通行能力分析（精选12篇）
通行能力分析 篇1
1引言
平面交叉口是车辆、行人汇聚、转向和疏散的必经之地,是道路交通的咽喉,同时是交通阻塞和事故的多发地。在道路交叉口交通流量不大时,交叉口的通行秩序可以由交通主体自行组织,此时交叉口交通流运行顺畅,服务水平较高;当交叉口的交通量达到一定限度时,可以通过设置交通信号加以组织疏导,提高交叉口的通行能力和服务水平;如果交叉口交通量很大,无法通过信号控制提高交叉口的通行能力,需要设置立体交叉来解决平面交叉口通行能力不足的问题。目前中国交叉口延误占总延误的比例高达80%以上,由此可见,交叉口通行能力的分析与研究十分重要。
2概况
224省道昆山北段位于昆山城区北部,采用主辅路断面,主路双向六车道,辅路双向两车道,外侧增设非机动车道。为昆山市往北方向重要的出城道路,路段交通量较大,相交道路较多。因此,交叉口通行能力对于全线通行能力及服务水平影响较大,本次以224省道昆山北段与城北路交叉口为例,对信号交叉口通行能力进行分析与评价,为交叉口设计方案提供一定的支撑。
①交叉口平面布置方案如图1所示。
②交叉口采用固定周期式信号控制方式,采用四相位信号控制方案,如图2所示。
③交叉口预测高峰小时交通量如图3所示。
3信号交叉口通行能力计算方法
目前计算信号交叉口通行能力的方法较多,主要有美国的饱和流率模型、《城市道路设计规范》中介绍的方法、停车线法、冲突点法等。本次研究采用《城市道路设计规范》中介绍的方法对该交叉口通行能力进行分析。
3.1 通行能力计算方法
交叉口入口车道的设计通行能力等于各车道设计通行能力之和。
3.1.1 各种直行车道的设计通行能力
①直行车道设计通行能力计算公式
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式中:Ns——一条直行车道的设计通行能力(pcu/h);
tc——信号周期(s);
tg——信号周期内的绿灯时间(s);
t1——变为绿灯后第一辆车启动并通过停止线的时间(s);
tis——直行或右行车辆通过停止线的平均间隔时间(s/pcu);
φs——直行车道通行能力折减系数。
②直右车道设计通行能力计算公式
Nsr=Ns
式中:Nsr—— 一条直右车道的设计通行能力(pcu/h);
③直左车道设计通行能力计算公式
Nsl=Ns(1-β′1/2)
式中:Nsl—— 一条直左车道的设计通行能力(pcu/h);
β′1——直左车道中左转车所占比例。
④直左右车道设计通行能力计算公式
Nslr=Nsl
式中:Nslr—— 一条直左右车道的设计通行能力(pcu/h);
3.1.2 进口道设有专用左转与专用右转车道
①进口道设计通行能力计算公式
Nelr=∑Ns/(1-βl-βr)
式中:Nelr——设有专用左转与专用右转车道时,本面进口道的设计通行能力(pcu/h);
∑Ns——本面直行车道设计通行能力之和(pcu/h);
βl——左转车占本面进口道车辆的比例;
βl——右转车占本面进口道车辆的比例;
②专用左转车道设计通行能力计算公式
Nl=Nelr·βl
式中:Nl——专用左转车道的设计通行能力(pcu/h);
③专用右转车道设计通行能力计算公式
Nr=Nelr·βr
式中:Nr——专用右转车道的设计通行能力(pcu/h);
3.1.3 进口道设有专用左转车道而未设专用右转车道时,专用左转车道的设计通行能力计算公式
Nl=Nel·βl
Nel=∑Nsr/(1-βl)
式中:Nel——设有专用左转车道时,本面进口道设计通行能力(pcu/h);
∑Nsr——本面直行车道及直右车道设计通行能力之和(pcu/h);
3.1.4 进口道设有专用右转车道而未设专用左转车道时,专用右转车道的设计通行能力计算公式
Nr=Ner·βr
Ner=∑Nsl/(1-βr)
3.2 交叉口延误计算方法
①各车道延误可用下式计算
undefined
式中:d—— 各车道没车平均信控延误(s/pcu);
d1—— 均匀延误,即车辆均匀到达所产生的延误(s/pcu);
d2—— 随机附加延误,即车辆随机到达并引起超饱和周期所产生的附加延误(s/pcu);
C—— 周期时长(s);
λ—— 所计算车道的绿信比;
x—— 所计算车道的饱和度;
CAP——所计算车道的通行能力(pcu/h);
T—— 分析时段的持续时长(h);
e—— 单个交叉口信号控制类型校正系数。
②各进口车道的平均信控延误,按该进口道中各车道延误的加权平均数估算
undefined
式中:dA—— 进口道A的平均信控延误(s/pcu);
di—— 进口道A中第车道的平均信控延误(s/pcu);
qi —— 进口道A中第车道的小时交通量换算为其中高峰15的交通流率 (辆/15min)。
③整个交叉口的平均信控延误,按该交叉口中各进口道延误的加权数估算
undefined式中:dl—— 交叉口每车的平均信控延误(s/pcu);
qA—— 进口道A的高峰15交通流率(辆/15min)。
4计算结果分析与评价
根据该交叉口布设、预测高峰小时交通量及信号灯控制方案等,运用以上方法计算该交叉口通行能力为9696pcu/h。在分析交叉口通行能力的基础上,采用交叉口延误指标来对交叉口的服务水平进行评价,得出采用该平面交叉布设方案时该信号控制交叉口的延误时间及服务水平,如表1所示。
由以上结果可以看出,北进口及南进口延误相对较长,整个交叉口的延误时间为18.03 s/pcu,服务水平为B级,满足交叉口服务水平要求。
5结束语
随着经济的快速发展及机动车拥有量的不断增加,道路拥挤现象将渐趋明显,而交叉口是道路通行能力的瓶颈所在。因此,对交叉口通行能力的分析及评价是交叉口设计方案的关键所在。本文通过对信号控制交叉口进行通行能力分析与评价,确保了交叉口通行能力及服务水平能够满足未来道路出行的需求,为交叉口设计方案提供了数据的支撑与指导。
摘要：平面交叉口是道路通行能力的瓶颈所在。文中对信号交叉口进行通行能力分析与评价,确保了交叉口通行能力及服务水平能够满足未来道路出行的需求,对信号交叉口设计方案有着重要的意义。
关键词：信号交叉口,通行能力,延误
参考文献
[1]交通管理与控制[M].北京:人民交通出版社,2008,5.
[2]信号交叉口通行能力算法考量[J].交通标准化,2006,(06).
通行能力分析 篇2
*■目：m44#№女：￡i口4#№女
道路№行能力是指在特定∞变a条件、道路条件&^为度■标准T单位时间艇№过的最大交通t。在盘通规划过#中，通行能力参数在科学地进行路目规划，眦Ⅱ对做好的方案∞评价中.起到|E常t要的作用。
根据道路方式不目，只*为机动车道、非机动车道、^行道的№行能力，其中机动车谨R报据道路等级划*为高速*路、快速路、主十道、支路等等。本文分剐讨&各种谨龉的通行能力。
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2目能通行能力
日能进行能力是指在通常的道路空a条件T.单位H间内通过道路一缶车道或某断Ⅲ∞A大日能车辆数。
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可能通行能力fw山)cD;3600/h，其
中.k为连续小客车车流￥均车头时距
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3∞0(辆k).a临界问隙时问fs)f6-88或5.7s).B――攻｝道t车辆问的最小车头时%{3§或5s)。
"形交卫口的通行能力的计算方F在常规#空的A行能力计算中鞍著名的和使月较广泛的公式沃尔卓普。式
设计№行能力是指道路交通的i行状态保持在某一设计的服务水平时，道路±某一路段的通行能力。
单荣车道设计通行能力日由T或计
机动车道的a行能力太致日分∞i{i奠x口的路段通行能，].埘Ⅱ空x口∞通行能^。
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类幕数，不同道路的丹娄系数ⅢT表I
多车道的通行能力Ⅱ要考露变换车道的影响，目&其*式为
I*{空路段的№行能力
111§本通行能力
基本a行能力%指道踌与交通处于4想情aT.每一条车道f或每呆道路)在单位时间内能昭通过的最大空№i。
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其中Ⅱ.*m自车道单向通行能力折藏%教。T同车道数目的折毓系数见
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l2有平变薅段的通行能力
Qd354W(】+钊1一细1+?)
