工作，也是解决近期局部交通问题最简捷的手段。具体措施有：交叉口渠化、信号灯配时优化设计、转向控制、路段机非分隔、车道划分、港湾式公交停靠站设计、停车管理、设“严管街”等。
2.4道路交通管理规划操作过程
管理规划过程的核心是管理方案设计及方案评价。方案的设计是在掌握现状交通信息，分析出其存在问题，并预知未来交通需求的基础上进行的；方案评价过程是对未来交通运行情况的模拟过程，它是建立在掌握现状及未来交通信息基础上的。交通管理规划的基本过程如图2示。
图2交通管理规划的基本过程
3.交通需求模型的建立及发展预测
交通需求预测是城市道路交通管理规划工作的基础，要做好一个城市的交通管理规划，首先要对出行进行定量预测，并对某一交通设施或系统进行分析、论证，各个路段、路口以及整个路网的通行能力都必须满足现状、近期或远期出行的交通需求，因此只有搞好流量预测才能了解该路网能否满足该城市的出行需求，并由此加以改善。
3.1出行生成预测
居民出行产生预测的目的是建立小区居民出行发生量和吸引量与小区土地利用、社会经济特征等变量之间的定量关系，推算规划年各交通小区的居民出行发生量、吸引量。出行产生包括出行发生与出行吸引。居民出行产生预测的方法很多，常用的方法有交叉分类法、回归分析法、生成率法、吸引率法及平均出行次数法等。
居民出行分布预测是将预测的各分区出行发生量、吸引量转化为未来交通分区之间的出行交换量的过程。预测方法大体分为三类，即：增长率法、概率模型法和重力模型法。其中，双约束重力模型法在国内外交通规划中使用最为广泛。
3.2交通分配预测
在掌握各分区出行产生、出行吸引，以及出行分布情况后，即知道了各分区之间有多少出行交换量后，就可着手进行交通分配。交通分配就是把各分区之间的空间O-D量分配到具体的交通网络上。通过交通分配所获得的路段、交叉通量资料是检验道路规划网络是否合理的主要依据之一。目前，道路交通管理规划中应用较广泛的交通分配是随机用户平衡模型(StochasticUserEquilibrium)。该模型建立了路段行驶时间与路段交通量之间的函数关系，并考虑了通行能力的限制，通过反复迭代计算，直至达到要求的精度为止，最后分配出各路段上的交通量。
3.3停车需求预测
世界上许多大城市均对停车需求预测进行过深入研究，由于各国国情不同、城市发展形态不同、经济增长不同，停车预测模式也不同，其计算方法差异较大。常用的预测模型有：停车生成率模型、用地与交通影响分析模型、相关分析模型、机动车OD预测模型、交通量-停车需求模型、静态交通发生率模型。下面对应用较为广泛的静态交通发生率模型和交通量-停车需求模型作一简要介绍。
（1）静态交通发生率模型
根据停车调查数据汇总可得到各交通小区的日停车数，再根据停放车辆车型比例换算为标准车，利用综合交通规划中社会经济与土地利用现状及发展预测所提供的现状和近、远期规划年的就业岗位数，抽取一定的样本，可建立静态交通发生率模型：
Pij=∑aiLij（i=1，……，mj=1，……，n）（1）
式中：Pij为预测年第j交通小区的基本日停车需求（标准车次/日）；ai为第i类用地的静态交通发生率（标准车次/100工作岗位·日）；Lij为预测年第j交通小区第i类用地的就业岗位数（人）；n为小区数；m为用地分类数。
对模型的求解采用非线性优化的方法，即建立非线性优化模型：
式中参数意义同前。
（2）交通量-停车需求模型
通过对几种停车需求预测方法的比较可知，该模型虽不能具体得到区域内每一土地使用的停车设施需求量，但由于它与动态交通的预测方法相结合，因此比较适用于对交通小区的宏观停车需求分析。因此该模型可用来检验静态交通发生率模型的计算结果。
模型表达式为：
logPi=Ao+A1·logVki+A2·logVhi（3）
式中：Pi为预测年第i交通小区的日停车需求量（标准车次/日）；Vki为预测年第i交通小区的客车日出行吸引量（标准车次/日）；Vhi为预测年第i交通小区的货车日出行吸引量（标准车次/日）；Ao、A1、A2为回归系数。
4.应用实例
4.1哈尔滨市道路交通管理规划
哈尔滨市作为中国东北北部的最大中心城市，素有“东方小巴黎”之美称。经过多年，特别近五年的建设和发展，哈尔滨市的城市交通框架已初具规模，无论是在交通基础设施的建设方面，还是在城市交通管理方面都取得了令人瞩目的重大进展。但在城市交通基础设施规划建设管理的水平及其与交通发展需求的适应性、城市交通管理的科学化等方面尚存在较大差距。为了实现城市交通管理的现代化、满足或合理地适应日益增长的交通需求，系统地进行城市交通管理规划和交通系统建设规划就显得十分必要而迫切。
4.1.1规划内容
（1）城市道路交通现状调查及数据库的建立
为了明确城市交通发展目标、找出城市道路交通存在问题，项目组于2001年6月和2001年8月对哈尔滨市区19个主要路段和56个交叉口进行了调查，获得了大量丰富、翔实的第一手交通流资料，并对有关数据进行了分析、整理，建立了相应的道路交通管理数据库，为后期交通管理规划奠定了坚实的基础。调查内容包括主要路段、交叉口、行人及非机动车、主要交通枢纽、单向交通管理设施、交通标志、标线设置、交通拥堵、事故、交通停车设置及其它监控设施等交通调查。
（2）现状资料分析与问题诊断
在掌握了哈尔滨市道路交通全面资料情况下，重点从城市道路基础设施、城市道路交通状况、城市道路交通管理、交通事故与安全、停车状况、公共交通、交通规划等方面进行了现状分析及问题诊断。
（3）理论研究与模型建立
以TransCAD、VISUM、Transtar等软件为基础，配合交通管理规划方案进行交通流量验算等评价工作，并建立了针对哈尔滨市的一系列交通模型。如选用双约束重力模型进行居民出行分布预测，采用随机用户平衡模型进行交通分配；选用静态交通发生率模型进行停车需求分析，并利用交通量-停车需求模型检验静态交通发生率模型的计算结果。
（4）道路交通管理规划方案拟定与评价
交通管理规划方案主要包括近期交通组织管理规划、ITS发展规划、交通管理设施规划、停车管理规划、公共交通管理规划、交通监控系统规划、交通管理其它规划等方面内容。针对上述交通管理规划方案，进行系统地分析、讨论和评价。
4.1.2主要成果
本项目成果主要由下述几部分组成：
（1）在大量基础性实地调查数据资料基础上，建立了内容全面、数据翔实的道路交通管理数据库系统。该系统的建立，对哈尔滨市道路交通管理的科学化和信息化将起到积极的推动作用。
（2）采用四阶段法及综合预测法，并利用目前世界上先进的交通规划软件对哈尔滨市交通发展进行预测，进而得到规划年道路网各路段、交叉口的分配交通量，以及公交客流量、停车需求量等交通管理所需要的规划依据资料。
（3）对哈尔滨市现状道路管理设施、交通组织方案、CBD交通管理、公共交通、停车场和加油站、对外交通等存在的问题及交通运行质量进行了深入的分析、评价。同时，开发了城市停车规划地理信息系统UPP-GIS，使停车设施的规划、建设、利用及组织管理更直观、科学、高效。
（4）对哈尔滨市近、远期道路网、主城区二环路以内的路段、交叉口以及CBD区域公交、停车、安全和政策法规等交通管理问题进行了深入研究和规划，提出了各项规划指标及管理、实施建议，并给出了相应的规划图、表及建设项目库。
（5）立足于战略发展的高度，对哈尔滨市智能交通系统及交通信号控制系统进行了近期和远期规划，为哈尔滨市城市交通管理迈入现代化行定了目标和方向。
4.1.3社会经济效益分析
哈尔滨市道路交通管理规划是针对哈尔滨市道路交通管理存在的具体问题而进行的规划项目，该规划实施后将产生巨大的社会效益和经济效益。
（1）社会效益
在短期内改善城市部分区域交通阻塞的现状，降低交通事故的发生率。通过对道路基础设施规划，采用交通信号线控和面控、规划路网结构等手段，增加主要干道道路通行能力，合理控制非机动车车流和行人人流，突出“以人为本”、“公交优先”的政策思想，进行专项公共交通规划，并对哈尔滨市停车管理进行专项规划，避免车辆乱停乱放、节约市区土地占用。上述规划措施可以有效缓解城市行车难、乘车难、停车难和行路难等问题。同时，规划中建议采取减少城市用地占用和对机动车尾气排放超标的汽车进行严格管理等措施，这对城市环境保护具有重要的现实意义。
（2）经济效益
借助先进的管理手段来改善道路交通环境，防止资金的盲目投入和重复建设，从而节约了大量的建设资金。此外，规划的实施将在一定程度上减少交通事故，从而避免人身的意外伤害和车辆物品的意外损失，也就有效地避免交通事故所造成的经济损失。
4.2大庆市道路交通管理规划
4.2.1规划背景与内容
作为享誉世界的石油基地，大庆市在黑龙江省乃至全国具有举足轻重的政治地位和经济地位。经过多年的交通发展，大庆市城市交通框架基本形成。但截至目前，大庆市在道路交通管理系统规划方面还是一个空白。为此，本项目结合大庆市城市布局、交通组成、出行方式、土地利用等具体特点，确定和提出大庆市道路交通管理规划方案。这对于改善大庆市城市道路交通现状，适应未来城市交通发展需要具有重要的指导意义。
按照项目研究工作计划，本项目分十个专题进行，主要包括：城市道路交通管理现状调查分析与问题诊断、城市交通需求分析与预测、近期交通组织管理规划、智能交通系统(ITS)发展规划、交通管理设施规划、停车管理规划、公共交通管理规划、交通信号控制系统规划、城市道路交通管理其它规划和城市道路交通管理信息系统。
4.2.2规划过程
根据大庆市道路交通现状、发展设想以及城市畅通工程对交通管理规划的要求，综合考虑社会经济发展和区域自然环境等条件，对大庆市道路交通的管理提出近期和远期的规划方案。在规划过程中，充分考虑到大庆市与同等规模城市相比地广人稀、规划发展空间比较大的自身特点，同时，为了使规划方案具有广阔的发展前景，在交通预测中对交通小区的划分、出行产生、吸引量预测方法进行了深入研究，建立了各种出行目的出行吸引与土地利用的基本关系；在道路网络规划方面，按先整体、后局部的规划思想，对市政道路和油田道路进行了具体分析、统筹规划。
4.2.3建议与展望
建议交通主管部门按照本规划中市区近期交通组织管理规划的内容，加强和完善道路交通管理，改进存在问题的路段和交叉通组织形式；在停车、公共交通、智能交通系统、道路交通设施、监控系统和法规政策等领域中逐步落实规划方案。为了实现本规划确定的发展目标，建议尽快开展世纪大道、重要干线道路、交叉口的交通组织、交通控制问题及综合交通管理方案的交通设计工作，提高交通服务质量，最终实现达到模范管理水平的目标。
总体来讲，大庆市道路交通在城市布局、道路网及车辆拥有等方面具有较扎实的基础条件，加上大庆市日趋成熟的现代交通管理技术和管理水平，这一切均表明，大庆市已具备了向现代化城市交通体系迈进的条件。可以相信，随着《大庆市道路交通管理规划》的制订与实施，大庆市的道路交通管理与规划必将走上一个良性循环的轨道。
5.结语
近年来，随着城市“畅通工程”的深入开展，各地城市都在积极进行城市道路交通管理规划编制工作。本文结合我国哈尔滨和大庆这两座具有重要政治、经济意义的东北边陲城市的道路交通管理规划编制与实施情况，全面、系统分析和阐述了城市道路交通管理规划的内容、方法及相应理论模型，并在具体规划实践中，在引进国际先进技术软件基础上，开发了适合我国城市道路交通管理规划的应用软件，建立了道路交通管理数据库系统。这些工作，希望能够对其他同类城市今后的规划工作有所借鉴和帮助。理论与实践表明，城市道路交通管理规划的编制与实施对于改进和加强我国道路交通管理工作必将起到积极的推动作用。
参考文献：
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庄严、罗辑.促进城市交通发展、走城市交通可持续发展之路.交通工程通讯，2000（2）
盖春英、裴玉龙.基于公路网的路段交通量预测方法研究.交通工程通讯，2001（2）
王炜、徐吉谦、杨涛、李旭宏.城市交通规划理论及其应用.南京:东南大学出版社,1998.
