车道被占用对城市道路通行能力的影响

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1、车道被占用对城市道路通行能力的影响摘要本文针对车道被占用对城市道路通行能力的影响，根据视频录像及所给数据，运用Excel、Matlab进行数据分析和绘图，分别建立道路实际通行能力模型和速度-密度模型，进而给出了不同车道被占用时道路横断面实际通行能力的变化过程和差异，以及给定条件下车辆排队长度与事故横断面道路的实际通行能力、事故持续时间和路段上游车流量之间的关系式。针对问题一，首先我们建立单向车行道的实际通行能力模型，然后统计出从事故发生到撤离每隔一分钟经过横断面不同车型的数量，利用这些数据计算出道路实际通行能力，并将结果用Excel和Matlab绘制成表格和折线图。经分析发现，在

2、交通事故刚发生时，道路实际通行能力增大，随后在16:45:32—16:51:32内，围绕着1300pcu/h在一定范围内呈现波动状态，在16:51:32到16:55:32这段时间内，道路的实际交通能力保持平稳趋势，基本维持在1218.72pcu/h，在16:55:32到17:00:07这段时间内，道路的实际交通能力迅速下降至最小值949.49pcu/h，再迅速上升至最大值1371.06pcu/h。针对问题二，首先采用问题一的方法，描述视频二中交通事故发生至撤离期间,事故所处横断面实际通行能力的变化过程，然后我们从三个角度对问题一与问题二结果对比分析，从折线图角度分析，发现发生事故

3、后视频一的通行能力大于视频二的通行能力，从标准差角度和车流量比例角度分析，发现车道二三被占用比车道一二被占用对通行能力影响要大。针对问题三，要求建立交通事故所影响的路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的关系的数学模型。先通过视频1计算出道路阻塞密度为153.33pcu/km和事故发生前速度为36km/h，然后结合车流波动理论建立速度-密度模型，得出排队消散完毕时启动波和停止波传播相等的关系式，从而给出排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的函数关系式，分析发现：随着道路实际通车能力的增大，车辆的排队长度增大；随着事故持

4、续时间的增长，车辆的排队长度增长；随着路段上游车流量增大，车辆的排队长度增大。针对问题四，要求根据所给条件来估算从事故发生开始，车辆排队长度到达上游路口所需时间。我们仍然采用问题三中的速度-密度模型，先求出不考虑上游交叉路口红绿灯相位问题时所需时间为4.2分钟，然后在此基础上考虑上游交叉路口红绿灯相位问题，计算排队期间出现的最少红灯次数为4，进而算出增长的时间为2分钟，所以所需时间为两者之和为6.2分钟。关键词：实际通行能力模型Excel统计分析Matlab速度-密度模型一、问题重述车道被占用是指因交通事故、路边停车、占道施工等因素，导致车道或道路横断面通行能力在单位时间内降低的

5、现象。车道被占用的情况种类繁多、复杂，正确估算车道被占用对城市道路通行能力的影响程度，将为交通管理部门正确引导车辆行驶、审批占道施工、设计道路渠化方案、设置路边停车位和设置非港湾式公交车站等提供理论依据。视频1（附件1）和视频2（附件2）中的两个交通事故处于同一路段的同一横断面，且完全占用两条车道。请研究以下问题：1、根据视频1（附件1），描述视频中交通事故发生至撤离期间,事故所处横断面实际通行能力的变化过程。2、根据问题1所得结论，结合视频2（附件2），分析说明同一横断面交通事故所占车道不同对该横断面实际通行能力影响的差异。3、构建数学模型，分析视频1（附件1）中交通事故所影响

6、的路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的关系。4、假如视频1（附件1）中的交通事故所处横断面距离上游路口变为140米，路段下游方向需求不变，路段上游车流量为1500pcu/h,事故发生时车辆初始排队长度为零，且事故持续不撤离。请估算，从事故发生开始，经过多长时间，车辆排队长度将到达上游路口。二、模型假设1.事故发生前道路的实际通车能力保持不变，车流的行驶速度不变；2.假设小区的出入车辆对车流量的影响可以忽略不计；3.假设每个驾驶员对于实际通行能力的影响相同；4.假设不发生交通情况下，双向车道两边的基本通行能力相同；5.假设采样数据时的偶然误差可

7、以忽略不记，即数据真实可靠；6.假设只考虑四轮及以上机动车、电瓶车的交通流量。三、符号说明C单项车行道的实际通车能力C单项车行道基本通行能力0f车道宽度对通行能力的修正系数wf侧向净宽对通行能力的修正系数kf沿线状况对通行能力的修正系数gf大型车辆对通行能力的修正系数vf驾驶员条件对通行能力的修正系数pv行车平均速度fl车头最小间距0p大型车交通量占总交通量的百分比vE大型车换算成标准小汽车当量数的换算系数vW集散波的波速xyQ、Q前后两种车流状态的流量xyK、K前后两种车流状态