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摘 要：车道被占用将导致车道或道路横断面通行能力降低，影响道路的通行质量。为此，研究了在交通事故情况下，车道被占用对城市道路实际通行能力的影响，首先通过观察案例视频，统计交通事故所占车道不同对道路实际通行能力影响的数据，并用MATLAB软件对缺失值进行处理，然后运用独立样本t检验分析出不同车道的占用对道路交通能力具有显著性差异。
关键词：车道占用；t检验；正态分布检验；MATLAB
中图分类号：TB
文献标识码：A
doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2017.08.091
1 引言
在城市道路发展过程中，交通环境成为民生的热点问题，由于我国城市交通系统建设较为落后，交通问题成为诸多城市的发展瓶颈。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內降低的现象。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。若处理不当，甚至出现区域性拥堵。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。
2 符号说明
3 模型假设
（1）堵车期间该路段没有其他交通事故发生。
（2）交通事故导致的交通阻塞不会影响上游路口的车流量。
（3）假设除了交通是对通行能力的影响外其他因素的影响忽略不计。
4 基于统计理论的实际交通通行能力的计算
本文所采用数据为全国大学生数学建模竞赛2013年A题，在视频的开始，道路没有事故发生，车辆均行驶通畅，没有发生拥堵现象。之后事故发生，完全的占据了两条车道，视频1中事故占据了车道二和车道三，为了更好的理解道路事故发生点，我们给出其示意图1。
通行能力是指道路设施所能疏导交通流的能力。实质上是道路负荷性能的一种量度，它既反映了道路疏通交通的最大能力，也反映了在规定特性前提下，道路所能承担车辆运行的极限值。观察视频我们发现事故发生时道路接近于饱和状态，因此，我们用实际交通事故发生处横断面上的单位时间内通过的标准车辆数代替实际通行能力。据此我们得出如下计算公式：
N=P30·60（1）
由于不同种类的车型对于道路交通压力的贡献大小不一样，并且不同种类的车型运输的客运量也不同，我们对过往各个路口与事故横截面的车辆进行了分类记录。我们将所有车型分成了三类，分别为小轿车、大型车、电瓶车。通过统计计算单位时间内通过道路某一横截面的标准车当量的多少来确定道路的通行能力，通过文献查询，车辆折算系数如表2。
4.1 视频数据的整理
对于统计数据的规则，取事故发生横断面中间为准线，作垂直于道路的直线（实际统计是用眼估计此直线位置），从16：42：32开始每30s统计通过直线（车身一半经过此直线的车算通过此直线）的小轿车、电动车（包括自行车）、公交车的数量，到17：03：50结束，共32组数据。部分数据如表3所示。
4.2 视频数据的预处理与分析
由于视频1存在多处跳跃阶段，我们需要把缺失的数据进行补齐，由于事故发生前和事故撤离后不在我们分析的范围内，所以这段时间的数据可以暂时不做处理，根据表3数据，我们画出了实际通行能力的频数分布直方图如图2所示。
观察图2和图3，图2的数据分布近似呈正态分布，为了检验是否服从正态分布，我们用MATLAB对数据进行了正态性检验，根据图3，我们看到数据分布近似在一条直线上，因此，视频1中事故发生至撤离阶段的实际通行能力是服从正态分布的。对于缺失的数据我们采用正态分布产生随机数来补齐缺失的数据。对于补齐后的数据利用MATLAB软件进行绘制图形，得到事故发生至撤离期间的实际通行能力的变化过程如图4。
对于视频2中所示的交通事故，它与视频1中的事故发生地点在同一路段的同一横截面处，唯一的区别在于事故所处的车道不同，因此采用与第一问类似的方法，得到相应的道路通行能力的计算结果，根据完整的数据，计算出交通事故发生时的横断面通行能力，得到视频2事故所处横断面实际通行能力的变化过程如图5所示。
通过MATLAB计算可得视频2中的数据也近似服从正态分布。由于视频1和视频2的数据都服从正态分布，要分析不同车道被占后对该横断面实际通行能力影响的差异，我们选择对视频1和视频2事故排队阶段的实际通行能力作差异显著性分析。
4.3 基于双总体t检验的差异性比较模型
在进行双总体t检验前，首先要提出无效假设与备择假设，再进行检验。
通过MATLAB计算得到单侧检验的ρ值为0.000669，在显著性水平α为0.05的条件下，则拒绝原假设，认为两组实际通行能力是有很大显著性差异的。
5 总结
本文主要考虑了车道被占用对城市道路通行能力的影响，通过上述分析，我们可得出事故发生后，车道占用不同对城市道路通行能力的影响也是不同的，其主要结论对城市交通的启示作用有：
（1）合理规划车道，将非机动车道与机动车道用绿化带分开。若仅用车道线将机动车道与非机动车道进行划分，则驾驶员在行驶过程出于对行人安全的考虑，使得右侧车道的机动车行驶缓慢，容易造成车速降低，发生车辆集结，从而导致道路实际通行能力降低。
（2）做好对道路的定时监测，对于车流量、车流密度较大的路段，要进行道路交通拥堵预警，通过实时信息反馈，提示驾驶员绕行。
参考文献
[1]百度文库.车辆折算系数[EB/OL].http：//wenku.baidu.com/view/3a9f8aed5ef7ba0d4a733b0b.html.