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(CollegeofTransportationScienceandEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin,150090)
0.引言
随着我国国民经济的快速发展和城市化进程的加快，如何解决城市交通问题已经成为城市可持续发展的一个重要课题，城市道路交通管理工作也面临着严峻的挑战。
1995年的《北京宣言：中国城市交通发展战略》为中国城市交通的发展指明了方向：交通的目的是实现人和物的移动，而不是车辆的移动。而这样的战略目标只有通过政策法规和严格的管理才有可能实现。
为了保证城市交通合理、有序的可持续性发展，就必须从城市交通系统的内在机制及其与外部环境条件之间的相互作用关系出发来进行合理的交通管理规划。具体而言，应从城市结构与土地利用、城市交通结构、城市交通网络的完善与充分利用三个层次，从供给和需求量方面解决问题。因此，道路交通管理工作是城市总体规划中重要的环节，制定城市道路交通管理规划也就显得十分必要而迫切。而城市道路交通管理规划的编制与实施，有利于提高我国城市整体管理与文明水平，适应国民经济和整个社会可持续发展。
有鉴于此，全国城市“畅通工程”实施和检查评估中要求各被检查城市必须进行城市交通管理规划。其主要评价内容包括道路交通流特性调查、现状分析与问题诊断、交通需求分析计算、交通管理方案（含交通需求管理措施、交通组织方案优化）分析评价、通过专家论证及政府实施等。
1.道路交通管理规划现状
西方国家城市交通系统发展经历了两个阶段，即建设阶段：二战后至二十世纪70年代；管理阶段：二十世纪80年代至现在。重点在公共交通系统、小汽车发展、单项交通、交通信号控制以及道路的有效利用等多方面进行交通管理规划。
目前我国城市交通发展的历程相当于西方国家的60～70年代，与发达国家相比，城市机动车密度还比较低。尽管如此，由机动车引发的环境污染问题和城市交通堵塞问题也很严重。这充分说明了我国在道路交通管理方面还存在体制上、行政上和技术上的问题。
随着全国城市道路交通畅通工程的深入开展，许多城市的交通状况得到了很大的改观，而且一系列先进的交通管理设备和先进的管理模式被采用，取得了很好的效果。如厦门、大连、南京、青岛、济南、杭州等城市的交通管理工作均很有成效，先后被评为畅通工程“优秀管理水平”。
取得成绩的同时，我们还要清楚地认识到，目前我国城市交通管理总体水平与畅通工程要求还有一定差距。在2000年全国“畅通工程”工作组检查的138个城市中，42个城市的交通管理规划工作只达到畅通工程11项要求中的5项要求，20个城市仅满足4项要求。由此可见，我国在城市交通管理规划方面远远滞后于现代道路交通发展的要求。
城市网络很复杂，交通的运行很复杂，产生交通问题的因素也很复杂，相应制定的城市交通管理方案往往由多个管理策略、管理措施组合而成，任何一个建设或管理措施的实施都会引起整个城市路网上交通运行情况的改变。如将一条路的某个路段改为单行道或单双号通行、将交叉口的类型改变（无控制改为信号控制）、将某路段改为公交专用道、打通某条路或拓宽某条路等，都会引起整个城市80%～90%以上的主要道路交通流量和车速的改变。因此，交通管理问题是一个系统工程，必须用科学的方法解决，常用的经验性的方法是不能完全解决的。因此交通管理需要做规划，实际上，目前一些城市所实施的有些管理措施，都是做过规划的，只是不太系统、全面而已。
为了改变当前城市交通管理规划滞后的局面，哈尔滨工业大学、清华大学、同济大学和东南大学等高校以及公安部交通科学研究所、中国城市规划设计研究院等部门正致力于部分城市的道路交通规划编制工作，为提高我国道路交通管理水平作出应有的贡献。
2.道路交通管理规划基本内容与方法
2.1 道路交通管理规划的目的
道路交通管理规划的目的是解决要不要管、什么时间管、怎么管、管什么地方等问题。通过规划，人们能预先知道管理策略实施后的效果，避免由于盲目管理而带来政策上的失衡和经济上的巨大损失。
2.2 道路交通管理规划的基本内容
道路交通管理规划的工作内容主要包括：
（1）城市道路交通现状调查
应调查、搜集的资料包括：交通小区划分及小区经济、土地利用资料、交通网络结构及道路几何要素资料、历史道路交通量及流向资料、居民出行特征资料、机动车出行特征资料、货物出行特征资料、现有交通管理设施及效果资料等。在这方面，由于交通调查面广，调查工作量大，资金投入多，因此，有的城市交通规划编制单位，甚至有关政府部门领导对基础数据调查工作不够重视，认为只要在原有交通规划资料搜集的基础上，作些补充调查即可，以致于规划方案与现实脱节，其针对性和可操作性差。这是一种极为错误和片面的观点，应引起有关部门的高度重视。
（2）现状分析与问题的诊断
从道路基础设施状况、土地利用与公共交通、交通管理设施及现代化程度、交通秩序、交通质量及交通安全以及交通管理体制、政策、规划及宣传教育等方面对城市道路交通及管理现状进行分析、诊断。
（3）城市交通需求分析
通过交通需求模型的建立和计算（具体模型及方法将在下一节讨论），获得交通管理规划方案实施（评价）年份的各车种（客车、摩托车、公交车、出租车、货车、自行车）的OD矩阵，为后期交通规划提供规划依据和参数。
（4）城市交通管理方案的制定
一个城市的交通管理方案，往往是由多种管理策略和数种管理措施组合而成的。一般包括交通需求管理策略，如优先发展策略、限制发展策略、禁止出行策略、经济杠杆策略；交通系统管理策略，如结点交通管理、干线交通管理、区域交通管理。
（5）城市交通管理方案的评价
通过方案评价，分析交通管理措施是如何影响交通流的，预测交通管理措施实施下的交通运行指标，分析是否达到了管理目标。
交通管理方案的评价可按道路网络抽象化、交通管理方案抽象化、交通流重分布模拟以及管理效果分析四个步骤进行。
2.3 道路交通管理规划的层次
可分为三个层次（如图1所示）。三个规划层次的效果是不一样的，层次越高，其规划效果越大。
图1 交通管理规划的层次
宏观交通发展战略规划的目的是制定城市交通发展政策，影响、优化交通结构。优化城市交通结构的本质是优化城市道路资源的利用，它通过交通政策的引导来实现，而政策的实施需要强有力的保证体系。
道路交通网络的组织规划的目的是在城市交通网络已建成的情况下，通过实施各种技术措施，平衡整个交通网络的交通流量，均衡交通分布，提高运输效率，使这个交通网络发挥最大的效用。如通过实施单行线、专用线、诱导系统、绿波、特殊运输线路、转向限制等措施的综合运用，使交通网络的时间资源、空间资源得到优化利用。
重点交叉口、路段的交通管理方案设计是交通管理最基础的工作，也是解决近期局部交通问题最简捷的手段。具体措施有：交叉口渠化、信号灯配时优化设计、转向控制、路段机非分隔、车道划分、港湾式公交停靠站设计、停车管理、设“严管街”等。
2.4 道路交通管理规划操作过程
管理规划过程的核心是管理方案设计及方案评价。方案的设计是在掌握现状交通信息，分析出其存在问题，并预知未来交通需求的基础上进行的；方案评价过程是对未来交通运行情况的模拟过程，它是建立在掌握现状及未来交通信息基础上的。交通管理规划的基本过程如图2示。
图2 交通管理规划的基本过程
3.交通需求模型的建立及发展预测
交通需求预测是城市道路交通管理规划工作的基础，要做好一个城市的交通管理规划，首先要对出行进行定量预测，并对某一交通设施或系统进行分析、论证，各个路段、路口以及整个路网的通行能力都必须满足现状、近期或远期出行的交通需求，因此只有搞好流量预测才能了解该路网能否满足该城市的出行需求，并由此加以改善。
3.1 出行生成预测
居民出行产生预测的目的是建立小区居民出行发生量和吸引量与小区土地利用、社会经济特征等变量之间的定量关系，推算规划年各交通小区的居民出行发生量、吸引量。出行产生包括出行发生与出行吸引。居民出行产生预测的方法很多，常用的方法有交叉分类法、回归分析法、生成率法、吸引率法及平均出行次数法等。
居民出行分布预测是将预测的各分区出行发生量、吸引量转化为未来交通分区之间的出行交换量的过程。预测方法大体分为三类，即：增长率法、概率模型法和重力模型法。其中，双约束重力模型法在国内外交通规划中使用最为广泛。
3.2 交通分配预测
在掌握各分区出行产生、出行吸引，以及出行分布情况后，即知道了各分区之间有多少出行交换量后，就可着手进行交通分配。交通分配就是把各分区之间的空间O-D量分配到具体的交通网络上。通过交通分配所获得的路段、交叉口交通量资料是检验道路规划网络是否合理的主要依据之一。目前，道路交通管理规划中应用较广泛的交通分配是随机用户平衡模型(Stochastic User Equilibrium)。该模型建立了路段行驶时间与路段交通量之间的函数关系，并考虑了通行能力的限制，通过反复迭代计算，直至达到要求的精度为止，最后分配出各路段上的交通量。
3.3 停车需求预测
世界上许多大城市均对停车需求预测进行过深入研究，由于各国国情不同、城市发展形态不同、经济增长不同，停车预测模式也不同，其计算方法差异较大。常用的预测模型有：停车生成率模型、用地与交通影响分析模型、相关分析模型、机动车OD预测模型、交通量-停车需求模型、静态交通发生率模型。下面对应用较为广泛的静态交通发生率模型和交通量-停车需求模型作一简要介绍。
（1）静态交通发生率模型