其中，0。为空*段±最大通行能力{辆m】，I为盘织段长度(m】.w为交织段宽度(m｝，c为环Ⅳ道路口…道白勺平均宽度fm)，p为变毁段内奎织车辆与全部车辆±&(%】。
摹本№行能力I：l{=360叭F100mm其中v――行车速度C
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k――车头最小时距(s)，k――车头目
此处通行能力指的是设计№行
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探索与研究
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一条T受平面室X口影响的.、连续通行的车谨，路段可能通行能力可以接T式计算-
一条不受平Ⅲ交Z口影响的、连续通行的车道+黯段设计通行能力目以按T盏计算
地道的设计通行能力见表3-
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其中，a自为自行车道的分粪系数，3^#道
^行道、^行横道、^行*桥、^行
车文参贿目内外刊物与书格，从谨路方式、道路等级、通行能力定R等不同
Nsk=3600测，If∞自m5｝
其中，l为连续车流通过观测断Ⅲ的时间段，N测为在｝时间内通过观蒲断面白勺自行车车辆数，u自为自行车道路面宽度。
09。
方面系统地分析7道路通行能力计算公
式。在项目规划研究、软件使用等方面臭有现实意R。闻
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快速路、主干路为0.8，次干路、支踏为
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阿联酋航空启用中国首条A380定期航线
总部位于迪拜∞目际航空公司阿联酋航空(下称”阿航”)Ⅲ式在其北京航线执、空客A380客机。伴随阿航
目目机场起1，次日清晨04：20、抵迪拜国际机场n航站楼。
目前，阿航在上海、北京和香港分别运营每日月班直1
EK306航班顺利抵达北京首都国目机场T3航站楼，中国首
条A380定期航线E式启用。
这架拥有517个座位白勺A3801机将执1现有的EK，06，307航班。EK
306将于每日｝晨04：】0从迪拜机场
迪拜的航班，以殛每日一班广“直1迪拜的航班。此外，阿
航目前B有II架^3鲫投^《营，执、迪拜i英目伦敦希
思，、法目B黎藏高乐、加拿太多伦多、韩国首尔、牵目曼谷、中目北京、沙特阿拉伯吉选、澳大利Ⅱ悉尼和新女兰奥
克=等目的地。M
起、.;日T午15IO抵选中国北京首都国际机场竹航
站栏.4程航班EK
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城市道路动态通行能力模型 篇3
摘要：运用数学建模的相关知识，综合考虑车流密度、车辆行驶速度、因突发情况导致车道占用时长不定等多种因素，建立城市道路动态通行能力模型，为城市交通管理规划提供理论基础。
关键词：通行能力、中值检测、神经网络、遗传算法
中图分类号：U491.114 文献标志码：A
0 引言
当今世界，随着经济社会的不断发展，城市里人们的数量逐渐增长，车道上机动车的数目也随之日益增加，有时由于交通事故、信号灯时长等原因，便会导致车道被占用，从而引起交通的拥堵。当交通堵塞发生时，我们该如何应对？目前，由于道路通行能力所涉及的交通流的复杂性，传统的交通流模型以概率论和微积分为代表的数学思想为基础，其限制条件极为苛刻，很难拟合现实中灵活多变的道路通行状况。研究城市道路的通行能力成为了一项热门的话题，本文基于2013年全国数学建模大赛所提供的数据视频，利用边缘滤波、遗传算法优化后的BP神经网络等一系列建模思想展开分析与论述，力求为交通管理部门提供一份可靠满意的答卷。
1 建模准备
1.1模型假设
（1）视频提供信息真实可信，司机不存在醉驾的情况。
（2）假设只有电瓶车、小轿车和客货车。
（3）车身只要有超过一半通过横截面就算一个.
1.2图像处理
由于拍摄角度、相机像素等原因，使得视频画质不够清晰，所以我们需要对图像进行处理，首先我们利用rgb2gray函数将真彩色图像转化为灰度图像，再采用histep函数进行直方图均衡化，增强了图像的对比度，为了使图像更清晰，我们先加入椒盐噪声，之后使用medfilt2函数进行中值滤波，有效地控制住噪声，使得图像轮廓及边缘不被破坏，视觉效果好。分别见图1和图2：
图1直方图均衡化 图2中值滤波
2 事故发生时的可能通行能力分析
2.1数据分析
在正式分析之前，我们应知道什么是通行能力，通行能力是指受到道路、交通等的影响，通过某条道路截面的最大交通量。它又分为基本通行能力、可能通行能力和设计通行能力，根据所提供的数据，上游路段的红绿灯交替为60秒，为了减小周期带来的影响，我们选择以60秒为周期进行计算。通过计算120米长的道路通过的车辆个数，来估算出车子的平均速度，进而推算出可能通行能力的大小。为了不同车辆在相同尺度下的交通流，在计算时统一化成标准当量，根据交通部的规定，具体换算见下表 ：
2.2模型建立
2.2.1基本通行能力
基本通行能力是指在理想的道路、交通条件下，单位时间里通过道路的最多车辆数。
它的计算公式是 ，其中v是指行车的速度（km/h），lo是指车头最小间距（m），
根据参考文献[2]，不控制出入多车道公路基本道路通行能力推荐值为2000pcu/h
2.2.2可能通行能力（理论）
可能通行能力是指考虑到实际情况对基本通行能力的系数进行修正后的值，修正系数包括：①车道宽度修正系数 ；②侧向净空修正系数 ；③纵坡度修正系数 ；④视距不足修正系数 ；⑤沿途条件修正系数 .道路的实际通行能力 ，我国规定的车道宽度是3.75m由于道路宽是3.25m，所以根据参考文献[3]，[4]得：γ1=0.94，γ2=1，γ3=1，γ4=0.69，γ5=0.91，因此我们计算出了理论道路通行能力大约是1180.4。
2.2.3可能通行能力（实际）
，单位是pcu/h，根据视频及前面所给的车辆换算系数，我们计算出的实际通行能力如下表所示（从16：42：20至16：58：20结束，每隔一分钟算一个时间点，出于谨慎，部分发生跳跃的视频我们直接忽略）
由上表可知：可能通行能力值总是在基本通行能力附近波动。在16：49：20左右，事故发生，此时通行能力急剧减小，这说明实际通行能力很大程度上受到了現实的制约，本质上还是由理论值决定。
3排队长度与事故所在截面通行能力、事故持续时间等因素间的关系
3.1 模型建立
3.1.1排队长度的计算
由于车辆所排的队并不是一条直线，有关曲线无法用线性比例尺计算出结果，因此我们采用非线性比例尺。
3.1.2基于遗传算法的BP神经网络测试
BP神经网络提出于1986年，是一种按误差逆传播算法训练的多层前馈网，其由输入层、隐含层、输出层组成，当输入样本从输入层神经元输入后，通过层层隐含神经元最后输出到输出神经元，在返回过程中不断修正权值因子。这样反复进行的过程将使得预测的效果越来越切合实际情况。然而，本项目中理论通行能力、占道时长、路段上游车辆都是影响因子，使用神经网络不能直观描述三个变量与排队长度的关系，因此本项目将根据样本情况采用一定策略将某两个变量统一，使得BP神经网络有两个输入层细胞、一个输出层细胞。但是由于其自身存在的冗余性和不稳定性，易受到局部极点的影响，收敛速度慢，因此我们采用遗传算法优化BP神经网络，这是一种优胜劣汰的算法，与单纯的BP神经网络算法相比，这样做处理的数量数量更多，适合于复杂的交通流分析，我们先用遗传算法通过选择、交叉和变异操作找到最优适应度对应个体，抛弃偶然性过强的样本，然后再用得到的最优个体设置神经网络初始权值和阈值，在此基础上上神经网络训练得出预测函数输出。
3.2结论总结
排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间息息相关，当排队长度增加时，事故横断面实际通行能力减少，事故持续时间增加，同时路段上游车流量增加。
4结语
4.1该模型的优点与不足
4.1.1该模型的优点
（1）采用图像处理，使得原视频不清楚的地方变得清晰，便于统计数据。
（2）在写参数时，我们在网上查阅了大量的资料，力求做到准确。
（3）使用基于遗传算法的BP神经网络进行分析，使得数据分析的更加全面。
4.1.2该模型的缺点
（1）考虑的因素还不够全面，我们仅仅只是考虑了车子的单向单车道行驶，未考虑多车道的情况，考虑的部分参数参照的是国外发达国家的标准，在我国不一定适用。
（2）在图像处理上还存在欠缺，因为情况的复杂性，未考虑对运动的物体实行跟踪。
4.2对交通管理部的建议
在出现车道被占导致排队时要及时处理事故，疏散上游车辆。同时要注意合理分流，增加主干道的宽度.
