基于路邊停車的路段通行能力研究

何雅琴, 李 杰

(1.華中科技大學 土木工程與力學學院， 湖北 武漢 430074;2.武漢科技大學 汽車與交通工程學院， 湖北 武漢 430081)

隨著城市化和機動化進程加快，我國城市交通需求發生了前所未有的增長，交通供需矛盾致使交通擁堵問題日益突出，道路擁堵的根本成因是交通需求超過了交通供給[1]，而通行能力又是表征交通供給的最主要的指標之一。

城市道路規劃設計時所采用的通行能力是利用通行能力模型計算得到。但是，以往計算公式只考慮了車道寬度、車道數、交叉口控制方式及自行車的影響折減[2]，而沒有考慮實際運行中道路上的虛擬瓶頸對通行能力的影響[3]，諸如路邊停車，直線式公交停靠站等，使得公式計算的通行能力和實際通行能力不符。因此，本文旨在考慮路邊停車對道路通行能力的影響，嘗試對路段通行能力模型進行修正。

1 路邊停車對道路交通流的影響

路邊停車是指占用道路紅線范圍內的道路停車，分為占用機動車道停車和占用非機動車道停車兩種[4]，本文只針對占用機動車道停車進行研究。路邊停車會占用一定長度和寬度的道路，使可利用的車道數減少，同時車輛停放后的側向凈寬也會影響車輛正常行駛。另外車輛進出泊位對路段交通流產生干擾，使車速降低[5,6]。這些影響都會造成路段通行能力的降低。不同的停放方式占用的道路寬度及側向凈寬也不同，由于平行式停放方式占用道路寬度最小，也是最常見的一種停放方式，因此，本文只針對平行式停放方式的情況展開研究。

2 基于路邊停車的路段通行能力建模

路段通行能力是指單位時間能通過道路某斷面的最大車輛數[7]，當存在路邊停車時，路段通行能力可以用下式表示：

Na=N0·F

式中，Na為有路邊停車時路段通行能力；N0為無路邊停車時路段通行能力；F為路邊停車對通行能力的折減系數；

F=f(γ,δ,α)=γ·δ·α

式中，γ為停車后剩余車道數對通行能力的修正系數；δ為車道寬度及側向凈寬對通行能力的修正系數；α為車輛進出泊位對通行能力的修正系數。

2.1 停車后剩余車道數對通行能力的修正系數

停車帶占用最邊側車道，使得能利用的車道數發生變化，從而導致道路通行能力的變化[8]，由于不同的車道利用率不一樣，一般靠近中心線的車道利用系數最高，最右側車道利用系數最低，因此，停車后剩余車道數對通行能力的影響系數可以用車道數修正系數的變化即停車前后車道數修正系數的比值來進行確定。

式中，nN為無路邊停車時的車道數修正系數；nN′為有路邊停車時的車道數修正系數。車道數修正系數如表1所示[9]。

表1 車道數修正系數采用值

2.2 車道寬及側向凈寬對通行能力的影響系數

側向凈寬是指車道外邊緣與路側障礙物(路邊停放的車輛)之間的橫向距離[10]。這里則指次右側車道外邊緣與停放車輛左邊廓之間的橫向距離。當路邊停車造成側向凈寬不足時，駕駛員會感到不安全，從而減速，偏離車道線，減少了道路的有效寬度，這將對車道的通行能力產生不利影響，修正系數見表2[9]。

表2 車道寬度及側向凈寬對通行能力修正系數

注：車道寬度則指與停車占用車道相鄰的車道(次右側車道)的寬度。

2.3 車輛進出泊位對通行能力的修正系數

首先，假設車輛進出泊位只對次右側車道行駛的車輛有影響，其他車道行駛車輛不受任何影響。當次右側車道上正在行駛的車輛經過路邊停車帶，遇到車輛進出泊位時，首先會減速或停車進行觀望，待安全后再加速繼續行駛，運行情況見圖1，從而會增加其行程時間，降低道路通行能力。因此，車輛進出泊位對路段通行能力的影響，可以用車輛通過停車帶的相對時間α來表示。

