山地城市畸形交叉口通行能力影响因素分析

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇山地城市畸形交叉口通行能力影响因素分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：山地城市交叉口受地形等因素影响大多为畸形交叉口，通过对山地城市交叉口重要性的分析，研究首先对重庆市典型畸形交叉口进行调研，建立平角交叉口基本信息库，从中选取影响山区畸形交叉口通行能力的主要因素。采用主成分分析法对调研数据进行评价，得出影响山区畸形交叉口通行能力的主要因素，为进一步研究提高山区畸形交叉口通行能力改善措施提供理论基础。

关键词：山地城市，交叉口，通行能力，影响因素

中图分类号：U12文献标识码：A 文章编号： A

Study on Index of Irregular Intersection Capacity’s Influencing Factors in Mountain Cities

（School of Civil Engineering and Architecture，Chongqing Jiao tong University，Chongqing 400074，China）

Abstract：Intersections in Mountain cities are always abnormal intersections by topographic factors, the intersection repository has been established according to the researches in Chongqing abnormal intersection. and impact deformity mountain intersection capacity indicators were selected .Using the evaluation method of principal component analysis to determine the main factors of their traffic capacity ，and provide a theoretical basis for the study to improve mountain deformity intersection capacity improvements

Keywords: Mountain cities Abnormal Intersection Capacity Evaluation Index

0 引言

随着国民经济的飞速发展，城市化进程的加快及城市人口的高速膨胀，机动车保有量的剧增带来了城市交通的拥挤问题，尤其是城市路网中的平面交叉口更是成为交通的瓶颈，机动车、非机动车和行人在有限的空间内交汇行驶，导致此处的行车秩序混乱，交通事故高发，通行能力低下。

重庆地处山区，超过90%的市域面积为山地。与平原城市不同，受地形限制，市区路网多沿地形布置呈自由状，造成相交道路交叉不规则，畸形交叉口众多。

作为城市道路交通中的“咽喉”，平面交叉口又是路网中通行能力的“瓶颈”和交通事故的多发地，交通堵塞和交通事故大部分与平面交叉口有关。交通拥堵直接对社会生活产生影响，增加居民出行成本，造成环境污染，影响城市环境质量，而交通事故带来的直接经济损失和间接社会影响更是难以估量。随着建设“畅通重庆”和“平安重庆”的新目标和新要求的提出，研究山区城市畸形交叉口通行能力影响因素有一定的现实意义。

1平面交叉口基本信息库

首先对重庆市区的多个平面交叉口进行现场调查和实地勘察，逐渐建立交叉口的信息要素库，为了能更全面地分析交叉口的各种信息，采用多面透视分析(Multiple Perspective Analysis)[1]方法来界定问题。

结合多面透视法，从交叉口的基本构成要素出发，建立交叉口的基本信息库，如表1所示。

表1 交叉口的基本信息库【2】

Tabal 1 The basic information database of intersection

2评价指标的选取原则

在建立评价体系时，应充分考虑交通运行系统的特性。为了科学、准确、全面和客观地描述治理方案的效果，其指标体系的建立必须遵循以下几条原则【3】【4】：

① 系统性

要从机动车、行人等交通使用者以及管理者和基础设施等角度，选取有代表性的指标，合理地构造评价层次数量和指标数量，全面的反映交叉口改建后所带来的畅通程度、安全程度、对城市交通需求的贡献程度等。

② 实用性

评价方法应紧密联系实际，能体现目前的山区城市道路交通现状，便于实际应用。而且本课题研究的目的是要应用到实践中去，去指导实践，因此指标必须具备实用性。

③ 综合性

单一的指标只能从某一侧面反映城市道路交叉口的运营情况，而不能全面反映交叉口使用状态下的整体水平。评价指标体系应力求全面，否则评价就会失效，给决策者带来误导。

④ 独立性

为了得到综合评价的结果，需要将各指标归一化后加权求和。因此，各指标之间的独立性就十分重要，否则就会给权重确定带来不必要的困难，并可能造成综合评价的失真。

⑤ 可比性

该原则反映了评价指标的敏感性程度。所选用的评价指标应具有较高的敏感性，能客观的反映出不同改善方案下或治理前后所取得的效果的差异，从而为可以对交叉口的运行状况做出公正合理的比较，进而做出评判，改善城市交通组织与管理水平提供决策支持。

⑥ 充分考虑地区特点

山区城市由于地形受限因素较多，道路改扩建难度较大，充分发挥道路设施的现有能力，已成为城市交通建设者与管理者的首要任务。因此，在交叉口治理评价体系中，指标选取将偏向于交叉口功能的发挥、交通畅通及交通安全等方面。

