肖磊 曹言 鐘麗

摘要：為合理估計(jì)車道被占用對城市道路通行能力的影響，從已知視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立道路通行模型，得出事故發(fā)生期間道路實(shí)際通行能力在理論通行能力附近波動，不同車道車流量的差別是導(dǎo)致視頻1事故發(fā)生后橫斷面實(shí)際通行能力遠(yuǎn)低于視頻2的主要原因的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：交通規(guī)劃；車道車流量；道路通行模型；通行能力

由于城市道路具有交通流量密度大、連續(xù)性強(qiáng)等特點(diǎn)，車道往往會因?yàn)榻煌ㄊ鹿实仍虮徽加?，從而降低了道路的通行能力。?dāng)出現(xiàn)一條車道被占用時，可能會降低該路段其他車道的通行能力，即使出現(xiàn)的時間較短，也可能引起車輛停滯，造成交通阻塞。本文中的視頻1、視頻2源于全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。

一、數(shù)據(jù)的收集與處理

考慮到不同車輛之間存在的差異，根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，將車統(tǒng)一化成標(biāo)準(zhǔn)車當(dāng)量，按電瓶車0.5、小客車1.0、大客車2.0進(jìn)行折算。將事故發(fā)生路段的上游定為外車道、中車道和內(nèi)車道車流量的統(tǒng)計(jì)截面。在截面處，選取統(tǒng)計(jì)指標(biāo)包括車輛的標(biāo)準(zhǔn)車當(dāng)量數(shù)、車輛到達(dá)時刻、車輛所在車道，得出不同車道的車流量分配情況如表1所示。

二、道路通行能力模型的建立

（一）基本通行能力

基本通行能力是指在理想的道路、控制和環(huán)境下，一條車道的橫截面上不考慮服務(wù)水平等不相關(guān)因素，1小時內(nèi)能通過的最大車輛數(shù)。

理想道路的通行車輛主要針對標(biāo)準(zhǔn)車當(dāng)量在同一條車道上勻速行駛的情況，且道路中各行駛車輛之間保持與車速相適應(yīng)的車距，車與車之間不存在相互干擾的現(xiàn)象。道路基本能力計(jì)算公式如下：

（二）理論與實(shí)際通行能力

道路理論通行能力是在基本通行能力的基礎(chǔ)上，對不同道路考慮其實(shí)際的道路情況和交通狀況，給定相應(yīng)的修正系數(shù)，最后將所給修正系數(shù)與基本通行能力相乘，即得到實(shí)際道路、交通與一定環(huán)境條件下的理論通行能力。在對理論通行能力進(jìn)行計(jì)算時，通?？紤]車道寬度、側(cè)向余寬和視距不足等六項(xiàng)系數(shù)加以修正。由于交通條件的修正系數(shù)受車型的影響，因此交通條件修正系數(shù)γ6可由下面的公式計(jì)算，其中H為大車占流量的比例：

此處，以車道寬度修正系數(shù)γ1=0.94；側(cè)向余寬的修正系數(shù)γ2=1；視距不足修正系數(shù)γ3=1；縱坡度修正系數(shù)γ4=1；沿途條件修正系數(shù)γ5=0.7計(jì)算。

實(shí)際通行能力Nplk，即 “服務(wù)水平”的服務(wù)交通量Ys（統(tǒng)計(jì)所得的單位時間段內(nèi)通行輛數(shù)）與基本通行能力之比，乘以可能通行能力Ntk所得值，其表達(dá)式為：

三、模型求解

通過上述公式計(jì)算可得：基本通過能力為2000pcu/h，理論通行能力為1315pcu/h。再將視頻進(jìn)行分段處理，以事故發(fā)生時刻為起點(diǎn)，之后以每半分鐘的中間時刻與起點(diǎn)相隔的時間進(jìn)行等間隔分段，得出以下兩圖。

從圖1可以得出交通事故發(fā)生至撤離期間，事故所處橫斷面實(shí)際通行能力一直在理論通行能力附近上下波動。從圖2中可以看出視頻2中車輛的實(shí)際通行能力高于視頻1中的車輛通行能力。視頻2中，外車道與中車道被占用，這兩個車道的車流量共占全部車流量的65%，遠(yuǎn)小于視頻1 的90%。所以，不同車道車流量的差別是導(dǎo)致視頻1事故發(fā)生后橫斷面實(shí)際通行能力遠(yuǎn)低于視頻2的主要原因。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張亞平.道路通行能力理論[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2007.

[3]王建軍.路網(wǎng)環(huán)境下高速公路交通事故影響傳播分析與控制[M].科學(xué)出版社，2010.

（作者單位：肖 磊，華北理工大學(xué) 建筑工程學(xué)院；曹言、鐘麗，華北理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院）