圖1 車輛進出泊位運行情況

首先假設停車帶有N個停車位，停車帶長度為l，車輛正常行駛速度為v，a為制動時平均減速度，b為啟動時平均加速度，Δ為停車等候時間(可以實測得到)。α值可按以下兩種車輛運行情況進行分析。

(1)當路段行駛車輛遇到正在停進或駛出的車輛，需要停車等候一段時間，待安全后再啟動繼續行駛，其行駛情況如圖2所示。

圖2 遇到一次車輛進或出泊位行駛情況

根據上圖可得：

又v2=2al2，v2=2bl3，代入上式可得

式中，t為車輛行駛停車帶距離所用時間(s)，l1為車輛從停車帶起點行駛至遇到進出車輛開始減速時經過的距離(m)，l2為車輛從減速至停車經過的距離(m)，l3為車輛從啟動加速至正常行駛速度時經過的距離(m)，l4為車輛正常行駛至停車帶終點的距離(m)，t1為車輛在距離l1內所用時間(s)，t2為車輛在距離l2內所用時間(s)，t3為車輛在距離l3內所用時間(s)，t4為車輛在距離l4內所用時間(s)。

以上是行駛過程中遇到一輛車進或出泊位。如果遇到兩輛車進或出泊位，假設第二次遇到車進出泊位時加減速度分別為b2，a2，行駛情況如圖3所示。

圖3 遇到兩次車輛進或出泊位行駛情況

根據上圖可得：

假設每次遇到車輛進出泊位時，行駛車輛的加減速度都是一樣的，則有

如果遇到三輛車進或出泊位，則

以此類推，當遇到n輛車進或出泊位時，則有

(2)當路段行駛車輛遇到正在停進或駛出的車輛，不需要停車等候，只需要減速，待安全后再加速繼續行駛，其行駛情況如圖4所示。

圖4 遇到一次車輛進或出泊位行駛情況

正常行駛速度為v，減速至v1，a為制動時平均減速度，b為啟動時平均加速度，則有：

經整理得到

同理，若行駛過程中遇到兩輛車進或出泊位，如圖5所示。第二次遇到車輛進出泊位時加減速度分別為b2，a2，第二次遇到車輛進或出泊位時減速至v2。則有：

圖5 遇到兩次車輛進或出泊位行駛情況

α2′=

假設每次遇到車輛進或出泊位時，平均加減速度一樣，則

如果遇到三輛車進或出泊位，則

α3′=

以此類推，若行駛過程中遇到n輛車進或出泊位，則

αn′=

當v1,v2,…,vn≠0時，Δ=0。當v1,v2,…,vn=0時，Δ取車輛進出泊位總時間一半[7]。

以上分析只考慮一輛車通過停車帶的行駛情況，因此，次右側車道上所有車輛通過停車帶的相對時間應該取每輛車通過停車帶的相對時間的平均值，如下式所示：

式中，(αi)j為第j輛車通過停車帶過程中遇到i輛車進或出泊位。

3 有路邊停車時提高通行能力的措施

由于各種原因路邊停車現象在今后相當長的時期內仍會繼續存在，因此有必要對路邊停車進行科學的設計和管理，以保證和提高道路通行能力。根據前面的分析，提出以下幾點建議：

(1)規范停車行為，減少車輛進出泊位所需的總時間；

(2)盡可能采用平行式停放方式，以減少占用道路有效寬度，增大側向凈寬；

(3)盡量設置港灣式停車帶，以減少車輛在行駛過程中減速或停車次數，從而減少行程時間；

(4)加強交通管理，減少路邊違章停車，以減少對動態交通的干擾。

4 結 語

本文在分析路邊停車對通行能力的影響的基礎上，構建了通行能力模型，并對模型中的三個修正系數進行求解，重點建立了車輛進出泊位對通行能力修正系數模型。最后，針對路邊停車提出了提高通行能力的幾點建議。這些研究可以為路邊停車的規劃、設計及管理以及路段通行能力及服務水平分析提供一定的理論依據，并且為其他的路段虛擬瓶頸對通行能力影響分析提供借鑒。不足之處在于，本模型的建立只是考慮次右側車道上行駛的車輛所受到的影響，是一種理想狀況，與實際不符，因此，具有一定的局限性，且模型建立過程中，一些參數是假設的，是從理論上進行建模，應用有效性還有待進一步的驗證。

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