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【摘要】由于城市道路交通流密度大,车道被占用会降低道路横截面的通行能力,从而导致交通阻塞。针对车道被占用的问题,首先根据交通工程学理论和通行能力修正系数,推导出实际通行能力的计算公式;其次以交通波理论为基础,构建了一个在交通事故影响下的车辆排队长度与实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的关系模型。文章中使用的方法和研究的结果具有一定的科学性,为城市道路交通管理部门的决策提供科学依据。
【关键词】城市交通;车道占用;实际通行能力;交通波理论
因城市交通事故而占用车道,会导致单位时间内通过道路横截面的车辆数下降,即道路的实际通行能力下降。由于城市道路交通流密度大、连续性强,车道被占用可能会导致路段所有车道的实际通行能力下降,从而引起车辆排队,造成出现交通阻塞。所以,本文所研究的内容具有一定的实际意义和应用价值[1]。
本文数据来源于2013年全国大学生数学建模竞赛A组题目所提供的道路事故监控视频。对于视频中交通事故发生至撤离期间,根据MATLAB进行大量的数据挖掘,得出了实际通行能力的计算公式,并且结合交通波理论建立了车辆排队长度与实际通行能力、事故持续时间、上游车流量间的关系模型。
模型假设
造成城市道路堵塞只与交通事故有关,不考虑其他因素对交通状况的影响;
交通事故导致的交通阻塞不会影响上游路口的车流量;
不考虑该路段车辆路边临時停车对交通流的影响;
只考虑四轮及以上机动车、电瓶车的交通流量;
由于车本身具有宽度以及车道宽度限制,停车时不存在车辆之间的相互穿插。
实际通行能力的计算公式
基于交通波理论的道路通行能力模型
交通事故造成了事故横截面处车辆的拥堵,依据车流波动理论,结合流体力学的基本理论,根据流体的连续性方程,建立车流的连续性方程,进而挖掘出车流量与密度、速度之间的关系[4]。
结语
本文根据交通工程学理论和通行能力修正系数,推导出道路实际通行能力的计算公式。同时以交通流理论为基础,结合实测数据,建立了一个在交通事故影响下的车辆排队长度与实际通行能力、事故持续时间、上游车流量四者之间的数学模型。由于考虑范围不全,仅仅根据视频中进行了实际通行能力的测量,并没有结合到车速大小、车道车辆的排队长度、不同车种类在该车道的分配等等,与实际问题还是存在一定误差。
本文所建立的模型为交通事故下道路的实际通行能力提供一定的参考价值,为以后的复杂交通流预测奠定了基础,同时为我国的城市道路交通控制和事故处理提供了重要的科学依据[5]。
参考文献:
[1] 郑松竺,徐雅琳,李梦思. 基于交通流理论的道路实际通行能力模型[J]. 中国传媒大学学报,2014(04):42-46.
[2] 贾晓敏. 城市道路通行能力影响因素研究[D]. 西安:长安大学,2009:21-24.
[3] 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[J]. 西安文理学院学报,2005,8(04):20-23.
[4] 杨少辉,王殿海,董斌等. 应用交通波理论分析城市快速交通流特性[J]. 可持续发展的中国交通,2005(03):280-282.
[5] 刘强,陆化普,张永波等. 我国道路交通事故特征分析与对策研究[J]. 中国安全科学学报,2006,16(06):123-128.
【关键词】城市交通;车道占用;实际通行能力;交通波理论
因城市交通事故而占用车道,会导致单位时间内通过道路横截面的车辆数下降,即道路的实际通行能力下降。由于城市道路交通流密度大、连续性强,车道被占用可能会导致路段所有车道的实际通行能力下降,从而引起车辆排队,造成出现交通阻塞。所以,本文所研究的内容具有一定的实际意义和应用价值[1]。
本文数据来源于2013年全国大学生数学建模竞赛A组题目所提供的道路事故监控视频。对于视频中交通事故发生至撤离期间,根据MATLAB进行大量的数据挖掘,得出了实际通行能力的计算公式,并且结合交通波理论建立了车辆排队长度与实际通行能力、事故持续时间、上游车流量间的关系模型。
模型假设
造成城市道路堵塞只与交通事故有关,不考虑其他因素对交通状况的影响;
交通事故导致的交通阻塞不会影响上游路口的车流量;
不考虑该路段车辆路边临時停车对交通流的影响;
只考虑四轮及以上机动车、电瓶车的交通流量;
由于车本身具有宽度以及车道宽度限制,停车时不存在车辆之间的相互穿插。
实际通行能力的计算公式
基于交通波理论的道路通行能力模型
交通事故造成了事故横截面处车辆的拥堵,依据车流波动理论,结合流体力学的基本理论,根据流体的连续性方程,建立车流的连续性方程,进而挖掘出车流量与密度、速度之间的关系[4]。
结语
本文根据交通工程学理论和通行能力修正系数,推导出道路实际通行能力的计算公式。同时以交通流理论为基础,结合实测数据,建立了一个在交通事故影响下的车辆排队长度与实际通行能力、事故持续时间、上游车流量四者之间的数学模型。由于考虑范围不全,仅仅根据视频中进行了实际通行能力的测量,并没有结合到车速大小、车道车辆的排队长度、不同车种类在该车道的分配等等,与实际问题还是存在一定误差。
本文所建立的模型为交通事故下道路的实际通行能力提供一定的参考价值,为以后的复杂交通流预测奠定了基础,同时为我国的城市道路交通控制和事故处理提供了重要的科学依据[5]。
参考文献:
[1] 郑松竺,徐雅琳,李梦思. 基于交通流理论的道路实际通行能力模型[J]. 中国传媒大学学报,2014(04):42-46.
[2] 贾晓敏. 城市道路通行能力影响因素研究[D]. 西安:长安大学,2009:21-24.
[3] 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[J]. 西安文理学院学报,2005,8(04):20-23.
[4] 杨少辉,王殿海,董斌等. 应用交通波理论分析城市快速交通流特性[J]. 可持续发展的中国交通,2005(03):280-282.
[5] 刘强,陆化普,张永波等. 我国道路交通事故特征分析与对策研究[J]. 中国安全科学学报,2006,16(06):123-128.