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1、道路堵塞时排队长度和排队持续时间计算方法———纪英高超41道路堵塞时排队长度和排队持续时间计算方法纪英高超(山东交通学院济南250023)摘要在分析道路堵塞时交通流特性的基础上,基于改进的停车波与启动波模型,推导出道路堵塞时车辆排队长度和排队持续时间的计算模型,并用实际例子对该方法的有效性进行验证。关键词道路堵塞;排队长度;持续时间中图分类号:U491文献标志码:ADOI:10.3963/j.cn.4221781.U.2009.S1.011道路堵塞时车辆排队长度和排队持续时间是整理得:交通管理与控制部门制定和实施管理控制措施的vw=vf[1
2、-(η+η)](1)12重要依据,对道路堵塞时车辆排队长度和排队时现假定车流的标准化密度η1,以区间平均速间计算方法进行研究具有重要的实际意义和应用度v1行驶。在交叉口停车线处遇到红灯停,此时价值。η2=1,根据式(1),推导得出停车波模型如下:道路堵塞时交通流的特性分析vA=vf[1-(η1+1)]=-vfη1(2)由于停车而产生的波,以vfη1的速度向后方车流在运行过程中,遇到道路封闭、交通事故传播。经过时间t后,将形成一列长度为vfη1t的时会造成一条或几条车道堵塞,在信号交叉口遇排队车队。到红灯等情况时,车流密度会即时增大,产生与车
3、启动时,k1=kjη1=1流运行方向相反的停车波,形成排队现象。经过v2由v2=vf(1-η2)得η2=1-代入式(1):一段时间后,道路启封,排队的车辆即可启动,车vf流密度就会减小,产生与车流运行方向相反的启vB=vf[1-(1+η2)]=-vfη2=动波,排队的车辆慢慢消散。当启动波的波速值-(vf-v2)=v2-vf≈-vf(3)大于停车波的波速值时,启动波总会在某一时刻、由于v2是刚刚启动时的车速,很小,同vf相某一位置追赶上停车波,启动波与停车波相遇的比可以忽略不计,因此,这列排队等待车辆从开始[122]位置就是排队消散完毕的位
4、置。排队消散完毕启动,启动波以接近vf的速度向后传播。后,车流就会恢复顺畅的交通状态。传统的停车波和启动波模型是在交通波模型的基础上,基于格林希尔治模型推导出来的。分停车波与启动波模型析格林希尔治模型的适用条件可知,模型在通常2.1传统的停车波与启动波模型的交通流密度下与实际交通流状况相符,在交通格林希尔治模型:流密度很大时该模型与实际情况有一定偏差。在ki交通流密度很大时,速度2密度模型可采用格林伯vi=vf1-kj模型。式中:kj为阻塞密度;vf为自由流速度。2.2改进的停车波和启动波模型令ηi=ki,称ηi为标准化密度,则有:格林伯速
5、度2密度模型:kjv′i=vmln(kj/ki)(4)v1=vf(1-η1)v2=vf(1-η2)式中:vm为最佳速度,km/h,即交通流达到通行能代入波速公式:力时的速度。q2-q1k2vf(1-η2)-k1vf(1-η1)vw==对于停车波,令k2=kj,v2=0,由格林伯速度k1-k2k2-k1收稿日期:2008211220修回日期:2009205219作者简介:纪英(1982),工学硕士,助教.研究方向:交通流理论,交通信息,交通组织.E2mail:jiying0805@126.com42交通信息与安全2009年增刊1第27卷总14
6、9期2密度模型结合波速公式有:车流上游最远的排队距离L:q2-q1-k1v1k1vmln(kj/k1)L=
7、v′A
8、tj=
9、v′B
10、ts(10)v′A===k2-k1kj-k1kj-k1(5)算例式中:k1为停车密度。流量为500辆/h、车速为20km/h的车流因式(5)即为采用格林伯速度2密度模型修正的公路与铁路交叉口的栅栏关闭5min而中断,车停车波模型。流达到通行能力时的车速60km/h,栅栏开启后分析车队的启动过程,启动波波阵面后方为车流以1000辆/h的流量通过铁道,速度仍为阻塞密度kj,前方由于车辆刚刚启动,密度仍然20km/h
11、,如果停车排队的车头间距为10m,车流很大,此种条件下应该采用格林伯模型,而不应该上游最远的排队距离和排队持续时间计算结果如采用格林希尔治模型。利用格林伯速度2密度模表1所列。型对启动波模型进行了修正,修正方法同前。此表1道路堵塞时车流上游排队长度及排队持续时间时令k1=kj,v1=0,修正后的模型形式如下:基于改进停车/启动基于传统停车/启动k2vmln(kj/k2)波模型计算结果波模型计算结果v′B=-k(6)排队长度/km6.893.35j-k2持续时间/min156.7式中:k2为启动密度,即车队启动时波阵面前方的从表1中可以看出,
12、基于改进的停车波/启动密度。波模型计算结果比较接近实际情况。从排队持续基于格林伯模型推导得出的停车波和启动波时间来看,基于传统停车波/启动波模型计算得出模型比传统的停车波和启动波