参考文献
[1] 2013年全国大学生数学建模A题题目[EB/OL].http：//www.mcm.edu.cn/
[2] 陈宽杰，严宝杰.道路通行能力分析[M]，人民交通出版社，2003年10月187～193
[3]交调管理员，道路路段通行能力分析[DB/OL]，http：//www.SDJD.NET/Article/zhishi/200411/82.html，2004-11-19/2015-9-1
通行能力分析 篇4
一、基本概念
多元回归分析:回归分析是一种处理变量的统计相关关系的一种数理统计方法。回归分析的基本思想是:虽然自变量和因变量之间没有严格的、确定性的函数关系, 但可以设法找出最能代表它们之间关系的数学表达形式。
通行能力:道路的通行能力是指在一定的道路交通条件下, 单位时间内某一车道或道路某一断面能通过的最大车辆数, 即可转化为求行驶速度。
四级服务水平是指交通流处于不稳定流状态, 驾驶者已无自由选择速度的余地, 所有车辆都以通行能力对应的、但相对均匀的速度行驶, 一旦上游交通需求和来车强度稍有增加, 或交通流出现小的扰动, 车流就会出现走走停停的状态。
二、问题分析
要找到标准车当量数, 先要统计出事故所处断面的单位时间内的车流量, 将车流量分类统计, 并转化成标准车当量数。将通过该横断面的车分为小型汽车、中型汽车、大型汽车、小型货车四类, 根据标准车当量数折算系数将所有类型的车都转化成标准车当量数。
对于统计事故所处横断面的车流量的周期问题, 故以一个信号灯的周期30s作为单位时间来统计事故横断面的车流量;小区路口和红绿灯都对事故所处横断面的实际通行能力有影响, 综合考虑这两个因素, 量化成折算系数, 则该段道路实际通行能力ξ=fαfβQ。
采用多元回归分析的方法构建该路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间以及路段上游车流量间的关系的模型。先对事故进行数据统计, 对统计数据进行处理, 用DPS软件拟合, 得出该路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间以及路段上游车流量间的关系的模型。而后将题设中的数据代入到所建模型进行求解, 即得从事故发生开始车辆排队长度将到达上游路口所需要的时间。
三、建立模型
采用四级服务水平时所能通过的车辆数。即:
。具体数据见表1。
利用Excel进行数据的回归分析对数据进行拟合得到公式:TC1=0.1768t4-6.6482t3+84.322t2-402..82t+1651.9.
由上式可以看出从交通事故发生到撤离期间, 发生事故的车道上的行车没有及时变道导致拥堵, 即事故所处横断面实际通行能力产生明显下降。经过一段时间后实际通行能力开始有所恢复, 但是随着事故发生持续的时间的增长, 事故所处横断面附近的交通密度逐渐增大, 导致实际通行能力又开始有所下降。
通过SPSS软件对上述数据进行x2拟合优度检验, 得到图1。图1中显示的由上到下依次是统计检验的卡方值、自由度和原假设成立的显著性水平概率值。因计算结果p=0.951>0.05, 故在这个检验中可以认为拟合曲线与实际数据拟合度较高。同样方法处理第2个事故。比较两个事故, 通过建立模型比对其对交通正常通行的影响。
设事故地点和车辆组成了一个系统, 当交通事故发生后, 由于由三车道变成了单车道, 当通过横断面时会堵塞交通, 形成等待制排队系统, 队长约等于正在等待的车辆排队长度。通过利用排队论中忙期和闲期单位时间内通过横断面的最大车流量及分析小区出入车辆对实际通行能力的影响。路段上游车流量的计算是通过统计在一个信号周期 (1min) 内最终通过路口的车流量得到, 并对路口和小区的车进行统计, 将两组数据相加。运用DPS和SPSS软件, 最终拟合得到了它们四者之间的关系:
相关其它系数见表3。对模型进行拟合优度检验, 检验结果如表3所示, 由相关系数R可以验证模型的拟合优度较高。
四、模型改进
上述模型存在较大的误差, 当事故发生后事故的通行能力降低, 如果上游的交通需求超过瓶颈点的通行能力, 将出现一向后的返回波, 当事故排除后, 将出现“启动波”, 同时尾部又有后续车辆到达, 即还有返回波, 两者同时存在, 且都在向后运动。
假设当交通事故发生后, 本车道上游的需求流量下降为q, 对应的密度记为k, 瓶颈点的通行能力下降为S, 车流密度相应地上升为k, 事故持续时间为t, 故障排除后, 排队车辆以饱和流率s驶出, 对应密度记为k。
交通波总是从前车向后车传播的, 把单位时间内集散波所掠过的车辆数称为波流量。流量总是相对于道路的固定断面而言, 而波流量则是相对于移动的波界面来计算的。
波流量的公式为:
波速的公式为:
最终经过统计分析数据得到:
当在高速公路发生交通事故时, 由于在事件发生点的车流量, 超过了发生事件时的允许车流量, 因此在事件的上游区域发生挤兑现象, 从而形成一集结波, 设此时的交通流三参数为Vb按照莱特希尔和惠特汉理论, 这个集结波的初始传播速度为:
当事件结束时, 在事件发生点X0=0处对流量的限制也就解除了, 此时产生位于源位置x0=0波速为Vb= (QfQA) / (kb-ka) 的启动波, 因为波速Vb取决于启动流量Q, 所以称为启动波, 其中k为波面下方速度。
要求Vb>Va, 要求解启动波Vb赶上集结波Va的时刻tb, 就是要求解方程:Vb* (tb-t0) =Vbtb,
解得:tb=Vb*t0/ (Vb-Va) 。
这时排队上游末位置在xb=Vata=Vb/ (Vb-Va) *t0。
当Q=Qx, k=kx时, |Vb|最小, 据此可求得最大上游排队长度和所需时间, 排队长度为:
参考文献
[1] .卢纹岱.SPSS for windows统计分析[M].北京:电子工业出版社, 2006
[2] .张郃生.交通工程学基础[M].北京:人民交通出版社, 2002
通行能力分析 篇5
摘要：作为城市道路交通建设的一项基础性工作，城市道路通行能力及其影响因素研究，不仅可以确定城市道路建设的合理规模和模式还为城市道路路网规划，工程可行性研究，城市道路设计，交通管理与控制及评价等方面提供更为科学的理论依据。针对目前城市道路交通状况，对影响其通行能力的道路条件，交通条件，服务水平等因素进行分析，试图找出改善城市道路通行能力的措施。
关键词：城市道路，通行能力，因素，分析
Influence factors of city road traffic capacity and improvement measures Abstract: as a basic work of city road traffic construction, factors of city road traffic capacity and its influence, not only can determine the reasonable scale and pattern of city road construction for the city road network planning, project feasibility study, city road design, traffic management and control and evaluation to provide a more scientific basis.In view of the current traffic situation of City Road, the traffic capacity of the road conditions, traffic conditions, factors of service level and so on, trying to find out to improve the traffic capacity of city road measures.Keywords: City Road, traffic capacity, factor, analysis
引言近年来，随着我国经济快速增长和城市化进程加快，城市人口和车辆不断增加，我国城市交通面临着越来越艰巨的任务，城市交通拥堵、交通安全和环境污染问题日益受到人们的重视。为了实现城市交通系统快捷、安全、高效地运转，对我国城市交通发展现状进行分析，针对一些突出的问题提出对策建议显得尤为重要。城市交通系统作为现代国民经济中的一个重要组成部分，对于维持宏观经济的健康发展、保证人民的生活质量以及合理控制生态环境污染都起着举足轻重的作用。城市交通系统是由道路系统、流量系统和管理系统组成的一个典型的开放的复杂系统。城市交通系统中的交通流具有自适应性、动态、随机、反馈、多行为主体、非线性等基本特征。由此可以看出城市交通系统包括很多方面的因素，对城市交通现状及存在的问题进行分析是一项复杂的任务 我国城市交通现状分析 随着城市规模的不断扩大，人口在大城市中大量聚集，以及机动车数量快速增长，使得城市交通需求激增，因此，城市交通矛盾也越来越突出。