根据停车调查数据汇总可得到各交通小区的日停车数，再根据停放车辆车型比例换算为标准车，利用综合交通规划中社会经济与土地利用现状及发展预测所提供的现状和近、远期规划年的就业岗位数，抽取一定的样本，可建立静态交通发生率模型：
Pij=∑aiLij （i=1，……，m j=1，……，n） （1）
式中：Pij为预测年第j交通小区的基本日停车需求（标准车次/日）；ai 为第i类用地的静态交通发生率（标准车次/100工作岗位·日）；Lij为预测年第j交通小区第i类用地的就业岗位数（人）；n为小区数；m为用地分类数。
对模型的求解采用非线性优化的方法，即建立非线性优化模型：
式中参数意义同前。
（2）交通量-停车需求模型
通过对几种停车需求预测方法的比较可知，该模型虽不能具体得到区域内每一土地使用的停车设施需求量，但由于它与动态交通的预测方法相结合，因此比较适用于对交通小区的宏观停车需求分析。因此该模型可用来检验静态交通发生率模型的计算结果。
模型表达式为：
logPi=Ao+A1·logVki+A2·logVhi （3）
式中：Pi为预测年第i交通小区的日停车需求量（标准车次/日）；Vki为预测年第i交通小区的客车日出行吸引量（标准车次/日）；Vhi为预测年第i交通小区的货车日出行吸引量（标准车次/日）；Ao、A1、A2为回归系数。
4.应用实例
4.1 哈尔滨市道路交通管理规划
哈尔滨市作为中国东北北部的最大中心城市，素有“东方小巴黎”之美称。经过多年，特别近五年的建设和发展，哈尔滨市的城市交通框架已初具规模，无论是在交通基础设施的建设方面，还是在城市交通管理方面都取得了令人瞩目的重大进展。但在城市交通基础设施规划建设管理的水平及其与交通发展需求的适应性、城市交通管理的科学化等方面尚存在较大差距。为了实现城市交通管理的现代化、满足或合理地适应日益增长的交通需求，系统地进行城市交通管理规划和交通系统建设规划就显得十分必要而迫切。
4.1.1 规划内容
（1）城市道路交通现状调查及数据库的建立
为了明确城市交通发展目标、找出城市道路交通存在问题，项目组于2001年6月和2001年8月对哈尔滨市区19个主要路段和56个交叉口进行了调查，获得了大量丰富、翔实的第一手交通流资料，并对有关数据进行了分析、整理，建立了相应的道路交通管理数据库，为后期交通管理规划奠定了坚实的基础。调查内容包括主要路段、交叉口、行人及非机动车、主要交通枢纽、单向交通管理设施、交通标志、标线设置、交通拥堵、事故、交通停车设置及其它监控设施等交通调查。
（2）现状资料分析与问题诊断
在掌握了哈尔滨市道路交通全面资料情况下，重点从城市道路基础设施、城市道路交通状况、城市道路交通管理、交通事故与安全、停车状况、公共交通、交通规划等方面进行了现状分析及问题诊断。
（3）理论研究与模型建立
以TransCAD、VISUM、Transtar等软件为基础，配合交通管理规划方案进行交通流量验算等评价工作，并建立了针对哈尔滨市的一系列交通模型。如选用双约束重力模型进行居民出行分布预测，采用随机用户平衡模型进行交通分配；选用静态交通发生率模型进行停车需求分析，并利用交通量-停车需求模型检验静态交通发生率模型的计算结果。
（4）道路交通管理规划方案拟定与评价
交通管理规划方案主要包括近期交通组织管理规划、ITS发展规划、交通管理设施规划、停车管理规划、公共交通管理规划、交通监控系统规划、交通管理其它规划等方面内容。针对上述交通管理规划方案，进行系统地分析、讨论和评价。
4.1.2 主要成果
本项目成果主要由下述几部分组成：
（1）在大量基础性实地调查数据资料基础上，建立了内容全面、数据翔实的道路交通管理数据库系统。该系统的建立，对哈尔滨市道路交通管理的科学化和信息化将起到积极的推动作用。
（2）采用四阶段法及综合预测法，并利用目前世界上先进的交通规划软件对哈尔滨市交通发展进行预测，进而得到规划年道路网各路段、交叉口的分配交通量，以及公交客流量、停车需求量等交通管理所需要的规划依据资料。
（3）对哈尔滨市现状道路管理设施、交通组织方案、CBD交通管理、公共交通、停车场和加油站、对外交通等存在的问题及交通运行质量进行了深入的分析、评价。同时，开发了城市停车规划地理信息系统UPP-GIS，使停车设施的规划、建设、利用及组织管理更直观、科学、高效。
（4）对哈尔滨市近、远期道路网、主城区二环路以内的路段、交叉口以及CBD区域公交、停车、安全和政策法规等交通管理问题进行了深入研究和规划，提出了各项规划指标及管理、实施建议，并给出了相应的规划图、表及建设项目库。
（5）立足于战略发展的高度，对哈尔滨市智能交通系统及交通信号控制系统进行了近期和远期规划，为哈尔滨市城市交通管理迈入现代化行列确定了目标和方向。
4.1.3 社会经济效益分析
哈尔滨市道路交通管理规划是针对哈尔滨市道路交通管理存在的具体问题而进行的规划项目，该规划实施后将产生巨大的社会效益和经济效益。
（1）社会效益
在短期内改善城市部分区域交通阻塞的现状，降低交通事故的发生率。通过对道路基础设施规划，采用交通信号线控和面控、规划路网结构等手段，增加主要干道道路通行能力，合理控制非机动车车流和行人人流，突出“以人为本”、“公交优先”的政策思想，进行专项公共交通规划，并对哈尔滨市停车管理进行专项规划，避免车辆乱停乱放、节约市区土地占用。上述规划措施可以有效缓解城市行车难、乘车难、停车难和行路难等问题。同时，规划中建议采取减少城市用地占用和对机动车尾气排放超标的汽车进行严格管理等措施，这对城市环境保护具有重要的现实意义。
（2）经济效益
借助先进的管理手段来改善道路交通环境，防止资金的盲目投入和重复建设，从而节约了大量的建设资金。此外，规划的实施将在一定程度上减少交通事故，从而避免人身的意外伤害和车辆物品的意外损失，也就有效地避免交通事故所造成的经济损失。
4.2 大庆市道路交通管理规划
4.2.1 规划背景与内容
作为享誉世界的石油基地，大庆市在黑龙江省乃至全国具有举足轻重的政治地位和经济地位。经过多年的交通发展，大庆市城市交通框架基本形成。但截至目前，大庆市在道路交通管理系统规划方面还是一个空白。为此，本项目结合大庆市城市布局、交通组成、出行方式、土地利用等具体特点，确定和提出大庆市道路交通管理规划方案。这对于改善大庆市城市道路交通现状，适应未来城市交通发展需要具有重要的指导意义。
按照项目研究工作计划，本项目分十个专题进行，主要包括：城市道路交通管理现状调查分析与问题诊断、城市交通需求分析与预测、近期交通组织管理规划、智能交通系统(ITS)发展规划、交通管理设施规划、停车管理规划、公共交通管理规划、交通信号控制系统规划、城市道路交通管理其它规划和城市道路交通管理信息系统。
4.2.2 规划过程
根据大庆市道路交通现状、发展设想以及城市畅通工程对交通管理规划的要求，综合考虑社会经济发展和区域自然环境等条件，对大庆市道路交通的管理提出近期和远期的规划方案。在规划过程中，充分考虑到大庆市与同等规模城市相比地广人稀、规划发展空间比较大的自身特点，同时，为了使规划方案具有广阔的发展前景，在交通预测中对交通小区的划分、出行产生、吸引量预测方法进行了深入研究，建立了各种出行目的出行吸引与土地利用的基本关系；在道路网络规划方面，按先整体、后局部的规划思想，对市政道路和油田道路进行了具体分析、统筹规划。
2GISS-T系统的总体设计
GISS-T是一个复杂的系统工程,它由人机交互系统、数据库及其管理系统、方法库及其管理系统、模型库及其管理系统等组成(图1)。
2.1数据库子系统
决策系统的数据库包括属性数据库和空间数据库。数据库是GISS-T的基础,为城市道路交通安全管理者提供决策所必需的信息和数据。GISS-T突出以空间数据为核心,数据库与模型库相结合、数据库支持各种模型的原则。属性数据库是GISS-T数据库的重要核心。主要包含:道路等级、道路编号、道路名称、等级长度、车道宽度、车道数、道路平纵断面指标、路面类型和状况、道路沿线交通安全设施设置情况、沿线地形地质描述、最大通行能力、设计车速、年平均日交通量、立体交叉情况、沿线平面交叉、出入限制情况、道路沿线桥梁、涵洞、隧道及其他结构物分布情况等公路基本设施数据;包含省界、行政区划、边界线、公路界、荒漠、绿洲、湿地、山区、海拔高度等道路环境数据;并含有历年道路交通事故综合数据(事故发生地点、事故的主要原因、事故时间、天气状况、照明情况、事故形态、驾驶员驾龄、事故死亡人数、受伤人数、直接经济损失等)。属性数据的编码是实现属性数据与空间数据匹配的关键,通过一系列的标识码(该系统采用事故ID为关联),将属性数据与相应的空间数据连接。空间数据库是GISS-T数据库的另一核心。它包括地形图和各种专题图片。以ARCGIS软件为依托,通过智能扫描识别系统在屏数字化输入。数据库管理系统是道路交通安全管理系统的基石,它完成对空间数据库和属性数据库的连接,为决策者提供决策输入所必需的信息和数据。数据库管理系统可以满足交通部门日常的交通事故以及道路的数据维护和更新,实现对各种数据文件的查询、检索、增删、编辑和修改等功能。
2.2模型库子系统
模型库是GISS-T进行定性分析和定量计算的前提,模型库子系统的设计成功与否是GISS-T成功的关键。模型库子系统包括模型集、解释说明和管理子系统,模型集包括事故统计模型、成因分析模型、事故预测模型及安全评价模型等。解释说明部分主要用来对模型的参数、使用方法和适用范围做出解释性的说明,用文本文件的形式建立。模型库管理系统具备对模型进行查询、调用、增删、检索、参数修改等功能。
2.3方法库子系统
