车道被占用对城市道路通行能力的影响

汪昱列,周 宇,徐佳笛（南京邮电大学通信与信息工程学院，江苏南京，210046）



车道被占用对城市道路通行能力的影响

汪昱列,周 宇,徐佳笛
（南京邮电大学通信与信息工程学院，江苏南京，210046）

摘要：首先，我们建立了计算横断面实际通行能力的模型。然后，我们从交通学中最基本的流量守恒和二流理论出发，推导建立了车辆排队长度的数学模型，给出了车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间具体的函数表达式。

关键词：实际通行能力；流量守恒；二流理论

1 车辆通行能力的模型建立与求解

1.1 通行能力计算模型的建立

查阅有关部门的资料可知，通行能力并不简简单单只是车流量的统计，而是指在特定交通条件、道路条件和人为度量标准下的单位时间能通过的最大交通量。因此我们基于交通方面的知识，我们设通行能力为N，建立模型如下：

1)基本通行能力

设基本通行能力为N基本，指的是道路处于理想条件下，每条车道在单位时间内能通过的最大车流量。理想条件是指车辆组成单一的标准车型汽车，在一条道路上以相同速度连续无干扰的行驶。各车之间保持与车速相应的最小车头间隔.计算公式如下：

2)可能通行能力

设可能通行能力为N可能，指在考虑道路和交通条件的限制后对基本通行能力修正后的通行能力，表达公式为：

影响道路通行能力的因素很多，主要考虑以下几个：侧向道路余宽的修正系数，车道宽度的修正系数，车辆类型的修正系数，所以公式(1-2)可修改为如下：

对于侧向道路余宽，如果道路两边的余宽越窄，司机越会下意识靠近道路中间行驶，这会影响通行能力。查阅交通网资料可知侧向余宽修正系数如下：

表1-3 侧向余宽修正系数表

对于车道宽度，如果车道越窄，则在该道路上行驶的汽车平均速度越会下降。标准的车道宽度为3.65米。查阅资料可得到道路宽度对通行能力的影响系数表：

表1-4 道路宽度修正系数表

对于车辆类型，由于在计算基本通行能力时把所有的车辆都看做是标准大小的同一种小型车，但实际中车流里会有多种车，导致通行能力下降。为了方便计算通行能力，我们把不同的车辆类型换算为标准车当量数，设类车的换算系数为。观察视频，共出现了小型车、大型车和电瓶车三类车：

表1-5 不同车型换算系数表

车辆类型的修正系数公式可由换算系数得到：

3)实际通行能力

设实际通行能力为N实际，指实际情况下，在给定服务交通量（单位时间内通过该横断面的车辆数）与基本通行能力之比。再乘以可能通行能力得到的值。

综合上面公式得

2 车辆排队长度的模型建立与求解

首先，我们要求出停留在路段上的车辆总数。根据流量守恒

原理，我们可以得到

车辆在路面上有行驶、过渡与停止三种状态，其中过渡状态较难判定其对道路车辆排队长度的影响。于是，我们引入交通学中的二流理论，将运动的车辆形成的交通流称为行驶交通流，停止的车辆形成的交通流称为阻塞交通流。这样，交通流实际运行中的过渡状态即可当做行驶交通流与停止交通流的某种加权和，即我们可以用二流理论得出任意交通流的实际状态。

由上述理论，我们又可以得到

联立式（3-1）、（3-2）可得单入口单出口路段车辆排队长度公式

由叠加原理可知，对于多入口多出口的单一路段，推广式（3-3）可得

参考文献

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[3] 陈明,郑彩云,张铮.Matlab函数和实例速查手册[M].北京：人民邮电出版社,2014.

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[5]姚荣涵,王殿海. 最大当量排队长度模型及其时空特性[J].大连理工大学学报 2010,05:699-705.

The influence of lane occupancy on the capacity of urban road traffic

Wang Yulie,Zhou Yu,Xu Jiadi
（College of communication and information engineering,Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210046,Jiangsu Province）

Abstract：First of all, we establish a model to calculate the actual capacity of cross section.Then,we used the traffic in the basic flow conservation and second rate theory of is established.In the derivation of the vehicle queue length model,gives the vehicle queue length and accident cross-sectional actual capacity, the accident lasts for time,section upstream traffic between the specific function expression.

Keywords：actual capacity conservation rate theory