1.1 城市交通拥堵严重 在我国快速城市化进程中，大城市机动车的急剧增长带来了严重的交通拥堵问题，严重影响了居民的日常生活，已经成为制约城市发展的瓶颈。主要表现为： “路上车挤车、车上人挤人”状况严重，平均出行时间较长，出行效率下降；交通量过于集中在干线道路而引起主要节点出现堵塞；道路网应变能力差，遇事故极易引起大范围交通瘫痪等。
1.2 城市交通带来的环境问题日益严重
交通运输业是继工业和建筑业之后的第三大排放源，城市交通的碳排放在城市整体的碳排放结构中占据较高的比例。近年来随着城市机动化水平的提高以及交通运输业对油品的消耗较大的用能特点，城市大气环境污染严重，环境质量每况愈下，所带来的环境问题也越来越严重。另外，交通噪声对居民的影响越来越严重。近年来，在我国环境投诉案件中，噪声投诉的比重正逐年提高，在特大城市已经高达40%以上，交通噪声的影响已经从单纯的环境问题逐渐发展成为社会问题。
1.3 机动化出行比例明显提高
随着我国经济的快速发展，机动化也进入高速发展期。据统计，2000年至2010年，全国民用汽车年均增长率为35%，私人汽车年均增长率为77%，2010年民用汽车和私人汽车保有量分别达到7801.83万辆和5938.71万辆，私人汽车占民用汽车比例由2000年的38.87%增至2010年的76.12%。
1.4 停车难问题突出
随着城市机动化水平的迅猛发展，尤其是私家车的急剧增长，城市“停车难、乱停车”等问题日益突出。乱停车不仅挤占道路资源，还直接影响城市交通安全，严重影响城市的可持续发展 我国城市交通存在的问题 随着城市经济的快速发展，人民生活水平显著提高，机动车保有量急剧上升，交通需求迅速增长，城市交通在需求、供给和运行方面呈现出不同以往的特征，更多地体现在对质的要求上，城市交通问题更加综合化、复杂化和多元化，城市交通发展滞后已成为制约城市经济社会发展和人民生活水平提高的瓶颈之一。
2.1 城市道路基础设施相对不足近年来，虽然我国城市道路基础设施的建设发展较快，大中城市的道路数量、道路等级都得到了前所未有的提高，很多城市对城市的道路空间利用的非常充分，尤其在一些大城市，地面交通和地下交通都很发达。但由于我国城市化进程加快，人口和车辆基数较大，因此出现了我国道路基础设施相对不足，道路网密度与其他国家比较相对低的问题。
2.2 城市公共交通发展缓慢
由于我国城市交通的法律法规建设严重滞后，以及对公共交通投入不足，公交优先战略落实不到位，城市公共交通行业改革滞后，市场运作不规范等，因此，我国城市公共交通发展缓慢。不足的地方主要体现在：公交分担率低、服务水平低、服务质量差、基础设施缺乏统一规划、公共交通网络规划不合理等方面
2.3 城市交通规划不尽合理 在我国大中城市中，瓶颈路、断头路、畸形路口较多，且路网结构不尽合理，城区主干路、次干路、支路的比例国家规范为1∶1.5∶3.5，呈金字塔结构，以济南为例，济南市的比例为1∶0.41∶1.81，加之占道经营、违章建筑现象较突出，交通微循环不畅，致使过多的流量涌入主干路，造成交通拥堵[5]。
2.4 交叉路口的交通状况 与道路相比，平面交叉口的交通行为更为复杂，更易遭受到交通环境、人流、车流等的影响。因为其交通安全性差，通行能力低而成为影响城市道路通行能力的“瓶颈”。据统计，机动车在城市市区中的旅行时间约有1/3花在了平面交叉口，60%以上的交通事故发生在平面交叉口及其周围，而且随着城市机动车社会保有量和年增长幅度的逐步提升，作为在城市道路网中起着转换交通流向作用的平面交叉口面临的交通矛盾日益突出，平面交叉口的交通治理在城市交通管理中就显得越来越重要。交通信号控制技术作为一种投资省、见效快的措施在平面交叉口的交通治理中作用就日渐突出。
2.5 交通管理水平相对落后
无论在交通政策的制定与实施，还是交通信息服务、公共交通管理等方面，整体水平有待提高。一是交通组织不合理，客流分布不均，影响交叉口路段的通行效率，导致路网交通拥堵；二是缺乏交通需求管理，目前我国仅有北京、上海、广州、成都等部分城市实施了少量的交通需求管理政策，而大部分城市仍然缺乏有效的需求管理措施，迅猛增长的交通需求与发展滞后的交通管理水平之间的矛盾日益突出[6]。城市交通发展的对策建议 在大城市、尤其是特大城市中心区，道路建设永远不能满足汽车交通增长的需要。发达国家和国内部分先进城市的经验证明，要解决城市交通问题，不能只把注意力集中于交通基础设施的建设上面，而应给予交通规划、交通管理等以足够重视，才有可能找到解决城市交通难题的途径
3.1 实施智能运输系统 智能运输系统是解决交通问题的有效且高效途径。它是通过对关键基础理论模型的研究，将先进的信息技术、通信技术、电子控制技术和系统集成技术等有效地应用于交通运输系统，从而建立起大范围内发挥作用的实时、准确、高效的交通运输管理系统[7]。
3.2 促进公共交通发展 促进大容量、快速、便捷的公共交通的发展，确立公共交通的主导地位，形成以地面公共交通为主体，以客运轨道交通为骨干，各种交通方式协调发展的立体化、高效、安全、经济的现代化城市综合交通体系。[8] 3.3 加强交通需求管理
交通拥挤的矛盾其实就是交通供给和需求之间的矛盾[9]。传统的解决办法是加大城市道路基础设施的建设力度，增加交通供给，然而，往往会吸引更多的私人交通，导致公共交通的服务水平下降，并且随着公共交通的服务水平下降又会促使更多的人选择私人交通，最终使得道路又重新变得拥挤。因此，只有通过控制交通需求的增长才能从根本上解决交通拥挤的问题。
3.4 引导居民低碳出行
低碳出行是指以低能耗、低排放、低污染为基础的绿色出行。运用交通政策和市场机制引导和鼓励居民在出行中选择低碳交通方式，倡导尽量减少碳足迹与二氧化碳的排放，鼓励和推进以公共交通为导向的城市交通发展模式 结语
交通在城市发展中的战略地位极为重要，城市交通的发展必须要适应经济社会的发展。现代城市交通正在进入以信息化为目标的新时期，一个包括道路建设、客货运体系和交通控制管理组成的快速、便捷、舒适、高效的城市交通系统，是衡量当前城市现代化水平的重要标志。
城市交通问题是涉及社会经济、城市规划、管理体制和政策法规的综合性问题。解决城市交通问题是一个长期的发展战略问题，最终的目标是实现城市交通和城市本身的可持续发展
参考文献：
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通行能力分析 篇6
关键词 道路通行能力 Matlab 车道占用 加权最小方差拟合法
中图分类号：U491 文献标识码：A
0引言
车道被占用是指因交通事故、路边停车、占道施工等因素，导致车道横断面通行能力在单位时间内降低的现象。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、设计道路渠化方案和设置路边停车位等提供理论依据。
1 道路通行能力
2不同车道被占用对城市道路通行能力的影响
本文以三车道为研究对象，分别讨论车道2，3被占用与车道1，2被占用时对道路通行能力的影响。
2.1车道2、3被占用
2.2 车道1、2被占用
2.3 不同车道被占用对城市道路通行能力的影响综合分析
为了便于具体分析和对比，这里的流量没有转化成以小时为单位，而是直接采用每30s通过的车辆数来表示，以横轴为时间变量，以纵轴为在每30s内的实际通行能力。采用Matlab加权最小方差拟合原理拟合如图1所示：
由车道2，3被占用曲线可知，事故发生在车道2和车道3之间，因此只有车道1可以通车，由拟合的曲线可知，事故发生后通行能力明显下降，并出现道路拥挤现象，在不考虑其他因素的情况下，由于信号灯的影响，事故所处的断面会有车流断流现象，因此道路通行能力会有短暂明显的上升；由于道路通行能力的离散性较大，随着交通拥挤的出现以及拥挤程度的加剧，通行能力则相对趋于比较平稳的状态；当速度降低到一定值后，车辆速度保持相对平稳的状态。
由车道1，2被占用曲线可知，事故发生在车道1和车道2之间，因此只有道路3可以通车，道路通行能力在事故发生后的开始阶段处于较平稳的状态，一段时间后道路通行能力缓慢下降，最后又逐渐恢复到平稳状态。
对比两条曲线可知，首先可以发现这两起交通事故的地点不一样，一个是在车道2和车道3之间，只有车道1可以通行，一个是在车道1和车道2之间，只有车道3可以通行，然而在车道宽度均相等的情況下，右转流量比例为21%，直行流量比例为44%，左转流量比例为35%，其次当车道2、3被占用时，堵车发生在快车道，由此可知，在不考虑其它因素的影响下，事故发生在不同的车道对道路通行能力影响不同，以直道通行时流量为最大，1车道的通行能力要明显小于3车道的通行能力，所以当车道1、2被占用时通行能力较好。
3 结语
综上所述，本文对车道被占用时不同时间段内实际通行能力的变化进行了分析，运用Matlab加权最小方差拟合法，作出道路通行能力变化图形，并分析图形，得出道路通行能力主要与事故所占车道流量，该车道是否为快速车道有关，且所占车道车流量越大，道路通行能力越低，因此当车流量较大的车道被占用时，应该及时疏散。
参考文献
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[2] 徐慧智，程国柱，裴玉龙.车道变换行为对道路通行能力影响的研究[J].中国科技论文在线，2010（10）.