方法库为决策模型的求解提供程序和算法的支撑平台。方法库管理系统可提供不同的决策所需的不同算法,模型库间、数据库间和模型库与数据库之间通过参数传递和函数调用来连接。
2.4人机交互系统
人机交互是GISS-T的另一个重要组成部分,有效地将模型库、数据库、方法库集成在一起。通过人机交互界面,用户可以方便快捷地录入、查询、调用数据库中的数据和各种模型,从而进行事故黑点分析、道路安全评价分析及事故预测等。而数据库、模型库和方法库之间的连接和数据传递多采用可视化程度高、界面友好的人机交互界面。采用空间数据和数据库挂接,改变了传统的信息管理方法,地图由传统的静态记录变为信息丰富多样的动态电子地图,实现了数据可视化。它使道路交通安全管理人员对道路安全的管理变得简单、直观、易操作,为决策提供科学快捷的支持。
3GISS-T系统的实现
GISS-T系统采用经过某城市国道的道路属性数据和近3年由公安交警提供的数据库导入的道路事故数据,采用ACCESS2000数据库,应用ARCGIS二次开发实现。采用可视化开发工具VisualC++开发,采用对象连接和嵌入自动化技术启动ARCGIS在后台执行,ARCGIS软件利用回调技术动态获取其返回信息,实现程序中的地理信息处理功能。开发的GISS-T系统除具备基本的事故查询、数据管理、事故地点显示功能外,还具有事故致因分析、事故预测、事故安全评价功能。
3.1GISS-T事故致因分析
GISS-T可直观显示事故在空间的位置情况并且方便系统使用者统计、查询,并打印输出图表。系统按照事故致因理论中由于人的不安全行为、车辆的不安全状态、不安全的道路环境、不良的天气、不良交通条件下引发的交通事故,分别做出统计并在电子地图中显示,显示可以选择1年或者几年的事故统计,由系统使用者自主选择。图2表示统计年内道路交通事故中由于人的不安全行为即由机动车驾驶人、非机动车驾驶人、行人乘车人的不安全行为引发的事故原因的分项统计,并且各类因素在人、车、路总统计中排列以柱状图显示。
3.2GISS-T事故预测
GISS-T系统采用改进的数量化理论方法建立事故预测模型。该模型如下:设n组定量的随机变量y1,y2,…,yn依赖于p=h+m个随机变量xi(1)。
3.3GISS-T事故评价应用
中图分类号：U491.114；TP391.72文献标志码：A
Computer aided design system for urban road intersections
WU Zhizhou, YANG Xiaoguang
(Key Lab. of Road & Traffic Eng. of Ministry of Edu., Tongji Univ., Shanghai 200092, China)
Abstract：To improve road capacity, the computer aided design system for urban road intersections is designed and developed with software engineering idea, which is based on traffic design theories and methods for Chinese urban roads. Its data structures are designed reasonably, which can provide interfaces for the generation of traffic control scheme and development of traffic simulation and evaluation software. An example shows that the core models are consistent with the characteristics of Chinese urban roads and the efficiency of plane road intersection design can be improved greatly.
Key words：urban road; intersection; traffic design; computer aided design
0引言
交通问题已成为制约城市发展的关键因素之一，如何针对我国混合交通流的实情给出合理的应对策略已成为迫切需要解决的问题.[1]交叉口是道路交通系统的重要组成部分，是道路网的节点和枢纽，在城市道路网中的重要地位不言而喻.虽然交叉口的存在增加了交通流组织的复杂度，但保证交叉口的通畅，仅从道路的“平纵横”和“路基路面”等土木工程方面进行设计远远不够，只有依据道路的实际交通需求特征，以通行能力最佳化、交通安全为目标，从道路的空间和交通管理与控制结合方面进行交通设计，才可确保其功能的充分发挥.[2]
交通设计的内容和程序相当复杂，需要量化的工作繁多.如何进行交叉口的优化设计？如何对交叉口设计进行科学评价？如何将设计和评价有机地结合？在国内还没有完备的手段和工具，特别是没有针对中国城市道路与交通特点开发的交通辅助设计工具.因此，如何结合道路平面交叉通设计工作的特点，开发一套较为完善的交通设计与配时优化设计辅助系统，并提高设计的效率和科学性有着广泛的需求和实用价值.
1系统总体设计
1.1设计原则
该系统是“城市道路平面交叉通设计评价系统”的后续研究，结合实际交叉口设计的工作，系统从渠化方案的生成、信号控制方案的生成、方案的评价及方案的输出几个方面展开进一步研究.总体设计按照如下原则[3]展开：
(1)功能完备性原则.该系统应该包括一般软件系统的数据管理、存储功能和交叉通设计的各种优化调整功能.
(2)标准化原则.主要是指系统设计应符合计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)的基本要求和标准，同时系统所使用的专业术语、模型等也应符合国家规范或相关规程.当然，系统本身也具有推动交通设计工作标准化的功能.
(3)系统性原则.系统的各个功能模块应有机结合，便于系统未来的升级与发展.这一点在系统数据结构的设计上显得尤为重要.
(4)兼容性原则.数据应具有可交换性，即应该选择标准的数据格式，实现数据与其他相关软件的交换共享.
(5)实用性原则.系统设计中的数据组织应比较灵活，可以满足不同应用分析的需求，真正做到能够解决用户所关心的问题，为生产实践和科研教学服务.
(6)可扩充性原则.系统的总体设计应该采用模块化结构设计，模块的独立性强，模块的增加、减少或修改均对系统影响很小，便于对系统进行改进和扩充.
1.2系统总体构架
系统采用项目管理的方式，每一个交叉口采用一个数据库进行管理，主要内容包括：项目的基本参数、交叉口的交通需求参数(如流量、流向等)、交叉口的空间位置参数(如红线宽度、路段长度等)、时间设计参数(信号控制方案的参数)、方案评价参数(通行能力、排队长度、总体延误、服务水平等).系统后台集成成熟的交通设计理论和模型，通过函数库、规则库和优化算法库支持系统功能的实现，总体结构见图1.
结合交叉口设计的实际流程，系统逐步生成交叉口的设计方案，在实际应用过程中，用户可以根据具体需要调整相应的参数.系统也将结合评价的参数和规则库，辅助用户生成决策方案.其实现流程见图2.[4]
2系统功能模块设计
在总体设计原则指导下，在功能设计上系统遵循以下原则展开：
(1)功能结构的合理性.即系统功能模块的划分要以系统论的设计思想为指导，合理进行集成和区分，功能清楚、逻辑清晰、设计合理.
(2)功能结构的完备性.根据系统的应用目的要求，功能齐备，适合各应用目的.
(3)系统各功能的独立性.各功能模块应相互独立，各自具备一套完整的处理功能，且功能相互独立，冗余度最小.
(4)功能模块的可靠性.各模块的稳定性好，操作可靠，数据处理方法科学、实用.
(5)功能模块操作的简便性.各子功能模块应操作方便，简单明了，易于掌握.
遵照设计原则和总体框架，系统研发共包含6大模块：基础信息输入模块、渠化方案生成模块、配时方案生成模块、方案优化分析模块、方案评价分析及辅助决策模块和方案输出模块.
2.1基础信息输入模块
该模块输入的主要信息包括工程基本信息和交叉口的描述信息，流量信息(机动车、非机动车、行人等)，交叉口空间参数及准静态参数设置；基本配时参数(相位、相序、基本参数)，优化配时参数和优化目标参数，方案评价参数(车道宽度校正、坡度及重车校正、左转校正、右转弯半径校正、行人影响校正、自行车影响校正参数等).实现的基本功能主要包括数据编辑(删除、修改)，部分数据的可视化显示与交互式操作，数据的容错性分析及提示等.
2.2渠化方案生成模块
该模块在红线宽度的范围内，根据各进口道的流量与流向分布，生成初始的渠化方案，包括车道数、车道功能(组合)、车道渐变段的长度等.应用于该模块的基本理论及方法主要包括交叉口进出口道车道匹配理论、流量比均衡理论、饱和流量及通行能力计算方法等.该模块主要生成交叉口渠化设计初步方案，并作为配时优化设计的输入参数.
2.3配时方案生成模块
该模块设计中打破传统配时方案设计过程中的对称性设计原则，其主要存在以下3个问题：(1)信号阶段间不均衡性，即没有按照交通需求配置通行时间；(2)信号阶段内不均衡，即信号阶段内某些车流提前放完造成时空资源浪费；(3)信号阶段连接处时间损失，即相位相序单一，缺乏对交通对象特征的分析.基于不对称原则、信号阶段内均衡原则和灵活合理的相位相序原则进行组合相位的设计，系统开发时则采用相位相序模板实现上述技术原理.
