車道被占用對城市道路通行能力及影響(全國一等獎)

1、1車道被占用對城市道路通行能力的影響 車道被占用對城市道路通行能力的影響摘要 摘要車道被占用是導致道路橫斷面通行能力降低的重要因素，本文利用視頻一和視頻二統(tǒng)計出的相關數(shù)據(jù)，研究車道被占用對城市道路通行能力的影響。針對問題一，從視頻一中可以明顯看出在開始的 4 分鐘內(nèi)車輛運行流暢，在這段時間內(nèi)道路的實際通行能力應為最大，4 分鐘以后由于碰撞事故導致車輛在事故點出現(xiàn)排隊現(xiàn)象，此時道路的實際通行能力降低。另外，從事故發(fā)生前后的車流密度圖可以看

2、出，事故發(fā)生后車流密度明顯變小，進一步說明事故發(fā)生后道路的實際通行能力降低。針對問題二，我們利用 軟件模擬出事故一和事故二發(fā)生前后的車流 matlab密度變化圖，可直觀看出發(fā)生事故二的車流密度變化比事故一發(fā)生時更為明顯，此現(xiàn)象反映出發(fā)生事故二的道路通行能力穩(wěn)定性較差，從而說明同一橫斷面交通事故所占車道不同對該橫斷面實際通行能力的影響有較大的差異；為了定量說明這一問題，運用流量-車道占用率關系模型分析出流量與車道占用率之間的關系。并且得出

3、事故一和二的實際通行能力：。由此可知發(fā)生事故一 ) / ( 78 . 1930 ) / ( 88 . 2492 1 max 1 max 車道 輛 車道 輛 ? ? ? ? ? h Q h Q的道路實際通行能力比發(fā)生事故二的道路的實際通行能力更強。針對問題三，我們從量化的角度上來分析事故所處不同車道上的通行能力。首先利用回歸分析得出排隊長度與上游車輛總數(shù)的相關性最高，其相關性系數(shù)為 0.984。其他依次為事故持續(xù)時間和道路通行能力，交通事

4、故所影響的路段車輛排隊長度與事故橫斷面實際通行能力、事故持續(xù)時間、路段上游車流量間的關系為： ；其次利用排隊論模擬 3 2 1 668 . 11 551 . 0 915 . 3 243 . 17 x x x y ? ? ? ?交通流可以得出當車輛數(shù)不斷增加，即車輛排隊長度不斷加長時，車輛的停留時間越來越長，道路的實際通行能力越來越差，但道路系統(tǒng)不會輕易崩潰。針對問題四，我們考慮到車輛在事故中的時空遷移變化，利用元胞自動機對事故交通流進行

5、計算機模擬，得出當交通事故所處橫斷面距離上游路口變?yōu)?40 米，路段下游方向需求不變，路段上游車流量為 1500pcu/h 時，大概經(jīng)過8 分鐘后車輛排隊長度將達到上游路口。關鍵字 關鍵字：通行能力 回歸分析 排隊論 模型 元胞自動機 MAEQLCP3對于問題二，同理可得出通行能力的變化情況，采用回歸分析得出事故一和事故二的通行量，比較其大小，數(shù)據(jù)越大說明通行能力越強，據(jù)此分析同一橫斷面交通事故所占車道不同對橫斷面實際

6、通行能力影響的差異。問題三要求分析出路段車輛排隊長度與事故橫截面實際通行能力、事故持續(xù)時間、路段上游車流量間的關系。我們將排隊長度作為因變量，通行能力、事故持續(xù)時間、路段上游車流量視為自變量進行多元線性回歸分析。因為在視頻中得到的實測數(shù)據(jù)是有限的且不夠精確，我們利用排隊論進行模擬車輛數(shù)與公路通行能力并計算出每輛車離開上游路口的時刻、到達事故點的時刻和離開事故點的時刻?？紤]到出現(xiàn)事故后由原先的三條車道變成了一條車道，出現(xiàn)了瓶頸現(xiàn)象、換道、

7、車速減慢等情況，我們建立了 模型得出排隊長度 MAEQLCP的變化率，以更好的分析出實際通行能力、事故持續(xù)時間、路段上游車流量對排隊長度的影響。問題四是當視頻 1 中的交通事故所處橫斷面距離上游路口變?yōu)?140 米，其他量不變的情況下，估算從事故發(fā)生開始，經(jīng)過多長時間，車輛排隊長度將到達上游路口。由于事故發(fā)生后堵塞了車道，在車道二和三行駛的車輛必需換道。在換道的情況下，車輛緩慢前行或停滯，車輛流通是離散的且不斷處于時空轉(zhuǎn)移的狀態(tài)，因此我

8、們建立了元胞自動模型（CACF 模型），此模型可以很好的模擬出交通意外事件所致紊亂交通流的規(guī)律，從而得出排隊長度達到 140 米時所需的時間。三、基本假設 三、基本假設（1）假設視頻一、二中統(tǒng)計出的數(shù)據(jù)與實際相差不大；（2）假設視頻中的時間真實無誤；（3）假設在一定的時間內(nèi)，不同種車型的速度及性能是一致的；（4）假設路面狀況良好且車輛運行除事故外無其他外界環(huán)境影響； （5）假設人行道、交叉口、街邊商店，不許隨意停車；（6） 在模擬車流