通行能力分析 篇7
快速路合流区是主线交通和匝道交通交汇路段,车辆的汇入能影响主线交通正常运行,尤其在主线交通流近饱和时,车辆的汇入更直接导致交通中断。因此,研究合流区交通运行特性,确保主线交通不受车辆汇入影响就显得尤为重要。为此,国内外专家学者对合流区及入口匝道交通运行进行了大量研究,并取得了丰硕研究成果[1,2,3,4]。然而已有研究有2个明显不足:①更多的围绕入口匝道通行能力展开,忽视了合流区自身通行能力;②更多关注在合流区“最大通行能力”,忽略了不同主线流量情况下合流区的通行能力。对于匝道控制方面,国内外都有很成熟的理论基础[6,7,8],但多针对高速公路匝道,对城市道路研究相对较少。
文章在数据调查基础上,用仿真数据分析得到主线到达流率、匝道汇入流量与合流(影响) 区流量的关系,应用回归分析方法得出快速路合流影响区通过最大车辆数的计算模型,并借鉴RWS-C策略[9]思想给出了基于影响区通行能力的匝道控制方法。
1 快速路合流影响区交通运行特性
《美国道路通行能力手册》[5](HCM)给出了合流影响区道路几何定义:从主线与入口匝道连接处至主线下游450 m内包含加速车道及主线第1、2 车道在内的区域(见图1)。根据定义,由匝道汇入主线车辆利用外侧车道的间隙汇入主线,受其影响的主线车道数不超过2个车道。因此,匝道合流影响区指主线外侧2个车道,见图1中阴影部分。
经观测,合流区车辆汇入主要取决于主线车辆间的车头时距。主线上游车辆将减速行驶[10]或为避免受合流车辆汇入影响提前换道至内侧,见图2(a)。对于汇入车辆,若车道1有足够间隙,车辆尝试汇入后将加速行驶,直至与主线车辆速度一致,见图2(b);若无法立即汇入,驶入加速车道继续等待,见图2(c)。
以北京西三环上丰益桥和丽泽桥为调查对象,选择高峰和平峰时期对合流影响区匝道汇入车辆以及主线1、2车道到达流量进行统计,见表1。匝道车辆汇入在一定程度改变了主线车辆的车道分布,对车道通过交通量有较大影响,同时汇入车辆数也受主线流量制约。在图2中,车道2流量大幅高于车道1,说明受车辆汇入影响,大部分驾驶员倾向选择内侧车道; 1车道流量大,汇入车辆数相对较低,汇入车辆数大小取决于车道1、2的交通量。
2 快速路合流区交通仿真
2.1交通数据采集
通行能力影响因素按性质分主要有2类:道路因素(主线车道数、车道宽度、加速车道长度)和交通因素(主线流量、匝道汇入流量、主线运行速度)[5,10]。调查采取了视频摄像结合人工计数的方法,由影响因素确定调查内容:①合流影响区流量,即1、2车道断面通过车辆数;②1车道车辆车头时距;③车辆运行车速;④汇入车辆数等。
图3中显示了北京四环合流影响区通过车辆的速度流量关系,由数据分布可以看出,该影响区断面最大流率约4 000 pcu/h,平均速度约65 km/h。
合流影响区复杂、无规律变化的交通情况给交通数据采集带来难度,样本量的不足限制了全面分析交通条件连续变化对通行能力的影响作用。为此借助仿真软件Vissim对合流影响区交通运行情况的模拟,补充分析数据。
2.2仿真模型搭建与标定
依据《城市快速路设计规程》[11]设计标准,以常见快速路合流设施为搭建原型,并针对主要影响因素制定了3种仿真方案,见表2。
模型标定主要对微观驾驶行为模型参数进行设置,包括适用于城市道路的Wiedemann74和常用于城际道路的Wiedemann99驾驶模型[12]。部分难以实际调查获取的标定参数,参照了以往研究经验取值[13],参数标定结果见表3。
将实际调查、仿真的合流影响区内侧2车道每15 min统计的速度流量数据进行对比,见图4。图中仿真与实测数据分布情况吻合,用t检验法[14]对2组数据进行一致性检验,结果也表明了无显著性差异。
3 合流影响区通行能力计算模型
合流影响区通行能力受主线流量和匝道汇入流量共同作用,而汇入流量又受主线流量约束,因此,合流影响区通过的最大流率取决于主线车辆到达情况。为此,定义合流影响区通行能力:在主线流量给定情况下,合流影响区单位时间内通过的最大车辆数。按照此定义,合流影响区通行能力包括了主线1、2车道流量和入口匝道可汇入最大流量,如见式(1)。
式中:Qc0为合流影响区通行能力,pcu/h;Q1为主线1、2车道到达流率,pcu/h;q为可汇入的最大流量,pcu/h。
3.1通行能力主要影响因素分析
由式(1),主线上游到达流量和入口匝道流量共同组成了合流影响区通行能力。用仿真数据绘制出了合流影响区通行能力与主线到达流率、入口匝道汇入流量的关系,见图5、6。
图5表示合流影响区通过最大流率随主线到达交通量的增加而增加并随后保持稳定的交通变化趋势,该变化趋势反映了主线到达流率直接作用于影响区通行能力大小,断面最大流率趋于恒定说明合流影响区达到最大通行能力值4 050 pcu/h,与实测数据相吻合。
合流影响区通行能力另一影响因素是匝道汇入量,绘制的合流影响区通过最大流率与匝道汇入流量关系示意图,并与图5作对比,其中横坐标为主线到达流率,纵坐标表示影响区最大流率、汇入流量,见图6。
当主线到达流率小于一定值(约2 300 pcu/h)时,合流影响区最大流率随主线到达流率增加而增加,因汇入车辆受匝道通行能力限制(最大汇入量约1 750 pcu/h),车辆不能无止尽汇入,此时合流影响区通行能力未达到最大值;当主线到达流率超过那范围时,匝道汇入车辆越来越受主线流量制约,并随主线流量增加,汇入车辆数减少。因此,合流影响区主线到达量在接近2 300 pcu/h时,将同时对影响区通过的最大流率和匝道可汇入量产生重要影响。
3.2合流影响区通行能力计算模型
根据上述分析,针对合流影响区主线流量达到情况,给出了合流影响区通行流量计算模型。
3.2.1 当主线到达流率不大于2 300 pcu/h时
由仿真结果(见图6)发现,当合流影响区车道1、2的到达流率小于2 300 pcu/h时,(受匝道自身通行能力限制)可汇入最大流率基本保持不变,取1 750 pcu/h。则合流影响区通行能力为
式中:Qc0为合流影响区通行能力,pcu/h;Q1为主线1、2车道到达流率,当Q1≤2 300 pcu/h。
3.2.2 当主线到达流率大于2 300 pcu/h时
当主线到达流率大于2 300 pcu/h时,主线1、2车道上的流量直接影响可汇入车辆数的多少。这种作用关系可对图7中主线到达流率-汇入交通量的后半支曲线应用回归分析拟合得到,并最终得到基于主线大流量条件下的合流影响区通行能力计算模型:
式中:Qc0为合流影响区通行能力,pcu/h;Q1为合流影响区主线到达流率,pcu/h,Q1>2 300 pcu/h。
式(2)表示主线1、2车道上游到达流率较小,匝道上车辆可以顺畅汇入;式(3)是主线到达流率较大,匝道上车辆汇入受主线流量的制约。因此,式(2)、式(3)给出了2种不同交通状态下,合流影响区交通运行情况,其可为匝道控制提供一定的理论指导。
为此借鉴RWS-C控制策略给出匝道控制的建议方法。其中RWS-C控制策略是一种基于需求-通行能力的算法,该策略将需求(合流区上游交通量)与瓶颈段通行能力对比,当需求在限定阈值之上,算法将直接给出最小控制率,当需求小于阈值,此时控制率要通过比较需求与通行能力来确定。
式中:r(t)为匝道控制率, pcu/h;Qc0为合流影响区通行能力,pcu/h;Q1为合流影响区主线到达流率,pcu/h。
4 结束语
1) 经过调查并数据分析,发现匝道汇入合流影响区的车辆能影响快速路主线交通运行,且可汇入的车辆数取决于主线交通到达情况;
2)分析了合流影响区主线到达流率与匝道可汇入流率、合流影响区通行能力间的关系,得出合流影响区可通过的最大流率为4 050 pcu/h、匝道可汇入最大流率为1 750 pcu/h;
3) 当主线到达流率大于2 300 pcu/h时,应对匝道汇入率加以控制来保证合流影响区主线的稳定运行。
通行能力分析 篇8
一、高速公路大中修的相关问题分析
1.高速公路大中修的重要性
高速公路在使用过程中通常会出现诸多的问题, 例如路面出现水损害、车辙、路面坑槽、纵横向裂缝、唧浆、松散、沉陷以及路面拥包等病害, 这些问题严重影响了高速公路的营运安全。在我国, 高速公路一般通车五年后便频繁地开展路面大中修专项工程, 养护工程的典型特点是边通车、边施工, 封闭一个或数个车道, 必然影响到高速公路的车辆通行能力。
在施工组织过程中, 高速公路大中修专项项目部要根据本工程具体维修施工方案制定切实可行的道路交通管制方案, 对大中修施工区的车流量进行合理管控, 一方面保证正常的交通运输, 另一方面确保施工的合理进行。本文以G25长深高速公路粤赣段为例, 通过对大中修施工区域的通行能力以及服务水平进行了量化分析, 从而通过数据收集整理为理论研究提供一定的理论依据, 仅供参考和借鉴。
2.高速公路大中修的案例概况
广东省粤赣高速是国家公路龙河高速 (G4511) 、长深高速 (G25) 公路广东境内的重要组成部分, 起点位于粤赣交界的和平县上陵镇, 与江西省的赣粤高速公路连接, 终点止于河源源城区埔前镇, 它是连接江西与广东经济的主要通道之一。项目按双向四车道高速公路标准设计, 全封闭、全立交, 设计行车速度100km/h, 主线长136.103km, 主线路基宽度26m。