2.4方案优化分析模块
该模块结合评价参数和用户优化目标，从系统自带的模型库中给出相应的优化建议，用户可通过半自动或手工方式完成对控制方案各参数的优化，其应用的主要核心技术有信号周期优化模型与算法、绿信比优化模型与算法、多目标优化函数建模等.
2.5方案评价分析及辅助决策模块
该模块主要实现以下基本功能：节点交通需求基本分析、进口道饱和流量分析、节点通行能力基本分析、节点服务水平基本分析、节点综合评价分析等.选用的评价指标有通行能力及饱和度、延误及服务水平、停车率、排队长度等.在对上述指标的评价过程中，根据实践经验的积累，提出合理的辅助决策建议供用户参考，通过调整相应的参数用户可以得到更加合理的设计方案.评价分析模块设计流程见图3.
2.6方案输出模块
该模块主要实现下述输出功能：节点交通需求基本分析、节点通行能力基本分析、节点服务水平基本分析、节点综合评价分析、节点优化方案相位相序图、优化方案各类参数表等.同时，为了满足用户统计报表的需要，系统还提供将基本参数及评价结果直接导入到Excel表格中的功能.
3系统数据结构设计
数据结构是整个系统设计的重点和难点，好的数据结构将使得后期的系统开发事半功倍，且易于系统维护和升级.
一个完整的城市道路平面交叉口的交通设计方案主要包括交叉口的道路条件(包括渠化及附属设施等)、交通条件(各车流和行人的组成结构、流量流向、到达规律等)、信号控制方案(相位相序、各信号相位的控制车流、控制参数等)等3个方面的对象数据及其相互间的关系.结合系统的数据流和操作流，总结国内外一些交通控制系统的先进经验，可以设计出系统的数据结构.
需要指出的是，由于采用面向对象的程序设计方法，因此基本采用面向对象方法的类/对象/实例(包括类的属性和方法)进行数据结构的表达，而不是一般数据库常用的ER图.
图4给出系统数据结构的最高层数据抽象，共包括3大部分，即路段类LinkList，交叉口类IntersectionList和交叉口群类GroupList.其中TJSIG为城市道路交叉口的基础父类， GroupList用于存储优化设计的交叉口群的基础索引数据(目前系统的开发只是针对单个交叉口，该数据项为将来的系统扩展留有数据接口)；IntersectionList主要用于存储交叉口总体层面的数据(如综合评价数据等)，为衔接交叉口群与进出口道道路的名称提供索引，并存储交叉口信号控制方案的数据，提供信号控制方案与所控制的对象车流(或客流)之间的对应索引；LinkList主要用于存储交叉口的进出口道名(索引ID)、各向车道数、车道功能、车道基本参数(含几何参数和交通条件修正参数等)、流量流向条件等数据，并提供各进口车道、各车道分担流量、各流量组的信号控制相位3者之间的相互关系索引.
4系统模型应用与评价分析
4.1规划模型建立过程与实例化
为了验证系统模型的科学性和有效性，结合广中路―中山北一路交叉口的实际情况，运用上述模型进行信号方案设计.
具体思路如下：通过对交叉口现场调研发现，由于交通信号控制方案的不合理造成车辆排队过长，导致高架道路下匝道车流无法及时疏散，是本次交通问题症结之所在.因此，在这种情况下，燃油消耗与机动车尾气排放量不是主要考虑因素.为了简化问题，本次设计将这两个因素在目标函数中的权重值取0(选取交叉口车均延误最小为优化目标)，这样处理更能反映问题的本质.其他约束条件如下：
(1)安全性约束条件.通过分析可知南北向行人过街最短绿灯为20 s，东西向行人过街最短绿灯为17 s.
(2)服务水平约束条件.改善后整个交叉口的服务水平应不低于D级.
(3)可靠性约束条件.控制各股车流的饱和度不超过0.9.
(4)不出现超长排队.经实测，内环线高架道路下匝道长度为250 m，下匝道距离广中路―中山北一路交叉口约200 m.因此，如果要控制车辆排队不影响高架道路主线运行，排队长度应不超过450 m.以高架道路出口匝道的直行车流量为准计算得C
4.2核心原则体现及对混合交通流的考虑
系统信号配时的两个原则即信号阶段间均衡原则和信号阶段内均衡原则，主要体现在相位相序的安排和设计上，经过系统模型计算推荐得出的方案见表1.
图 5系统操作主界面通过分析可知：经过该系统生成的设计方案取得的效果很好，达到预期目标.同时，也充分验证本系统内核模型的实用性.
5结束语
在很多城市的道路网络中，平面交叉口成为路网容量和通行能力的瓶颈.日常的交通拥挤，大部分是由于平面交叉口的通行能力不足造成的.如何提高平面交叉路口的通行能力是国内外普遍关心的话题.本系统开发的目的在于探索适应我国城市道路交通实际的单个交叉口优化设计理论与模型，以充分挖掘城市道路交叉口时空资源和提高服务水平为基本目标，以灵活、稳定、安全和节约资源为宗旨，以交通设计技术、交通流理论及交通控制与管理理论为基础展开研究，提出交叉口优化设计与信号优化配时理论、模型及应用技术，并最终采用计算机辅助系统的形式加以集成应用，为城市建设和管理部门提供技术支持，达到提高我国城市交通运行效益的目标.
系统从现有平面交叉口和规划平面交叉口两方面进行分析，主要针对十字交叉口和T型交叉口，研究成果使交叉口的优化设计与分析进一步科学化、系统化、效率化，并对规划和设计工作起指导和反馈作用，对于平面交叉口规划与设计方案的优选及完善也有重要意义.系统界面友好，功能完备，提高了交通设计的效率和科学性.通过系统测试和具体应用，验证其科学性和实用性.在后续开发中，系统将基于GIS平台进一步展开研发.
参考文献：
[1]杨晓光. 城市道路交通设计指南[K]. 北京: 人民交通出版社, 2003.
[2]同济大学, 上海市交巡警总队. 城市道路平面交叉口规划与设计规程[S]. 1999.
中图分类号：C913文献标识码： A
引言： 我国经济处于改革和发展的新时期，在此阶段，交通工程行业的发展十分迅猛，高速公路到处可见，交通工程施工企业数量的增多和规模在扩大。可以说随着社会进程的不断完善，交通情况也不断地得到发展，由过去简单单条交通发展到立体式的交通并且逐步实现了交通体系与交通管理自动化，为交通工程的现代化开辟了广阔的前景。
一、交通工程的概念及特点
1、交通工程的概念 交通工程就是把人、车、路、环境及能源等与交通有关的几个方面综合在道路交通这一统一体中进行研究，以寻求道路通行能力最大、交通事故最少、运行速度最快、运输费用最省、环境影响最小、能源消耗最低的交通系统规划、建设与管理方案，从而达到安全、迅速、经济、方便、舒适、节能及低公害的目的工程建设。
2、交通工程的特点
2.1、规模合理性。交通工程是关系到社会进步和经济发展的重要的工程设施，交通状况的好坏直接关系到人们生活水平的质量，因此交通工程具有建设规模合理性的特征，只有具有了建设规模科学合理的设计以后，才能使建设出来的交通符合社会的发展。
2.2、系统性。公路工程交通设施标准体系涉及的范围很大，交通是全人类共同使用的公共资源，交通的建设程度关系到人们的生活质量，可以说交通工程是一个关系到多个社会层次的系统工程，它具有较强的系统性，只有把社会的各个系统调动起来才能实现交通工程的最终目的。
2.3、 配套性。配套性主要是指交通工程系统的标准，除了在本系统内相互配套以外，还须与公路沿线设施的其他标准配套，如监控、通信、收费等系统与管理机构、房建设计等标准的配套，已有系统功能的发挥。
二、我国交通工程的现状
1、交通流理论研究
交通流理论是用物理与数学的定理、方法，定量地描述交通流特性，是交通工程学的基础理论之一，对道路交通系统的规划、设计、管理具有指导作用。国内对交通流理论的研究，没有从纯数学、物理学 角度入手，而是结合具体交通 问题开展工作，取得 了一些成果。
东南大学用穿插理论研究环形交叉路口的通行能力。同济大学用冲突点法研究十字路一口的通行能力。交通部公路研究所结合路口信号控制，建立了交通平滑离散模型。北京工业大学在研究灯管路口通行能力的过程中，研究了路口直行车队的车辆跟驰模型、路口自行车行驶状态的流体力学模型与通行能力计算公式。近年来，研究了高速公路交通流特性，开发了高速公路交通仿真程序。
2、交通规划理论与方法的研究
交通规划是研究在一定土地使用条件下的交通需求与交通供应的平衡关系。我国过去编制交通规划，实际上是拟定道路网规划，且以定性分析为主。自引进 了交通工程学以后，编制交通规划，名符其实的是拟定包括场站在 内的各种交通方式的综合交通规划，且以大量占有数据的定量分析 为主。自80年代初开始，应用美国50年代提出的UTPS，先后对天津、徐州、上海、北京等30多个城市进行了大规模居民出行调查，编制交通规划方案。在这个过程中，各地根据实际情况，对模型做某些修改、
标定参数、编写计算程序。值得一提的是东南大学对非平衡交通分配模型做了有益的改进，并提出了动态多通路交通分配模型。北京工业大学对交通预测提出多角度预测理论与方法，提高了中、长期预测的可信度。
3、道路交通系统安全理论研究
交通安全是涉及人身生命和国民经济损失的重要问题，一直受到各部门的重视。北京工业大学交通工程专业，自1979年成立以来，把道路交通安全做为自己恒定的研究方向。多年来，他们以人的因素为主体，综合分析影响交通安全的道路条件，用路者的条件，车辆条件和交通环境等诸多因素，揭示了一些产生交通事故的机理和规律。所见到的成果有 交通安全灰色评价方法道路交通安全模糊综合评价方法 道路交通事故成因分析城市道路交通事故的特性研究危险路段的判定与改善交通工程心理学多角度预测交通事故的方法等。
4、交通系统分析与交通管理技术
在交通管理的实践中，逐步形成了使交通渠化、交通 管理需双向控制的思想，并明确提出交通综合治理的口号。渠化是变无序交通为有序交通的一种技术双向控制是指在最大限度地发挥现有交通设施的功能的同时，兼控交通需求，否则交通管理无法奏效交通综合治理是指运用系统工程、交通工程的理论科学地治理交通。