[2]程国柱，刘博通，马亚峰.破损路面对城市道路路段通行能力的影响[J].城市交通，2012，10（2）：68-74.
关键词：车道占用；t检验；正态分布检验；MATLAB
中图分类号：TB
文献标识码：A
doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2017.08.091
1 引言
在城市道路发展过程中，交通环境成为民生的热点问题，由于我国城市交通系统建设较为落后，交通问题成为诸多城市的发展瓶颈。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內降低的现象。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。若处理不当，甚至出现区域性拥堵。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。
2 符号说明
3 模型假设
（1）堵车期间该路段没有其他交通事故发生。
（2）交通事故导致的交通阻塞不会影响上游路口的车流量。
（3）假设除了交通是对通行能力的影响外其他因素的影响忽略不计。
4 基于统计理论的实际交通通行能力的计算
本文所采用数据为全国大学生数学建模竞赛2013年A题，在视频的开始，道路没有事故发生，车辆均行驶通畅，没有发生拥堵现象。之后事故发生，完全的占据了两条车道，视频1中事故占据了车道二和车道三，为了更好的理解道路事故发生点，我们给出其示意图1。
通行能力是指道路设施所能疏导交通流的能力。实质上是道路负荷性能的一种量度，它既反映了道路疏通交通的最大能力，也反映了在规定特性前提下，道路所能承担车辆运行的极限值。观察视频我们发现事故发生时道路接近于饱和状态，因此，我们用实际交通事故发生处横断面上的单位时间内通过的标准车辆数代替实际通行能力。据此我们得出如下计算公式：
N=P30·60（1）
由于不同种类的车型对于道路交通压力的贡献大小不一样，并且不同种类的车型运输的客运量也不同，我们对过往各个路口与事故横截面的车辆进行了分类记录。我们将所有车型分成了三类，分别为小轿车、大型车、电瓶车。通过统计计算单位时间内通过道路某一横截面的标准车当量的多少来确定道路的通行能力，通过文献查询，车辆折算系数如表2。
4.1 视频数据的整理
对于统计数据的规则，取事故发生横断面中间为准线，作垂直于道路的直线（实际统计是用眼估计此直线位置），从16：42：32开始每30s统计通过直线（车身一半经过此直线的车算通过此直线）的小轿车、电动车（包括自行车）、公交车的数量，到17：03：50结束，共32组数据。部分数据如表3所示。
4.2 视频数据的预处理与分析
由于视频1存在多处跳跃阶段，我们需要把缺失的数据进行补齐，由于事故发生前和事故撤离后不在我们分析的范围内，所以这段时间的数据可以暂时不做处理，根据表3数据，我们画出了实际通行能力的频数分布直方图如图2所示。
观察图2和图3，图2的数据分布近似呈正态分布，为了检验是否服从正态分布，我们用MATLAB对数据进行了正态性检验，根据图3，我们看到数据分布近似在一条直线上，因此，视频1中事故发生至撤离阶段的实际通行能力是服从正态分布的。对于缺失的数据我们采用正态分布产生随机数来补齐缺失的数据。对于补齐后的数据利用MATLAB软件进行绘制图形，得到事故发生至撤离期间的实际通行能力的变化过程如图4。
对于视频2中所示的交通事故，它与视频1中的事故发生地点在同一路段的同一横截面处，唯一的区别在于事故所处的车道不同，因此采用与第一问类似的方法，得到相应的道路通行能力的计算结果，根据完整的数据，计算出交通事故发生时的横断面通行能力，得到视频2事故所处横断面实际通行能力的变化过程如图5所示。
通过MATLAB计算可得视频2中的数据也近似服从正态分布。由于视频1和视频2的数据都服从正态分布，要分析不同车道被占后对该横断面实际通行能力影响的差异，我们选择对视频1和视频2事故排队阶段的实际通行能力作差异显著性分析。
4.3 基于双总体t检验的差异性比较模型
在进行双总体t检验前，首先要提出无效假设与备择假设，再进行检验。
通过MATLAB计算得到单侧检验的ρ值为0.000669，在显著性水平α为0.05的条件下，则拒绝原假设，认为两组实际通行能力是有很大显著性差异的。
5 总结
本文主要考虑了车道被占用对城市道路通行能力的影响，通过上述分析，我们可得出事故发生后，车道占用不同对城市道路通行能力的影响也是不同的，其主要结论对城市交通的启示作用有：
（1）合理规划车道，将非机动车道与机动车道用绿化带分开。若仅用车道线将机动车道与非机动车道进行划分，则驾驶员在行驶过程出于对行人安全的考虑，使得右侧车道的机动车行驶缓慢，容易造成车速降低，发生车辆集结，从而导致道路实际通行能力降低。
（2）做好对道路的定时监测，对于车流量、车流密度较大的路段，要进行道路交通拥堵预警，通过实时信息反馈，提示驾驶员绕行。
参考文献
[1]百度文库.车辆折算系数[EB/OL].http：//wenku.baidu.com/view/3a9f8aed5ef7ba0d4a733b0b.html.
[2]程国柱，刘博通，马亚峰.破损路面对城市道路路段通行能力的影响[J].城市交通，2012，10（2）：68-74.