在粤赣高速公路热水-埔前段开展沥青路面罩面加铺专项工程, 施工区域实行封闭管制, 封闭主要形式为短时封道以及封闭一车道、封闭路肩、封闭半幅, 交通管制主要是针对部分车型的车辆。
二、高速公路大中修施工区的通行能力分析
1.对施工的材料、人员、机械设备方面的监管保证通行
由于该条高速公路是重要的交通枢纽, 所以一旦对公路的路面进行大中修就会对交通造成很大影响, 出于交通安全与施工的正常进行考虑, 施工单位一定要在施工之前对施工可能给交通造成的问题进行综合评估与分析, 通过及时的信息公布, 把大中修的相关信息及时传递, 例如车辆限行以及交通管制的具体方案等信息向社会发布, 以免大中修时的施工区通行能力受到严重影响。
2.对施工全程进行有效管理确保通行
施工材料的堆放以及选用都要符合相关的工程施工条例, 以免给交通带来影响, 相关的设备在投入施工前要经过相关部门的检测, 每种施工材料都要符合设计标准, 在施工全过程要严格监控车流量以及通行能力, 通过检测数据指标对高速公路大中修施工区的通行能力进行分析, 从而不断调整施工方案, 以免施工为交通运输造成巨大的堵塞, 从而使高速公路的实际通行能力要与设计的通行能力相符。
3.高速公路大中修施工区的通行能力计算流程分析
从上述分析中可以发现, 高速公路的基本通行能力与设计通行能力之间是存在一定的联系, 因此, 在分析高速公路大中修施工区的通行能力时要经过对多种影响因素的分析计算, 从而计算得出相应的交通通行管制方案, 例如设计速度、行车道宽度、交通组成、路肩宽度、左侧路缘带宽度、施工区段车道宽度等因素都会对施工方案造成影响, 下表1是根据以上这些影响因素经过量化分析从而得到的相关数据, 根据双向四车道高速公路扩建作业区交通仿真道路、交通条件参数来计算得到长深高速公路粤赣段大中修施工区基本路段通行能力, 具体流程如下表所示:
首先根据上述数据输入几何线形数据、实测自由流速度或基本的自由流速度、流量, 如果进一步输入基本自由流速度, 此时就会得到基本自由流速度修正情况, 分别为车道宽度、车道数、立交密度、侧向净空;如果输入的是实测自由流速度, 此时得到的又是流量修正情况, 分别为高峰小时系数、车道数、驾驶员总体特征与重型车四种不同的情况, 然后针对上述不同结果对自由流速度以及实际流率进行计算, 此时就可以确定速度-流量曲线, 从而用速度-流量曲线确定速度, 最后确定服务水平与高速公路大中修施工区的通行能力。
4.加强对施工进度的要求, 减小对社会的影响
为了确保施工的顺利进行, 在不影响交通的前提下, 要根据实际的情况对大中修高速公路施工区的通行进行交通管制, 通过与交通管理部门的积极协调与配合, 大力宣传施工区附近的实时路况, 严格按照《公路养护安全作业规程》设置道路施工标志与设施来维护高速公路大中修施工区的顺利通行, 制定好科学的道路封闭以及道路拥堵时的车辆分流应急预案, 从而保证高速公路大中修施工区的通行正常运转。
三、结语
多车道公路的交通通行能力 篇9
1 标准的适用性分析
根据《道路通行能力手册》介绍, 多车道公路可设或不设中央分隔带, 对车辆进入缺少全面控制, 从典型的开发密度较小的乡村到开发密度较大的市郊地区, 为不能归属高速公路的道路;一般适用于多车道公路上信号间隔2英里 (3.2km) 或更远的情况。当信号间隔在1英里 (1.6km) 或更短, 则应该用“城市和郊区干道”的方法。
从项目位置及其运行特征来看, 道路功能主要为过境车辆及城市的两个区之间的交通服务, 更接近于公路。但项目不似一级公路, 对车辆进入不进行控制, 参照高速公路的理论分析不合适;用不控制进入的双车道二级公路标准分析也不合适。从规划标准来看, 应按城市道路进行分析, 但路线交叉口间距较大, 路线长约11km, 中间仅与一条二级公路相交。采用城市和郊区干道的通行能力控制来论述, 也不合适。综上所述, 本项目更符合多车道公路的特征。
2 路幅车道数计算
本项目采用四块板式横断面型式, 明显属城市道路, 根据《城市道路设计规范》, 本项目宜采用城市快速路标准, 设计车速采用80km/h, 设计年限20年。车行道宽度为单车道3.75m, 车行道左、右侧路缘带皆采用0.5m宽。
本项目的交通量及各种车型比例预测结果如表1和表2所示。
2.1 高峰流率计算
高峰流率采用公式 (1) 计算, 对于多车道公路, 其设计小时交通量系数K值与交通方向分布系数D值的特征介于公路及城市干道之间。
SF=DDHV/PHF= (AADT×K×D) /PHF (1)
其中:SF—高峰流率 (辆/h) ;
DDHV—单向设计小时交通量 (辆/h) ;
PHF—高峰小时系数, 取0.95。
AADT—预测处平均日交通量 (辆/d) ;
K—设计小时交通量系数, 即设计高峰小时交通量占AADT的百分比。K系数取决于环境开发的类别与程度, 本项目无当地资料可利用。根据《美国通行能力手册》, 对市区K系数在0.09～0.10, 对郊区K系数在0.10～0.15, 对乡村K系数在0.15～0.20;根据《公路工程技术标准》条文说明, K值约在0.095～0.135之间。结合本项目特点远景年建议取0.13;
D—交通方向分布系数。根据《美国通行能力手册》, 乡村D系数取0.65, 郊区D系数取0.60, 市区放射线D系数取0.55, 市区D系数取0.5;根据《公路工程技术标准》条文说明, K值一般取0.6。本项目取0.60。
根据以上系数的选取, 本项目远景年各路段的高峰流率计算结果如表3所示。
2.2 车道数计算
车道数根据公式 (2) 计算, 公式中每车道理想条件下通行能力cj与服务水平系数 (v/c) i的选取由于车速较低、不控制进入的特点较高速公路有所降低。
N=SF/[cj× (v/c) i×fw×fHV×fE×fp] (2)
其中:
N:道路的单向车道数;
cj:多车道具有设计车速j的每车道理想条件下的通行能力, 本项目设计车速为80km/h, 相当于50英里/h。因此cj取1900小客车/h/车道;
(v/c) i:保持i级服务水平的运行特性, 所容许的最大流率与通行能力的比率。根据《交通工程手册》, 不控制进入的汽车多车道公路路段在平原微丘的乡村采用二级, 相当于美国的C级;在重丘山岭地形及在近郊采用三级服务水平, 相当于美国的D级。《道路通行能力手册》中则要求乡村设计采用0.5, 郊区设计采用0.75。经查表50英里/h的设计速度, C级v/c为0.60, D级v/c为0.76。根据本工程的特点为城市快速路, 地区介于乡村与郊区之间, 因此本项目 (v/c) i值建议采用0.70。
fw:车道宽度和侧向净空修正系数, 本项目有中央分隔带, 左右路缘带宽度为0.5m, 采用障碍物在车行道一侧, 经查表得, fw取0.97;
fHV:大型车修正系数, 按下式计算:
fHV=1/[1+PHV (EHV-l) ]
PHV:大型车比例, 根据车种比例预测, 远景年为0.314;
EHV:大型车换算系数, 本项目取2.0;
计算后fHV=0.76。
fp:驾驶人员特征修正系数, 本项目按经常往返的常规使用者考虑, fp取1.0;
fE:多车道的环境和类型的修正系数, 经查表fE取0.9。
根据以上系数的选取, 本项目远景年各路段单侧所需车行道数量如表4所示。由此可见, 单侧所需车道数为2至3之间, 是采用2车道, 还是采用3车道, 需进行服务水平分析后再确定。
3 服务水平分析
3.1 通行能力计算
单向小时最大通行能力按下式计算:
C=cj×N×fw×fHV×fE×fp
其中:
C:单向小时最大通行能力 (辆/h) ;
其它各系数的含义及数值的选取同前述。
分别按单向双车道和三车道计算, 单向小时最大通行能力如表5所示。
3.2 服务水平分析
服务水平采用v/c值进行分析, v/c值的计算采用下式计算:
v/c=SF/C
其中SF与C值含义同前。
分别按单向双车道和三车道计算, v/c值如表6所示。
服务水平参照《美国通行能力手册》, 具体分级标准见表7。
对照服务水平分级表, 则各路段将来服务水平如表8所示。
4 结论
根据以上计算和分析, 按双向四车道设计, 则各段服务水平降至E级, 表示交通在达到或接近可能通行能力情况下运行, 并且十分不稳定。这对于一个城市的景观工程是不合适的。根据《交通工程手册》, 不控制进入的汽车多车道公路路段在平原微丘的乡村采用二级, 相当于美国的C级;在重丘山岭地形及在近郊采用三级服务水平, 相当于美国的D级。本项目属于近郊区城市干道, 其服务水平不宜低于D级;按双向六车道设计, 各路段服务水平皆在D级以上, 有较好的服务水平。再考虑本项目作为城市道路类型, 公共交通以及较多停靠车辆影响, 本项目推荐采用双向六车道快车道断面形式。
5 结束语
不控制进入的多车道公路作为一种公路形式在我国是普遍存在的。由于我国人口密度大, 非机动车较多, 多车道公路的断面形式包括以下几种:双向四车道一块板式无中央分隔带, 双向四、六车道三块板式, 双向四、六、八车道四块板式等。一级公路也是多车道公路的形式之一。但对于多车道公路的通行能力分析, 根据国内的情况各参数如何取用, 还没有相应的研究成果出台。本文中各参数仍以美国《道路通行能力手册》为主, 参照《公路工程技术标准》、《公路路线设计规范》、《交通工程手册》及《城市道路设计规范》等资料选取。
参考文献
[1]道路通行能力手册[M].中国建筑工业出版社, 1991.6.