三、交通工程的管理措施
1、利用科技手段促进公路养护管理现代化
首先，通过功能强大的软件，使数据管理便捷高效，为公路养护和运营提供大量、及时、准确的数据信息，为公路交通的发展提供了有效依据。其次，通过高科技手段，实现人工检测向自动化检测发展，使公路质量的检测、评估分析更加快捷、准确。另外，学习使用国外高等级公路养护适用新技术，延长公路使用寿命，实现公路交通可持续发展的目标。
2、建设专业化的养护队伍，加强监管力度
为了社会主义市场经济要求，公路养护管理养护工程要建立竞争机制，要求养护人员要有竞争意识，具备全方位养护能力，建立一支训练有素、机械配套、安全措施完备的专业化养护队伍。加强政府对公路行业的监管力度。政府要快组织制定相应的运营高等级公路的养护技术标准、操作规程和规范，养护作业实行社会监理、政府监督。
3、建立完善的交通工程监督制度
不断的更新交通工程管理的理念。要使新的管理方式更加有效，可以很好的适应市场经济的发展，使其工作方式和办事程序改变，增强各个环节的连接。充分利用现有的管理经验及信息技术的互动，将交通工程市场监督好，提高其管理水平。
结束语
随着经济全球化的不断发展，我国的建设事业将蓬勃发展，同时国家鼓励各种形式的外商投资进入交通建设领域。交通部将加大工程管理力度，确保工程建设质量。使我国的交通工程建设成为高速、科学的现代化城市交通。
可持续发展是当今使用频率相当高的一个词汇，其基本定义可以表述为“既满足当代人的需求，又不危及后代人满足其需求的发展”。可持续发展是一种思想，意味着观念的转变；可持续发展是一种方向，意味着规划和目标的修正；可持续发展是一种宣言，意味着具体行动中的计划和贯彻。
回顾道路交通工程发展的 历史 ，呈现出一种人的认识观念与 科学 技术相互交织的发展过程，道路设计概念曾经历多个层次的提高：以工程造价为标准层次；结合交通服务水平标准层次；增加环境保护标准层次；可持续发展标准层次。每一层次的提高，都是在前一层次的基础上增加了新的评价因素，体现了一种观念的更新。每一次层次的提高，也都伴随着新技术的推广 应用 ：第一次层次的提升，是在交通工程学科发展的基础上进行的，交通流 分析 技术、交通设计技术、交通工程技术提供了强有力的支撑。第二次层次的提升，引进了环境科学的观念，形成交通环境的 研究 领域，考虑道路网环境容量的交通规划、交通公害（噪声、废气、振动）的防治、道路景观设计等。第三次提升，则更加注重巨型系统思想的应用，将把基础设施建设与 社会 经济 的持续发展紧密联系在一起。在可持续发展思想指导下，道路交通 现代 化建设需要进行观念的调整、目标的调整，以及系统结构的调整。
2.观念的调整—支撑可持续发展的交通设施体系
对于交通设施体系的构成，随着人类思想的进步不断发生着变化：早期在有限的建设能力和资金能力基础上，其构成只包含了最基本的部分—道路、铁道的本体；当交通安全问题提到议事日程之上以后，交通标志和标记、交通监控系统等成为交通设施体系中不可缺少的 内容 ；当交通环境问题提上议事日程，隔音墙、交通环境监控设备等成为交通设施体系中的新成员；与可持续发展的要求相适应，支持与土地利用规划相结合的交通规划决策支持系统和信息采集管理系统、更加充分发挥交通设施能力的交通诱导系统等成为交通设施体系中的重要成员。在这种硬件设施构成内容变化的背后，设计观念的更新，交通基础设施建设目标的变化等发挥着重要的作用。
以欧美日等发达国家智能化交通系统计划为例，表面看这是交通系统结构的变化和技术的变化，在传统的交通系统中增加了交通诱导系统、交通信息系统等，以及采用了 计算 机技术、控制技术、通信技术等进行技术改造。实际上在后台起到支撑作用的是这样一种认识：在有限的土地资源和环境资源制约下，传统的交通系统无法满足不断增长的交通需求，必须通过采用现代高新技术加以改造，提高资源的利用效率。在此基础上形成了一系列新的系统概念，例如：
综合交通信息系统提供道路网上的交通阻滞、交通事故、运行时间等情报，并提供公共交通的情报，帮助人们选择合适的交通方式、恰当的出行时间、合理的交通路线，促使交通出行分布在综合交通 网络 上进行合理分布，以减轻整个交通网络的负担。
交通诱导系统向车辆驾驶员提供信息服务，帮助他们了解整个道路网络的交通拥挤状态，引导他们避开拥挤路段或交叉口，促使整个路网负荷均匀化，达到提高利用效率的目的。
货运管理系统在交通信息的支持下，合理制定车辆调度计划，提供货物集配服务等，其目标是促进货物运输的高效化。
客运管理系统在交通信息的支持下，合理进行营运车辆调度，并提供公共交通服务信息，以提高客运系统的服务水平，吸引更多的客流，减轻整个城市交通系统的负担。
自动驾驶控制系统是在自动控制技术的支持下，提高单位道路面积的车辆通行能力，以及增强交通安全性。
由此可见，新的交通系统概念的提出过程中，需要观念和目标的更新作为前导。
与基础设施建设紧密关联的可持续 发展 目标是：改善人类居住区的 社会 、 经济 和环境；改善居民的居住工作环境和生活质量。这一目标需要通过多种途径的努力才能有效地实现，作为基础设施重要组成部分的 交通 建设对这一目标产生多方面的作用：引导作用，对区域社会经济空间形态发展的引导；支持作用，提供区域空间的基本支撑框架；保障作用，对于地震等灾害的救援来说，交通 网络 是最基本的生命线。对于交通领域来说，在可持续发展的思想指导下的建设目标是建立促进人类居住区持续发展的基础条件，其手段主要有：将土地利用与交通运输规划相结合；确立减少交通需求的发展模式；发展公共交通；改善交通管理；鼓励非机动运输方式等。
与发展目标相互关联，可将面临的复杂 问题 分解为如下层次关系：
第一层次的问题（目标层）：建立支持可持续发展的道路交通综合系统，提供对区域空间合理支撑框架、合理使用 自然 资源、有效支撑经济发展、具有一定的防灾抗灾可靠性的交通服务基础条件。同时需要强调的是，道路交通综合系统的直接目的是对人和物的流动加以支持，而不是简单地对车辆的运行加以支持等。
第二层次的问题（宏观控制层）：通过规划手段实现交通系统的总体协调和优化，以避免资源的浪费，并将交通建设作为用地规划、城市体系规划、国土规划实现过程的重要支撑基础和调控手段；通过政策手段引导实现交通模式的合理结构，通过需求管理促进用资源的合理利用，优先发展公共交通系统；采用政策手段促使交通行业的技术更新，优先推广节约资源和能源，提高交通系统运行效率的技术等。
第三层次的问题（技术层）：加强信息技术在交通工程中的 应用 ，例如交通诱导系统、交通综合信息系统等；认真 研究 和实施公共交通系统的发展和技术进步；减少对环境的交通污染：噪声、废气、振动的防治；废旧材料的利用，以减少对自然界的索取等。
2.结构的变化—道路交通综合系统的构成
在可持续发展战略指导下建立道路交通综合系统是一个包括“政府调控行为、 科学 技术能力建设和社会公众参与”的复杂系统工程，采用宏工程的观点看待这一问题，需要 分析 系统外部环境对道路交通系统所提出的功能要求，根据这种功能要求确定系统的结构，支撑这一结构的科学技术体系。
根据执行可持续战略的要求，道路交通系统将与其它系统之间形成如下接口关系：
与自然系统的直接接口，包括从自然界的索取、向自然界的排放、对自然界的干预等。
与社会系统的接口，与城市化进程的协调，对国土发展均衡程度的调节，对消费模式的 影响 等。
与经济系统的接口，包括与区域经济发展战略的协调，与能源利用政策的协调，对产业结构与布局的影响等。
这种接口关系要求道路交通系统满足如下功能：
基本交通功能，保证交通运输通畅、安全、快速、舒适、便捷；
环境保护功能，提高单位土地的利用效率，减少对自然界的索取和排放；
促进社会进步功能，通过有效的规划手段促进城市体系、区域布局的健康发展，正确引导社会消费方式，促使社区健康发展；
支持经济发展的功能，保障经济发展战略的实现，促进经济结构和经济布局的调整。
为适应功能要求多样化的发展趋势，所建议的道路交通综合系统将由政府管理子系统、基础设施子系统、科学技术子系统、公众服务及参与子系统所构成。
交通基础设施建设就是政府对可持续发展发挥作用的一个重要方面，政府有责任为社会和经济发展的建立合理结构和布局的基础，有责任确定正确的交通发展战略，同时交通设施又是政府的一种很有效的宏观调控手段。回想一下泰国曼谷城市交通所陷入的困境，许多城市交通造成的严重废气污染，我国城市交通中公共交通危险的萎缩倾向等，可以清楚地看到政府所担负的责任有多么重大。与这种责任相比，我国政府机构在制定交通发展战略、政策、规划和管理的过程中所获得的技术支持就显得有所不足，不够健全的信息系统、分割的管理体制、不够畅通的与专家之间的沟通渠道等都是需要进一步克服的重要问题点。
针对这一情况拟建的政府管理子系统，是以政府管理工作人员为使用对象，依托 计算 机 网络 系统，支持政府决策过程的人机系统。其 理论 基础在于钱学森先生1989年提出的开放的复杂巨系统及 方法 论，即从定性到定量综合集成法，这种方法进一步 发展 成为从定性到定量综合集成研讨厅。这一理论方法的实质是将专家体系、统计数据和信息资料、计算机技术三者结合，构成一个有机的整体支持决策活动。政府管理子系统的技术目标主要是提高决策的质量，而非单纯提高决策 分析 速度。系统的基本工作方式是信息服务、集成研讨、决策分析。
基础设施子系统中除了传统的道路本体设施以外， 交通 监控系统、交通信息系统、交通环境保护系统、自动收费系统、交通安全及事故处理系统等均是其中重要的组成部分。 现代 化的交通监控系统是道路交通系统中不可缺少的部分，它以平滑交通流为直接目标，并由此产生减少废气排放、减少能源消耗的目的。与国外的系统不同，我国需要认真考虑混合交通所带来的特殊 问题 。交通信息系统对调节交通需求、支持管理决策、支持运输部门和 企业 制定车辆调度计划等均有重要的作用，由信息采集、信息加工、信息几部分所组成。交通环境保护系统由废气、噪声、振动防治和监测两个基本部分所组成，其硬件包括隔音墙、低噪声铺装、桥梁减震装置、交通污染专用监测装置等。
