1.1.1　城市道路交通系统组成要素的基本特性

城市道路交通系统的组成要素有其各自的功能、特性，且各特性之间相互关联。因此，人、车辆、道路及环境既是城市道路交通系统的组成要素，又是交通运行状况的重要影响因素，决定了城市道路交通的产生、发展及演变，是城市道路交通运行动态性产生的根源。

1. 人的交通特性

人是城市道路交通系统的主导者。城市道路交通系统中的人包括驾驶员、行人和乘客，其中，驾驶员是交通运输的主要实施者，是城市道路交通系统中的活跃因素之一，因此驾驶员是影响交通运行状况的关键要素。驾驶员驾驶车辆的过程是由感知、判断及操作3个阶段所组成的不断交叉、反馈的动态信息处理过程，依据驾驶过程的不同阶段，相应的驾驶特性分为感知特性、判断特性及操作特性3类，而驾驶员的生理和心理是影响驾驶特性的主要因素。图1.1说明了驾驶员在行车过程中的信息处理过程。

图1.1　驾驶员在行车过程中的信息处理过程

在城市道路交通系统中，行人的交通特性表现在行人的速度、对个人空间的要求、步行时的注意力等方面。这些与行人的年龄、性别、素养、心境、体质及出行目的等因素有关，也与行人所处的区域、周围的环境、街景与交通状况等有关。乘客的交通特性的共同要求是安全、快捷与舒适，乘客都希望缩短出行时间，尽快到达目的地，而由于体力、心理、出行目的等方面的原因，乘客对日常出行时间的容忍性不同。

2. 车辆的运行特性

在城市道路上行驶的车辆具有自由行驶、跟驰行驶和车道变换3种运行特性。在自由行驶时，车辆不受其他车辆的干扰，驾驶员的驾驶自由度很大，驾驶员可以按照自己的意愿自由地选择行驶速度，此时车辆处于自由行驶状态，车辆的行车状态满足一般的动力学关系；车辆在跟驰行驶时，后车的运行状态受前车的制约，一旦车队中的某辆车改变运行状态，它的效应将会向后方传递至最后一辆车，而运行状态改变的传递具有延迟性，并且这种具有延迟性的向后传递的信息不是平滑连续的，而是像脉冲一样间断连续的，因此跟驰行驶的车队具有制约性、延迟性和传递性；跟驰车辆在超车时需要进行车道变换，其完整过程可分解为跟驰车辆准备超车换道过程、超车换道成功、准备换回和成功换回4个过程，超车行为会对交通流产生显著影响。

3. 道路交通环境的特性[1]

道路是车辆运行的基础与支撑。道路必须符合人、货物、车辆的交通特性，满足其交通需求。道路的交通特性主要包括路网密度、道路线形及路网布局。路网密度是衡量道路设施数量的一个基本指标。一般来讲，路网密度越大，路网总的容量、服务能力越大；路网密度的大小应与其所在区域内的交通需求相适应。道路线形一般分为平面线形、纵断面线形、横断面线形，线形设计要保证安全、通畅、美观。路网布局的好坏对整个交通系统的效率有很大影响，良好的路网布局可以大大提高交通系统的效率，提高路网的可达性，减少投资，节省运输时间和运输费用，进而取得良好的经济效益、社会效益与环境效益。

道路交通环境是指在驾驶员视野范围内的道路、交通和环境条件所形成的外界动态视觉刺激，是驾驶员的外部工作环境。道路等级、路网结构、几何参数、路面情况、道路交通设施等道路交通环境要素与交通运行状况密切相关。

道路交通环境是在不断变化的，会随着道路类型、行驶区域的变化而发生较大的变化，即道路交通环境以动态的形式显示在驾驶员的视野中，从而对驾驶员产生影响。驾驶员与道路交通环境也会相互作用：驾驶员在操纵车辆的过程中，一方面不断地从道路交通环境中获取相关信息，另一方面其操纵车辆的结果会反过来影响道路交通环境。因此，动态的道路交通环境具备相互影响和制约的两个特征：持续变化性和自主可控性。

持续变化性有两层含义：一是指驾驶员视野中的道路条件、路侧景观或交通情况等都在不断变化之中；二是指随着道路的延伸，不同路段的道路条件、路侧景观或交通情况等不同，路段之间前后联系形成另一种变化，这种变化称为模式变化。自主可控性是从驾驶员的主动角度来说的，由于驾驶员与车辆、道路交通环境之间存在互动关系，因此驾驶员能够通过调节车速或选择路线在一定程度上主动控制道路交通环境的变化。

4. 各组成要素间的关系

城市道路交通系统的各组成要素（人、车辆、道路及环境）既相互关联又相互影响，其中，人是城市道路交通系统的主导者，车辆是城市道路交通系统的工具，道路是城市道路交通系统的基础，环境是城市道路交通系统的外部条件。

在城市道路交通系统中，参与交通的人、车辆及其相关的道路环境均可作为一个独立的子系统，各子系统之间相互联系、互为因果，高效、安全、舒适的运行过程是城市道路交通系统的整体目标，而任何一个子系统出现问题，都会影响整个城市道路交通系统的运行，这是造成城市道路交通运行的动态性的根本原因。