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[3]JTG B01-2003, 公路工程技术标准[S].
[4]JTJ011-94, 公路路线设计规范[S].
通行能力分析 篇10
交织段是指一定长度的道路区段, 车流在没有信号控制的情况下, 经车道变换后通过该区段, 从而形成汇入和分流点。城市道路不同于高速公路, 其未控制出入、交通流组成复杂、交通干扰大、交通管制路段多, 交通流具有典型的时间、空间分布特性。山区城市立交交织段往往交通密度大, 交通冲突多, 一旦发生交通事故则会导致交通拥堵, 给人们的出行带来极大的不便。
2山区城市立交交织段车辆运行特点
在山区城市立交交织路段上, 行人随意穿行、车辆频繁变道、接入口的不合理设置等是造成交通流紊乱的主要原因。立交交织区范围内车流间会以一定角度相互汇入、交织运行和分流, 驾驶员会随时判断相邻车道上车辆间隙是否足够以使自己成功变道, 以此决定是否变道。所以, 交织车辆运行时往往不是为追求最大的通行速度而保持与前车之间的最小车头时距, 而是在行进过程中寻找相邻车道车流中合适的可插入间隙。此外, 由于行人经常随意在交织区域行走和接入口车辆的汇入, 驾驶员必须时刻保持警惕, 容易造成心理紧张, 诱发交通事故。由于山区交织段普遍较短, 驾驶员为了及时驶出到达目的车道, 往往会冒险进行车道变换, 交通安全水平和通行效率都会显著降低。
3山区城市立交交织段通行能力影响因素
3.1 交织段车道数和交织段宽度
1) 交织段车道数
立交交织区通行能力的重要影响因素之一就是交织区车道数。由于交织区车流量较大, 交织车辆经常性变道, 所以交织区车辆较非交织区车辆需要更多的运行空间, 车道空间显得尤其重要。交织区内车道数量在一定程度上反映了交织区段内总通行能力的大小, 但并不是车道越多越好。随着车道数量的增加, 可能会产生一些新的交通问题, 比如, 驾驶员会认为路况好而随意超车、抢道从而导致交通秩序混乱, 反而降低了交通安全水平。
2) 交织段宽度
交织段宽度不仅与交织运行路段车道总数有关, 还与交织车辆和非交织车辆使用这些车道的比例有关。在交织区中, 交织车辆总是希望能够及时变换车道, 而非交织车辆则希望不受交织车辆变换车道所产生的影响, 所以, 对于不同型式的交织路段, 非交织车辆与交织车辆所占用的车道数量及空间位置有所不同。
3.2 交织段长度与构型
交织路段长度往往决定了驾驶员进行车道变换所能够利用的时间与空间。交织路段长度越短, 驾驶员变道所能够利用的时间与空间越小, 交通冲突点越多。交织区长度本质上是指驾驶员能够顺利变换车道的距离限制, 是主线车辆与匝道车辆真正进行交织操作过程的容许范围。
交织区分为A型、B型和C型三类, 若交织区构型不同, 车辆在交织路段的运行特性会具有明显差异, 因此, 交织区构型也是交织区交通特性重要影响因素。
3.4 交通量
交通量的大小是影响交织区通行能力的关键因素之一, 交通量包括交织交通量与非交织交通量, 当进入交织区的交通量较大且交织路段长度过小时, 交织区交通流紊乱, 通行能力低下。
3.5 交通组成与车辆合流角度
(1) 交通组成。交通流中如果大型车比重较大, 由于其行驶机动性差, 占用较大的道路空间, 在变道时会影响其他车辆的正常行驶, 会降低立交交织区通行能力。
(2) 合流角度。交织路段入口与主线之间进入角度各不相同。当进入角度较小时, 车辆容易合流, 临界间隙较小, 进入角度较大时, 所需的临界间隙较大。
3.6 线形条件和接入设置
山区城市道路交织段往往纵坡较大、平曲线半径和长度小, 车辆在交织路段运行困难, 车速低, 在这些路段, 往往设有接入口, 有些地方还设置有公交站, 人流、车流的干扰会显著降低交织路段的通行能力。
3.7 交织区车速
交织段运行车辆在准备变道时, 会首先判断相邻车道内车辆之间车头时距的大小, 只有此车头时距大于“临界车头时距”时, 车辆才会进行车道的变换。影响该“临界车头时距”的因素很多, 其中交织区范围内主线和匝道车速是极为重要的影响因素。在一定范围内, 车速越快, 交织段通行能力越高。
4. 改进措施
城市道路交通流相对集中, 出入口设置较多较密, 车辆的分流、合流、交织都比较频繁, 直接影响通行能力和服务水平。但是, 若出入口数量少, 间距大, 则会使主路交通量明显减少, 进出口车辆排队运行, 降低交织区运行效率。为了减少交通事故数量, 提高交通运行效率、增加交通安全水平, 应该采取有效的交通管理及控制措施。主要从驾驶员驾驶行为、道路条件和交通流干预三方面对现有不足进行改进。
驾驶行为方面: (1) 严格驾校考试标准, 加强驾驶员安全知识教育, 培养良好的驾驶习惯 (2) 重要交织段安装监控摄像头, 实时监控驾驶行为并对违法行为给予严惩。
交织区道路条件方面: (1) 尽量增加交织路段长度, 以减少上游交织段对交叉口通行能力的影响 (2) 深入分析立交交织区出入口与路段的车辆运行特性、交织段几何特性和行驶特点, 建立相关模型计算交织区出入口合理间距, 以此来优化交织区出入口设置 (3) 取消或改移交织段接入口及公交站, 设置护栏, 防止行人任意穿行;增加路段长度和宽度, 划分车道功能、实现渠化交通。
交通流干预方面:主要是指某些交通管理和交通控制措施, 如设置标志标线、信号灯控制等。目前, 用于交织区的交通流的干预措施主要有以下几种:
(1) 主路可变限速:根据交织路段实际拥堵情况, 分时段限制主线车速, 减小匝道与主线车速差, 使交通流运行更加安全、平稳。
(2) 控制交织区交通量:对立交交织区通行能力进行动态预测, 依据所采集得到的立交交织区交通量数据实时预测立交交织区通行能力。当匝道流量加上主线上游流量大于主线下游的通行能力时, 可采用匝道控制措施, 实时控制进入交织路段的交通量。
(3) 设置标志标线:设置减速让行标志, 示意车辆驾驶员必须减速慢行或停车, 观察主线车辆运行情况, 在确保干道优先的基础上认为安全时方可继续行驶;通过设置标志标线使交织区交通流渠化, 建立相应的安全设施, 如在交织区前和交织区内设置出口匝道指示标志。
5.总结
山区城市道路往往线形较差、交通流组成复杂、交通干扰大、交通管制路段多, 交通流量大。山区城市立交交织段往往交通密度大, 交通冲突多, 通行能力低下, 是城市交通的瓶颈。本文分析了山区城市立交交织段车辆运行特点、通行能力影响因素, 提出了相应的改进措施, 可供设计单位、运营管理单位提供一定的参考。
摘要：山区城市立交交织段会对主线车流产生明显的干扰, 形成交通冲突点, 是城市道路的瓶颈地区和事故多发路段。对交织段车辆运行特点及通行能力影响因素进行分析, 并提出了相应的改进措施。
参考文献
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[2]许源.立交交织区交通安全、效率与干预研究[D].武汉:武汉理工大学, 2007
[3]徐大伟.快速路交织区通行能力研究[D].武汉:武汉理工大学, 2007
通行能力分析 篇11
关键词：海洋法公约；海域资源；海域通行制度
根据1982年《海洋法公约》的规定，海洋上区域在法律上分为九种，分别是内海（含港口）、领海、毗连区、专属经济区、公海、大陆架、国际海底区域、群岛水域及用于国际航行的海峡。在了解这些区域的资源和通行制度之前，需要先了解一个概念，领海基线，它是划分和确定内海、领海、毗连区、大陆架、专属经济区的起算线，包括正常基线和直线基线两种。
一、内海
基线以内的海域被称为是内海，在实践中主要包括内陆海、内海湾、内海峡等处在领海基线以内的海域。根据《海洋法公约》的规定，内海是一个国家领土的组成部分，因此国家对内海有完全的主权，自然，内海的资源也完全属于主权国家，内海的通行权也与主权国领土的通行权相同。
二、领海
领海基线以外，距離领海基线不超过12海里的部分，属于领海。同样的，领海也是一个国家领土的重要组成本分，因此，不管其水体、水域上空、还是水域下底土部分，都完全由主权国控制，但是领海部分，则专指其水体部分。在海域资源方面，领海的海域资源所有与内海的海域资源所有相同，《海洋法公约》规定，领海在主权国的主权支配之下，其海域资源完全属于主权国家享有。在通行制度方面，领海的通行制度与内海的通行制度则存在着差别，内海是完全的主权国家控制，而领海的主权国通行管理则要受到无害通过制度的限制，即外国船舶如果不损害沿海国的稳定秩序、国土安全，则可以不经过沿海国的同意而直接经过其领海。
三、毗连区