科学 技术子系统的目的是通过技术推广和技术培训促进行业的技术进步，其构成包括科学情报服务体系、新技术推广体系、学术研讨体系等，硬件方面得到重点实验室、部门开放实验室、网络虚拟实验室、情报信息Web服务节点、观测实验系统等的支持。其中网络虚拟实验室是进行有关道路交通领域工程技术 研究 和科学研究、进行道路交通领域高等工程 教育 、推广新技术新概念的重要基地；其主要服务对象为道路交通工程技术研究人员、高等学校的教师、研究生和本科学生等；虚拟实验室建立在计算机广域网络基础上，其核心是由计算机仿真实验系统所构成；系统主要提供远程教学实验和工程实验方面的服务。
公众服务与参与子系统在道路交通综合系统中占有不可替代的地位，交通需要公众密切参与，对公众服务包括信息服务、救援服务、管理服务等，例如智能交通系统中交通诱导系统、停车场引导系统、公共交通服务信息系统等均是公众服务概念系统；而公众参与则是指为获得公众理解与支持，所进行的公众教育（有些甚至是采取计算机仿真游戏的方式）、公众训练等活动，道路交通综合系统将通过交通培训基地、依托计算机网络的虚拟训练基地、交通宣传系统等对其进行必要的支持。
3.科学研究结构的变化—值得关注的研究领域
由于可持续发展提出了新的要求，因而支撑道路交通建设的科学研究 内容 发生着重要的变化，传统技术的比重正在下降，新技术学科的研究内容正在迅速得到关注，并正在得到逐步 应用 。
具有远见的规划是可持续发展的基本保证，因而交通规划研究领域正在发生着深刻的变化。交通规划从以基本依靠经验的定性分析为主阶段，到调查研究基础上的定量分析为主阶段，在向定性定量相结合的新阶段，呈现了一种螺旋式上升发展的过程。这首先是由于对于交通系统的要求变化，不仅需要满足交通需求，而且需要对 社会 经济 的可持续发展提供基础支撑条件。要求的变化造成研究范围的扩大变化，使得我们更加难以对研究对象的长期发展作出准确的预测。因此，交通规划的研究范围进一步扩大，更加注重与社会经济系统之间的协调配合，更加注重解决战略规划层面的问题，同时更加注意在长期交通需求预测不可能准确的前提下交通规划方法的研究。作为理论基础，宏工程理论和从定性到定量综合集成技术正在引起研究者的关注。
宏工程指的是关系全局的超大型工程项目的规划、设计、决策和组织实施。这一理论力图采用全新的综合大系统的工程概念，运用定性定量参半的方法，采用协调折衷、互补共济等寻求合适而非最优的思想方法来解决自己的问题。支撑宏工程思想的分析方法有系统动力学（SD）、结构解析（ISM）、试误分析（Try and Error Analysis）等。与传统系统工程相比，宏工程更加重视注重系统包络之外的整个系统环境。应用这一理论将有助于我们更好地分析交通系统与社会经济系统之间的协调关系。
从定性到定量综合集成是钱学森先生提出的一种 研究 复杂巨系统的具有我国特色的 方法 。其核心是将专家群体、数据和各种信息与 计算 机仿真有机地结合起来，把有关学科的 科学 理论 与人知识和经验结合起来，发挥综合系统的整体优势去解决实际 问题 。这一理论方法为我们在 交通 规划中定性定量相结合提供了基础，有助于改进面向复杂巨系统的决策理论方法。
从规划研究 内容 来看， 发展 城市公共交通，促进合理交通模式的建立，正在引起人们的重视。有限的 自然 资源不可能承担迅速发展的私人交通，必须采用政策、税收、建设、管理等多方面手段促使大量的人员利用公共交通系统。我国的城市交通规划多年来一直强调公共交通优先，但真正落实下来的情况并不好，如何以有力的 分析 论证说服政府及公众，在城市的空间资源利用、政府财政预算、技术进步支持等方面确实实施公共交通优先战略，仍是亟待解决的问题。
从规划范围来看，都市群交通 网络 规划随着城市化进程而提到了日益重要的位置，当行政协调问题能够解决之后，长江三角洲、珠江三角洲都市群的交通规划问题将迅速提出，必须为之进行必要的理论准备。
交通需求管理在可持续发展过程中需要给予关注的问题，人类应该较为自觉地调整自己的消费观念，其中交通消费是极为重要的一部分。交通需求管理通过停车管理、税收管理等多种手段实现对交通方式的调节，鼓励减少交通出行的模式及较少资源消耗的模式。
信息技术正在迅速进入交通工程领域，智能交通系统建立在信息技术的基础上，其核心就是交通信息系统。我国的交通信息系统还十分落后，不够完善的交通信息采集系统、非常不够充分的信息加工利用，有待改进的信息手段等，都是需要重点解决的问题。道路交通综合系统是一个多维世界，信息在其中发挥着重要的作用。人们的交通选择行为正是在信息的支持下完成的，政府的交通战略、交通规划、交通政策正是在信息的支持下制定的，交通管理机构的日常管理决策更是离不开信息基础。当前需要注意的是计算机与通信技术的结合，特别是广域计算机网络基础上的信息传播和信息采集。
作为信息技术实现载体，交通诱导系统、交通信息系统、交通控制系统在 现代 道路交通体系中发挥着十分重要的作用，它们将交通主体—人或物、交通工具、交通基础设施、交通管理部门联系为有机的整体，减少了由于系统内部不相协调造成的效率下降。交通诱导系统的研究工作已在我国展开，当前的工作重点其一是系统的总体框架研究和具体分析模型研究，作为基础理论交通行为值得给予必要的重视。交通信息系统 目前 的研究主要是试图综合各方面的信息，加工后提供分层次的信息图像以满足不同任务的需要，近年来发展起来的数据仓库技术、数据挖掘技术等正在展现出良好的 应用 前景。同时，支持不同层次管理决策的决策支持系统也是研究者关注的一个方面，其需要研究的主要问题是如何利用信息网络所提供的大量信息，从中挖掘出自己所关心的内容；如何对定性定量相结合的决策过程提供有效的支持；如何适应不同层次的决策特点等。在信息技术应用过程中，值得注意的是分散布局、总体协调的趋势，总体规划强调的是协议标准，而不是拘泥于技术细节，这使得庞大的信息系统可以分步分散开发，逐步到位，以减少系统开发的难度。
道路交通环境保护技术仍然是今后关注的热点。汽车废气的防治手段主要是采用清洁能源、尾气净化，并通过政策调控减少汽车使用。除此之外需要注意的是加强工程技术的研究，分析废气在特定环境下的扩散 规律 ，以减轻局部位置的废气污染。道路交通废气污染专用监测系统的建立也是非常重要的一项任务，国外建立的这类专用系统常年积累的数据为其环境对策制定创造了很好的条件。噪声防治在传统的研究领域仍然面临许多课题，可用于工程评价和工程设计的噪声传播基本规律研究还有待深化，隔音墙的设计有待改进，低噪声路面技术有待进一步进行工程化实验和推广。此外，在交通规划中考虑环境保护因素正在形成热点，特别是土地利用、城市体系结构与交通骨架相互配合，构成生态城市体系结构，是规划工作中的研究重点。在具体规划方案的制定过程中，交通环境容量分析技术具有较好的实用前景。为减少对自然界的索取，采用废旧材料进行道路建设仍值得给予高度重视，粉煤灰、废钢渣等用于路基建设取得了很好的效果，仍然需要进一步研究 工业 废料作为筑路材料，以及道路旧路改造过程中废旧沥清的再生利用。
交通 网络 的可靠性 研究 是一个值得展开的领域，特别是在城市道路网络规划中更应给予足够的重视。我国 目前 正在经历一个新的城市化过程，在城市布局规划过程中需要认真考虑对地震等重大 自然 灾害预防和救援 问题 ，为城市的进一步 发展 打下良好的基础。在重大地震灾害发生后，道路交通系统对于城市的救援与恢复起着至关重要的作用，这已被国内外多次地震灾害血的事实所证明。
研究地震灾害情况下保障道路交通面临两个基本问题：
由于灾害情况下道路交通系统功能对于城市系统总体功能的恢复具有重大 影响 ，因而需要提供具有一定可靠性、能够在抗御地震及其次生灾害发挥作用的交通网络。
在灾害情况下，特别是在救援工作初期，人们（特别是其交通行为）往往失去有效的组织性，这种分散无组织的行动有可能造成交通网络总体机能的丧失，因而对于城市救灾保障交通系统设计中需要考虑这种特殊情况下的供需关系，以及对应的交通保障 方法 。
类似的研究需求在抵御火灾、水灾等方面均有重要的意义。
4.交通环境的关注—对策与手段
道路交通的环境污染主要分为交通噪声、大气污染、交通振动三个主要方面。道路交通噪声是由通过道路的汽车群发生、并传播到道路沿线的随机噪声，其特点是大小不规则，且变动幅度大。降低道路交通噪声的主要措施有改善车辆结构、改善行驶状态、控制交通量等，其具体 内容 参见图1。
汽车是大气污染的移动发生源，由汽车排放的污染物质有碳氢化合物、一氧化碳、氮氢化合物、铅化物、颗粒物质等。为减少汽车的排放污染，最重要的控制发生源，首先可以采取较少汽车排出的污染物质数量（例如采用无铅汽油）；第二可以以强化排出气体管理规章为中心，促进汽车结构的改善；第三利用交通控制系统保持交通流的畅通，通过交通规则改善行驶状态；第四，促使私人汽车交通转向公共交通系统，以及促进货运方式的合理化等交通总量控制手段；第五是改善道路结构，确保环境设施带、绿化等缓冲区域等。
所谓交通振动，是指道路上行驶车辆的冲击力作用在路基上，通过地基传递致使沿线地基和建筑物产生的振动。路面越不平整、车辆重量越大、车速越高、载货车辆越多，产生的振动越大，此外，地基越软弱路端振动级越高。为减少交通振动，大致可以通过振动源、传播路径及受振动部等方面的措施来防治。作为道路振动改良措施，往往采用路面平整度改善、路面、路基以及地基改良，和指定交通规则、设置环境保护带、防护沟、防护壁等。
1 引言
