車道被占用對道路通行影響的研究

肖磊 曹言 鐘麗

摘要：為合理估計車道被占用對城市道路通行能力的影響，從已知視頻數據進行分析，建立道路通行模型，得出事故發生期間道路實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致視頻1事故發生后橫斷面實際通行能力遠低于視頻2的主要原因的結論。

關鍵詞：交通規劃；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、連續性強等特點，車道往往會因為交通事故等原因被占用，從而降低了道路的通行能力。當出現一條車道被占用時，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源于全國大學生數學建模競賽。

一、數據的收集與處理

考慮到不同車輛之間存在的差異，根據《公路工程技術標準》規定，將車統一化成標準車當量，按電瓶車0.5、小客車1.0、大客車2.0進行折算。將事故發生路段的上游定為外車道、中車道和內車道車流量的統計截面。在截面處，選取統計指標包括車輛的標準車當量數、車輛到達時刻、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、控制和環境下，一條車道的橫截面上不考慮服務水平等不相關因素，1小時內能通過的最大車輛數。

理想道路的通行車輛主要針對標準車當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的車距，車與車之間不存在相互干擾的現象。道路基本能力計算公式如下：

（二）理論與實際通行能力

道路理論通行能力是在基本通行能力的基礎上，對不同道路考慮其實際的道路情況和交通狀況，給定相應的修正系數，最后將所給修正系數與基本通行能力相乘，即得到實際道路、交通與一定環境條件下的理論通行能力。在對理論通行能力進行計算時，通常考慮車道寬度、側向余寬和視距不足等六項系數加以修正。由于交通條件的修正系數受車型的影響，因此交通條件修正系數γ6可由下面的公式計算，其中H為大車占流量的比例：

此處，以車道寬度修正系數γ1=0.94；側向余寬的修正系數γ2=1；視距不足修正系數γ3=1；縱坡度修正系數γ4=1；沿途條件修正系數γ5=0.7計算。

實際通行能力Nplk，即 “服務水平”的服務交通量Ys（統計所得的單位時間段內通行輛數）與基本通行能力之比，乘以可能通行能力Ntk所得值，其表達式為：

三、模型求解

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

從圖1可以得出交通事故發生至撤離期間，事故所處橫斷面實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%，遠小于視頻1 的90%。所以，不同車道車流量的差別是導致視頻1事故發生后橫斷面實際通行能力遠低于視頻2的主要原因。

參考文獻：

[1]張曉雨，王穎杰，鮑夢婷，韋才敏.車道被占用對城市道路通行能力的影響[J].汕頭大學學報（自然科學版），2014（03）.

[2]張亞平.道路通行能力理論[M].哈爾濱工業大學出版社，2007.

[3]王建軍.路網環境下高速公路交通事故影響傳播分析與控制[M].科學出版社，2010.

（作者單位：肖 磊，華北理工大學 建筑工程學院；曹言、鐘麗，華北理工大學 機械工程學院）