3评价指标的选取与分类

对交叉口进行评价时出发点有很多，不同的出发点构成不同的评价和分析准则，本文主要基于以下考虑：

① 从交叉口功能发挥角度出发，提高交叉口的通行能力；

② 从交通畅通角度出发，缩短车辆延误时间；

③ 从交通安全角度出发，希望冲突较少，事故率低；

④ 从环境角度出发，希望交叉口周围的噪声、空气污染、振动等公害影响最小；

⑤ 从经济性及实施的可行性角度出发，希望投资较小，方案易于实施。

从影响交叉口通行能力出发，其分析时具体指标的选取见表2。

表2交叉口评价指标的选取【5】

Tabal 2 Selection of intersection evaluation index

4评价模型建立

畸形交叉口通行能力影响因素有很多方面，通过广泛的查阅资料及听取专家的意见，根据分析需要，在遵循客观、科学、可比、定量和定性相结合的原则下，采用相交道路车道总数、左转车及大型车所占比例、主支路不平衡系数、延误、最大排队长度、最大纵坡、交叉角度、冲突点数及交通渠化组织情况10个指标。

评价采用主成分分析法【6】【7】，主成分个数提取原则为主成分对应的特征值大于1的前m个主成分。特征值在某种程度上可以被看成是表示主成分影响力大小的指标，如果特征值小于1，说明该主成分的即使力度还不如直接引入一个原变量的平均解释力度大，因此一般可以用特征值大于1作为纳入标准。

表3评价样本各指标的原始变量值

Table 3 Original variable value of evaluation samples each index

表4 相关系数矩阵

Table 4 Correlation coefficient matrix

表5 成分矩阵

Table 5 Component Matrix

表5中第一主成分中交叉口角度、左转车比例及相交道路车道总数3个指标值大于0.85，说明第一主成分主要表达这3个指标的信息。同理，第二主成分主要说明最大纵坡延误及最大排队长度3个指标的信息。第三主成分主要说明冲突点数、渠化组织和交通组成指标信息。3个主成分基本包含了总体的全部信息。

由表6(总方差解释)可知，提取3个主成分，即m=3。3个主成分的贡献率分别为：44.992% ，24.009%，22.017%。累计贡献率为91.019%，累计贡献率>90%，说明3个主成分基本上保留了原数据的方差信息。

表6 总方差解释

Table 6 Total variance explanation

表7成分得分系数矩阵

Table 7 Score coefficient matrix of component设主成分向量为βi(i=1，2，3)，则特征向量(i=1，2，3)，根据得分矩阵（表7）可以求得特征向量。

综合主成分：

主成分(ZX为X标准化后所得矩阵)，则得到主成分综合模型为：

F=0.25543ZX1+0.21304ZX2+0.25266ZX3-0.2018ZX4-0.17901ZX5-0.16081ZX6+0.00121ZX7+0.22536ZX8+0.06004ZX9+0.28044ZX10。

模型表明影响畸形交叉口通行能力的主要因素为相交道路车道总数、左转车比例、大型车比例、最大纵坡、交叉角度等5个因素.

5结论

通过对畸形交叉口影响通行能力的10个不同因素进行主要成分分析，根据具体运算结果，可以得出以下结论：

① 交叉口角度、左转车比例及相交道路车道总数三者的相关系数皆大于0.85，这3项指标有较强的相关性，在提高畸形交叉口通行能力时应弄清楚三者之间的特殊联系和因果关系，这样有利于更有效地对此3项指标进行控制；

② 由主成分综合模型F知：相交道路车道总数、左转车比例、大型车比例、最大纵坡、交叉角度5个指标系数都大于0.2，即这些指标对畸形交叉口通行能力影响较大，在提高其通行能力的改善措施中应主要考虑。

参考文献：

[1] Highway Capacity Manual (2000) [M]. Transportation Research Board, National Research Council ,Washington,DC.2000．

[2]徐家钰.城市道路设计[M]. 北京：中国水利水电出版社，知识产权出版社，2005.

[3]石京，周念，评价指标的选取原则与方法，铁道工程学报，2010.9

[4] 王炜，高海龙，李文权.公路交叉口通行能力分析方法[M].北京:科学出版社，2001.

[5] 江欣国，倪立．城市道路交叉口评价指标体系探讨[J]．城市轨道交通研究，1999

[6] 袁晶矜，袁振洲.信号交叉口通行力计算方法的比较分析[J].公路交通技术，2006.10.

[7] 单娴，曹延亮 基于SPSS主成分分析的油田采油成本控制研究[J] 中国管理信息化 2010