随着中国汽车保有量的快速增长，道路交通安全问题已经成为人民生活中的重要问题之一。2002年我国道路交通事故件数、受伤人数、死亡人数和直接经济损失四项指标分别达到了77万多起、56万多人、10．9万多人和33亿多元人民币。道路交通安全局势极其严峻，如何有效地提高道路交通安全是迫切需要解决的课题。采用科学的分析方法、挖掘导致道路交通事故的各种原因是合理制定道路交通安全管理措施、预防交通事故的关键。 国内外很多交通安全管理机构都建立了信息决策系统，用于满足各自特定的需求。但这些交通安全信息系统大多数都不具有地图显示及空间建模分析功能，从而还不能进行大面积范围的交通安全分析。地理信息系统(GIS)是一组具有图形图像数字化、空间数据管理、查询检索、模型运算和多种输出功能的软件，它可以结合具体地点的事故数据，进行直观的空间分析，因此，适用于与地理位置密切相关的交通安全问题的研究。 目前，基于GIS的道路安全管理系统研究尚处于起步阶段。分析GIS技术应用于道路安全管理系统的必要性及优点，探讨基于GIS的道路安全管理系统的功能、设计思路及其开发的技术路线。这对建立实用的安全管理系统，提高道路安全管理水平及拓宽GIS的应用领域具有十分重要的意义。
2 逻辑设计及功能分析
2．1 GIS与道路交通安全层次 地理信息系统简称"GIS'’(Geographic lnformation System)，是一门集计算机科学、地理学、信息科学、管理科学和测绘科学为一体的新兴技术。它采用数据库、计算机图形学、多媒体等最新技术，对地理信息进行处理，能够实时准确地采集、修改和更新地理空间数据和属性信息，为决策者提供可视化的支持。道路交通安全分析可分为3个层次： 第一层次是对某一地区或区域的交通事故现状和趋势进行分析。这一分析可利用数学方法进行统计和预测，并分析与该区域经济发展，道路设施交通流量等因素之间的关系，从而从宏观上了解和控制交通事故的发生。 第二层次为交通事故的区域分布分析，对某一区域的交通事故发生的特征、频数、相关因素等进行分析，从总体上了解和把握该区域的事故情况。由于区域分布分析中的交通事故数据具有很强的区域地理因素，这就需要有地理数据的文件管理系统。 第三层次为微观分析，分析研究某一路段或某一交叉通事故发生规律和发生机理，以便制定安全对策。这一层次的分析则需要更多的地理因素信息和环境因素信息，简单的数据文件形式已不再满足要求，借助直观形象的地图进行安全分析尤显必要。 通过以上分析可知，利用海量的数据对某一区域、某一路段或交叉口进行交通安全分析，基于GIS的存储、分析、地图可视化显示以及辅助决策案的制定是先进的道路交通安全管理系统的基础和道路交通事故预防的关键技术之一。
2．2 功能分析 道路交通安全GIS应是道路交通安全管理的辅助工具，它不仅能为各级管理部门和事故处理部门的宏观管理、微观分析及决策提供全面服务，而且还能为工程技术人员提供事故分析的工具。交通安全管理GIS应具有以下功能：
(1) 数据的输入和管理。系统具有数据输人与管理功能，包括与事故有关的各种信息。例如，道路几何尺寸、交通流、交通管理设施的分布及维修情况等属性数据的维护工作都可在地图上进行操作，较以往的字符型数据库更方便、直观。
(2)事故统计、报表。事故的统计方法应遵照公安部的统计规范，并应具有事故预测预报功能。报表功能应包括定期报表和特殊报表功能，定期报表可采用表格形式或地图形式，这些报表使管理者能够全面地了解本地区或某一地点的事故概况和事故频率。专用查询报表通常是应某一特殊要求而能快速形成报表的功能。
(3)事故黑点识别与显示。系统可以统计各点、交叉口、路段和整个区域的事故情况，并可按照一定标准(如事故次数、事故率或二者相结合)，自动筛选出事故黑点，并自动标识于地图上。
(4)交通事故信息查询。各类交通事故数据和有关指标数据都可在地图上查询，并以直观图(如饼图、直方图、排列图等)显示，图形显示可任意放大缩小，不同事故类型可按照用户要求分别显示或整体显示，最大限度地提高工程技术人员的事故分析水平和安全管理人员的决策能力及效率。
(5)事故预防、预案。对未来将要发生的事故作出预测，分析未来事故的危险程度和发展趋势，并给出应采取的防治措施，以供道路管理者作出决策，如提出道路改善意见、事故黑点整治措施等。
(6)其他功能。系统在满足各级管理部门、事故处理部门业务处理的同时，应预留接口，与相关的办公自动化系统和交通监控系统实现信息共享。此外，道路交通安全管理系统也将是未来智能化交通信息系统(ITS)的一部分。
3 数据库设计 道路交通安全GIS系统主要涉及两个部分：一是其开发和运行的平台，即GIS系统软件和地图部分，该部分的主要功能是为交通安全分析、决策和预案提供支持平台和道路空间地理信息；二是交通安全本身所涉及的内容，主要指与交通事故相关的信息，如何通过GIS的强大功能(如图形叠置、缓冲分析等)，将这两部分内容整合在一起，得到道路交通的安全分析、决策和预案系统，则是系统开发的主要目的。根据这一目的和要求，笔者设计了道路交通安全GIS系统，如下图所示。在该系统中，主要包括6部分：道路地理信息GIS地图、交通事故数据库、数据库管理系统DBMS、区域安全评价、事故黑点分析及交通事故预测系统。
3．1 道路地理信息GIS地图 采用空间数据和数据库挂接，改变了传统的信息管理方法，地图由传统的静态纪录变为信息丰富多样的动态的电子地图，实现了数据可视化。它使交通安全管理部门对道路安全的管理变得直观、简单和易操作，为决策提供科学快捷的支持。如通过直接对地图实体进行查询，可以获得包括道路信息，如道路等级、横断面宽度、横断面形式、道路线形等，以及事故多方位信息，如事故发生量在空间、时间上的分布和交通量的分布。
3．2 交通事故数据库 道路交通安全GIS的基础是存储在数据库中被用来分析的信息。交通事故信息由公安、交警部门采集与管理。而目前一般的公安与交警部门研制开发了部分道路的数据库，可根据实际情况实行原有的数据库到GIS数据库的转换。
3．3 数据库管理系统DBMS GIS关键技术之一是空间数据库的设计，其数据库是一个共享或者分享式的数据库。GIS数据库通常应该满足：最小冗余原则(数据尽可能不重复)、应用程序对数据资源的共享原则、数据独立性原则以及统一管理原则。数据库中的数据应该依其本身的特点进行组织，而不是依据使用目的的不同而不同；同时，数据库的结构应当反映出不同的应用目的要求，支持各种应用程序和目的，而且各种应用程序是相对独立的。因此，GIS数据库应该容纳各种各样的数据类型和格式，在考虑数据特征的同时，又需兼顾其应用目的。
3．4 事故黑点分析系统 事故黑点及其影响因素分析属于微观分析的范畴，其主要用于查找事故黑点，确定其危险水平，并且从多角度分析事故成因。道路交通安全管理人员最需了解哪一路段行车危险、什么情况下最易引发交通事故。按照管理者需求，采用事故次数、事故率或二者相结合的方法，筛选出事故黑点，并对其进行多方面分析，如道路状态技术分析、事故成因分析，找出事故发生的原因，为道路交通管理者提供对策。
3．5 区域交通安全评价系统 影响道路安全的因素很多，各因素之间往往相互作用、相互制约，形成一个复杂的系统。对道路交通安全进行确切地评价，需要排除次要影响因素，正确地选择主要影响因素作为评价指标。利用GIS的可二次开发性，建立区域交通安全评价模型，可选择的方法有4项指标法、综合当量指标法或灰色系统评价法。参与评价的区域可直接从图上拾取，评价结果可通过区域着色的方式显示，不同地点的安全水平则通过不同的符号、颜色、线型或线宽来表示。
3．6 事故预防预案系统 交通事故预防预案是对未来有可能发生的事故作出估计，分析未来事故的危险程度和发展趋势，并给出应采取的防治措施。应用GIS的接口，装入事故预测模型，直接调用交通事故的空间数据，根据不同的需要对其进行预测。预测数学模型可选择传统的概率预测法、回归预测法或非线性的神经网络预测技术。
4 道路交通安全GIS开发技术 运用地理信息系统进行交通安全管理，首先应建立某一地区的地理信息系统。由于中国的地理信息系统发展较晚，只有少数城市建立了初步的地理信息系统，这为交通安全分析提供了必要的基础。由此，根据目前中国的实际情况，道路交通安全GIS适合采用“原型法”进行研究开发。 所谓“原型法”就是：在系统开发的初级阶段，在对初步调查用户需求的基础上，快速构造一个可以工作的系统原形，将此原型提供给用户使用，听取意见；然后修正原型，补充新的数据、数据结构和应用模型，形成新的原型；经过几次修正迭代后，可以达到用户和开发者之间的完全沟通，明确系统定义和用户界面要示，形成较为完善、成熟的系统产品。
5 总结 中国的交通安全形势严峻，已引起了相关部门的关注，但由于该课题的复杂性，给研究工作带来了许多挑战，交通安全技术及安全管理的研究任重道远。在GIS空间数据输入、编辑、图形数据属性互访的、信息查询等功能的基础上，纳人事故多发点及其影响因素分析、区域安全评价和事故预测系统，可将图像信息、地图、数据及模型综合管理，为道路交通管理部门提供决策辅助信息和决策方案。笔者通过对这一课题的探讨和初步的系统设计，看到了GIS在交通安全管理方面应用的潜力和广阔前景，此项技术的应用必将会带来交通安全管理技术的革命。 为了尽快建立起道路交通安全GIS管理应用系统，提出以下建议： ①要提高各级交通和公安厅部门对地理信息系统技术重要性的认识，并且给予必要的投资； ②逐步建立完善的道路结构数据库； ③在道路交通安全管理过程中，应认识到安全管理系统设计与道路规划、设计、建设和营运车辆的管理的整体性，不能人为地把它们分割开来； ④要实现交通、公安和建设部门的信息共享，实现安全信息指导道路的规划和运营。
参考文献
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