车道被占用对城市道路通行能力的影响.docx

车道被占用对城市道路通行能力的影响一 问题复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现象。由于城市道路具有交通流密度大、连续性强等特点，一条车道被占用，也可能降低路段所有车道的通行能力，即使时间短，也可能引起车辆排队，出现交通阻塞。如处理不当，甚至出现区域性拥堵。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 问题的分析针对问题一中所要求的事故所处横截面实际通行能力的变化，我们可以考虑事故发生之前、之中和之后的各路口实际通行能力的变化，因此，我们决定根据附件1所给出的视频信息，从中统计出视频中提示120米时刻的车型以及数目，由此再运用excel根据实际通行能力的有关公式计算出直行的实际最大和最小通行能力、右转的实际通行能力以及路口a右转的实际通行能力，从而得到视频1中交通事故发生至撤离期间,事故所处横断面的实际通行能力，并画出折线图即可。 问题二与问题一的求解步骤相同，从附件2的视频中提取出相应的数据，把该数据与问题一相应的数据放在一起进行比较，根据表3中的数据应用excel画出两种情况下的通行能力的折线图，根据图形分析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。 三 模型假设1 设邻近车祸地点的小区路口为路口a,另一个小区路口为路口b，因为路口bd的出车辆很少，所以假设路口b的车流量为0，假设路口a的车流量是稳定的；2 两个附件内的视频拍摄不在同一个时间段内，假设他们发生的时间相对应，在两个时间段内的车流量也考虑成近似相同；3四 符号说明cs11：第一题中的直行车道最大的设计通行能力(pcu/h)；cs12：第一题中的直行车道最小的设计通行能力(pcu/h)；cs2：第二题中的直行车道的设计通行能力(pcu/h)；t：信号灯周期(s)；tg：信号每周期内的绿灯时间(s)；to：绿灯亮后第一辆车启动,通过停车线的时间（s）,一般采用2.3 s； ti1：第一题中直行或右行车辆通过停车线的平均时间(s/pcu)；ti2：第二题中直行或右行车辆通过停车线的平均时间(s/pcu)；11：第一条车道对应通行能力的最大折减系数；12：第一条车道对应通行能力的最小折减系数；2：车道宽度对应的通行能力折减系数；3：第三条车道对应的通行能力折减系数；n1:第一题中120米内的总车数；n11:第一题中120米内的大型车的数量；n12:第一题中120米内的中型车的数量；n13：第一题中120米内的小型车的数量；n2: 第二题中120米内的总车数；n21：第二题中120米内的大型车的数量；n22:第二题中120米内的中型车的数量；n23：第二题中120米内的小型车的数量；t3：交通事故持续的时间；l：车头间距；s0：初始的排队长度；st1：最长的排队长度；st2：最短的排队长度；q：路段上游的车流量；五 模型的建立与求解问题一：在交通事故发生前，道路具有正常的通行能力，在交通事故撤离之前，通行能力会随着红绿灯、临近下班的高峰期而变化。在城市主干道,一般越靠近路中心线的车道,通行能力为最大，第三条车道的折减系数假设1. 00,第二条车道的折减系数为0.800.89，第一条车道的折减系数为0.65 0 .78。车道宽度路段对通行能力的影响，道路的通行能力c是车道宽度 b 的函数。车道宽度 b3.50m 时,不影响通行能力；当 b3.5 0 m 时,则车速下降, 通行能力减小( 见表1)。表1：根据车道宽度 b 的通行能力折减系数车道宽度 b/ m通行能力折减系数3.501.003.250.943.000.852.750.77所以2为0.94。直行车道的最大通行能力计算公式为：cs11 =3600ttg-toti1+1 11*2（1）；直行车道的最小通行能力计算公式为：cs12 =3600ttg-toti1+1 12*2（2）在交通量调查中，应按不同车型进行交通量分类统计。为准确衡量道路的通行能力，还需要把不同车型的交通量算为标准车的交通量，根据附件一统计出120米内大型车、中型车和标准车的比值，然后都转换成标准车计算ti: ti1=n11*2+n12*1.5+n13*1n1*2.3 (3)根据从视频中采集的数据和公式（1）（2）（3）计算出直行车道的最大通行能力cs11和最小通行能力cs12，并绘制成表2，再根据表2应用excel画出折线图如下：图一 通行能力的变化问题二： 与问题一的求解相同，直行车道的通行能力计算公式为：cs0=3600ttg-toti+1 2 *3 （4），在问题一中提到第三条车道的折减系数3假设为1. 00，根据附件二统计出120米内大型车、中型车和标准车的比值，然后都转换成标准车计算ti2: ti2=n21*2+n22*1.5+n23*1n2*2.3 (5)根据从视频中采集的数据和公式（4）（5）计算出实际通行能力cs0，并绘制成表3，再根据表3应用excel画出折线图如下：图二 题一与题二对照的通行能力变化一般越靠近路中心线的车道,通行能力为最大，由图二可看出当第一车道和第二车道被堵上之后，虽然对实际通行能力产生了影响，但是拥挤情况没有第二车道和第三车道被堵上是那么明显。问题三：当两辆车发生车祸时，就会完全占用两条车道，仅剩一条车道通行，所以车道的通行能力就会减小。从事故发生至事故除期间，上游车由高速低密的畅通状态转变为低速高密的状态，而造成堵车现象，并以一定的速度向车队的后方延伸达到最远处。车辆排队长度等于初始的排队长度加上路段上游车的数量减去路段下游疏散掉的车辆数量与车头间距的乘积，因为第一车道对应的折减系数是一个范围，所以分别对最大的折减系数与最小的折减系数的情况进行计算即：最长的排队长度st1=s0+q*t3-0tcs11*t3dt3600*l/3；最短的排队长度st2=s0+q*t3-0tcs12*t3dt3600*l/3； 六 模型的评价七 模型的改进八 参考文献参考文献按正文中的引用次序列出，其中书籍的表述方式为：编号 作者，书名，出版地：出版社，出版年。参考文献中期刊杂志论文的表述方式为：编号 作者，论文名，杂志名，卷期号：起止页码，出版年。参考文献中网上资源的表述方式为：编号 作者，资源标题，网址，访问时间（年月日）。杨开春, 段胜军, 许迅雷，城市道路交叉口通行能力的分析与应用，西安文理学院学报(自然科学版)，第8 卷第4期20页，2005 年10月九 附录问题一：表2：交通事故发生至撤离期间通行能力的变化时间横截面1实际最小通行能力横截面1实际最大通行能力16:42:32582.58679.1016:42:46543.66632.4016:47:50611.52713.8216:50:42634.67741.6016:51:44629.33735.1916:52:46594.98693.9816:54:03609.62711.54问题二：表3：题一与题二对照的通行能力变化时间序号横截面1实际最大通行能力横截面1实际