为了最大限度的维护沿海国家的安全，减少沿海国受到侵害后的损失，特别是在海关、财政、移民、卫生方面的保护，《海洋法公约》中规定了毗连区，领海基线起至12海里处属于领海范围，领海范围之外不超过12海里的区域，则属于海域中的毗连区。毗邻区不同于内海和领海，它并不在一个国家的主权范围内，所以沿海国家不能对毗连区行使主权，关于毗连海域内的资源所有，并不能完全确定，主要取决于毗连区所依附的海域，毗连区海域是否在一个国家的专属经济区内决定了毗连区海域的资源是否属于一个国家所有。由于沿海国不能在毗连区内行驶主权，所以毗连区海域内任何国家的船舶是可以自由通行的，唯一的差别就是在毗连区内，沿海国可以针对海关、财政、移民、卫生方面的管制权行驶紧追权。
四、专属经济区
根据《海洋法公约》的规定，沿海基线起不超过200海里的海域，除了领海之外的区域，沿海国可以自主决定是否宣布其为专属经济区，由此可见，如果有专属经济区，那么毗连区会在专属经济区范围之内，同时，各国的专属经济区很有能重叠。在海域资源利用方面，专属经济区内，沿海国对资源的利用具有排他性，即自然资源的开发，沿海国可以独占，沿海国可以在专属经济区内进行资源和能源的开发，同时也可以建造、使用人工岛屿；在海域通行方面，专属经济区海域内，其他国家享有完全的航行和通行自由，当然，通行不能干涉到沿海国海域资源的利用。
五、大陆架
由于地理结构的特殊性，一个国家的陆地领土会自然延伸，扩展到大陆外边缘的海底区域的海床和底土上，这就形成了大陆架。大陆架是指沿海基线以外直至陆地领土自然延伸的部分，如果不足200海里，则按照200海里计算，超过两百海里的，以实际延伸计算，但是不能超过350海里。在性质上，大陆架并不属于沿海国领土的组成部分，沿海国对大陆架也不能行使其主权，但是，就大陆架部分的自然资源，沿海国则可以勘探和开发，但是范围受到限制，只有非生物资源和一些特定种类的生物资源；其他国家在大陆架上的海域中可以自由航行。
六、公海
除了内海、领海、专属经济区一级群岛水域之外的海域，都属于公海范围。公海自由是国际公法中最为基本的原则，所以说，在公海范围内，任何国家的船舶都享有自由通行的权利；当然，公海自由不只是指通行的自由，在捕鱼、铺设海底电缆等利用海域资源方面，各个国家也享有高度的自由。
七、国际海底区域
是指国家管辖范围以外的海床和洋底及底土，即各国专属经济区和大陆架以外的深海海底及其底土。《海洋法公约》规定，国际海底区域，其海域属于各国共有，各国均享有自由通行的权利，同时，国际海底区域的自然资源属于全人类共有，各国均可以在不破坏国际海底区域的基础上平等开发。
八、群岛水域
群岛水域属于沿海岛国的主权范围，类似于内海，包括海域和上空，沿海岛国有绝对的管理的权利，群岛水域的资源属于群岛国家，任何国家的船舶都不得在没有群岛国统一的情况下通过群岛水域。
九、用于国际航行的海峡
通行能力分析 篇12
关键词：车流量,路段通行率,车流模型
一、引言
随着人民收入的增长, 汽车已从原来的奢侈品成为现代普通家庭的代步工具。汽车过于普遍就会造成大量的交通问题, 其中车道被占用导致的交通问题, 困扰着多数城市。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。本文主要研究车道被占用对城市道路通行能力的影响。
二、道路通行能力分析
通行能力的定义, 即道路的通行能力是指在一定的道路交通条件下, 单位时间内某一车道或道路某一断面能通过的最大车辆数, 即可转化为求行驶速度。
由于采集设备故障、通信系统故障、环境因素异常、采集周期较短等原因, 横断面交通采集数据最常出现的就是数据错误、缺失等问题。这些问题的存在一定程度上影响了交通采集数据的管理和应用。为此, 十分有必要对横断面交通采集数据进行预处理。横断面交通采集数据的缺失, 从时间分布上来看, 存在零星时刻的数据缺失和连续长时间数据缺失的不同情况。
(一) 离散型数据缺失修补。如果部分车道数据缺失, 可借用邻近车道数据来填补, 前提是两种车道的交通流相似。如果所有车道数据缺失, 可利用邻近时刻或该处车道的其余路段的数据来填补。前提是所借用的数据与原路段关联密切。
(二) 连续型数据缺失修补。如果部分车道的数据缺失, 可利用相邻车道的均值来修补, 前提同离散型的情况。如果所有车道数据缺失, 可利用邻近时刻或该处车道的其余路段的数据的历史值来填补, 前提同离散型的情况。但缺陷是这种方法修补的数据无法反映交通状况事实的变化。
三、数据处理
本文取同一路段不同时刻的两段道路交通情况, 事故一发生在下班高峰期, 事故堵住了快车道;事故二发生在临近下班高峰期, 事故发生在路边。根据路段通行率拟定五种不同拥堵程度对应的指标值, 见表1。 (表1)
两起事故的对比分析:运用Matlab绘制出的两起交通事故的单位时间内通过交通事故横断面车流量的对比图。 (图1、图2) 。图1中“*”表示事故1中车流量随时间的变化过程, “o”表示事故2中车流量随时间的变化过程。
车流量和路段通行率是评价事故所处横断面实际交通能力的指标, 根据图1可以明显地看出事故中横断面处的车流量整体上比事故二中的车流量小, 所以说明同一横断面交通事故发生在二、三车道比发生在一、二车道对该横断面实际通行能力的影响更大。此结论也可以从两事故路段通行率的对比上得到验证。
四、结论与展望
数据分析表明, 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存在差异, 这是由于:
(一) 两起交通事故的时间点不一样, 一个是临近下班高峰期、一个刚好是下班高峰期, 所以第二个交通事故占路对交通的影响应该小一点。靠近人行道的行车速度最慢, 最里面的属于快车道, 事故一种堵住了快车道, 车辆只能从最慢的车道通过, 整体车速降低, 对该横断面实际通行能力的影响更大。
(二) 发生事故的地点距离下游的十字路口很近, 且第一起更偏向路中心, 而第二起几乎在路边, 三个车道上的车辆行驶目的不同, 车流量比例不同, 车道二、三的流量比例都大于车道一的流量比例, 所以事故1对该横断面实际通行能力的影响更大。
图2中折线的斜率表示需求量Q1和Q2, 其中Q1持续时间为T1, 随后流量下降到Q2, 对应的密度为K2, 因交通事故堵塞了部分车道, 使通行能力下降为S1, 密度相应的上升为KS1, 持续时间为R1, 随着故障被排除, 通行能力恢复到最大值S, 对应密度记为KS, 持续的时间为TS。图中ODE表示流量的供给。
用几何方法可以求出:
图2中纵轴表示道路中心线上的不同位置L, 每一根折线表示一辆车在空间二维平面上的运动轨迹, 折线的斜率表示该车的速度, 其两折线之间的水平距离表示相应两车的车头时距, 纵向距离为相应两车车头的空间距离。车流中密度不相同的两部分的分界称为集散波。
集散波的波速Wx, y为:
根据事故1绘制的车流运动变化图斜线OD、DH、DE、PM分别表示三个集散波, 每个波前后的状态为 (Q1, S1) , (S1, S) , (Q1, S) , (Q2, S) , 当T1≥TE时, 折线ODE为畅流和拥挤的分界线。横轴与分界线之间的垂直距离表示拥挤车辆所占的路长, D点表示拥挤向上游延伸达到的最远处, 记为LD。
由上述可得:
由 (2) 、 (3) 、 (4) 可得:
对于事故1, 由于交通信号以60秒为周期, 不妨设周期为T,
绿灯时间为[2k T/2, (2k+1) T/2] (k=0, 1, 2, 3…)
红灯时间为[ (2k+1) T/2, (2k+2) T/2] (k=0, 1, 2, 3…)
如图2, 因为集结波与消散波在T>0时没交点, 所以有限的时间内不能消散。
当t1k∈[ (2k-2) T/2, (2k-1) T/2] (k=1, 2…) 时:
当t2k∈[ (2k-1) T/2, 2k T/2] (k=1, 2, 3…) 时:
图2中的T/2-T时间内, 即红灯亮的时间段内车辆排队的长度:
当k=1时, L=L21
当k=2时, L=L21+L22
综上所述, 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为:
关系式中, Q1为路段上游车流量, S1为交通事故堵塞后的通行能力, t为交通事故持续的时间, S为故障排除后通行能力的最大值, 对应的密度为KS, 其中S、K1、KS为定值。
参考文献
[1]杨佩昆, 张树升.交通管理与控制[M].北京:人民交通出版社, 1995.
[2]郭冠英, 邹智军.道路阻塞时的车辆排队长度计算法[J].1998.
[3]熊烈强.交通流理论及其在高速公路中的应用研究[D].武汉理工大学, 2003.4.
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