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车道被占用对城市道路通行能力的影响
摘要
道路交通运输是城市基本职能和物质基础要素的重要组成部分,也是城市赖以生存,发展和维持正常运转的必要条件之一。车道占用会降低车道的通行能力,严重时会出现交通堵塞,造成人们出行不便。
问题1,通过观测统计方法结合图表描述了视频一中交通事故发生至撤离事故所处横断面通行能力的变化过程。分析发现事故发生后,交通事故横断面处通行能力即刻下降,随后又略有回升,呈周期振荡波动状态,事故撤离后,道路通行能力上升恢复。
针对问题2,首先采用与问题1相同方法,观测统计视频二中通行能力的变化过程,然后对两者通行能力采用t分布进行了显著性检验。视频二通行能力如视频一在事故发生后也是先下降后略微回升,但不同的是其下降有一定的时间延迟。分析可知视频二中通行能力整体要大于视频一原因在于事故所占车道不同,79%比例的车辆行于二三车道,且第一车道有小区路口,车辆为避让出车偏向于走内车道,即处于交通事故中的第三车道的通行能力要大于第一车道。
在问题3中,为更全面地获得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,从多角度分析分别建立了以车流波为基本理论的微分方程模型一及以灰色系统理论为基础的时间序列差分模型二,并利用视频一中的数据建立了排队长度和其他三个变量之间的函数关系。经过分析,车辆排队长度、事故横断面实际通行能力、上游车流量均可以回归为关于时间的关系。依照函数关系利用Matlab绘制出三者的时间关系图,在研究时间范围内随着时间的推移,车辆排队长度呈波浪式上升;排队长度与上游车流量呈正相关,与事故横断面实际通行能力呈负相关。
问题4基于问题3所建模型,代入已知参数,计算得出事故发生后,,车辆排队长度将到达上游路口。
关键词:采样统计,t分布检验,微分方程模型,灰色系统模型,交通流
一问题重述
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,可能降低所有路段的通行能力,严重时会出现交通堵塞及区域性拥堵。
,从视频中提取数据,描述视频中交通事故发生至撤离期间事故所处横断路面实际通行能力的变化过程。
,结合视频二分析说明事故所占车道不同对该横断面实际通行能力的影响的差异
、事故持续时间、路段上游车辆间的关系。
4. 当该路段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1500,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。
二模型假设
1. 假设车辆所处的道路条件、交通条件、管制条件、环境条件和气候条件都比较理想无太大变化。
2. 我们忽略了摩托车和自行车队道路横断面通行能力的影响,主要虑四轮及其以上的车辆。
3. 假设一辆小汽车为标准车当量数,一辆公交车的标准当量车相当于两辆小汽车。
4. ,公交车的长度为7米。
5. 假设在事故发生段的速度、上游车的速度为常数。
6. 假设文献参考来源真实准确。
三概念及相关定义阐述和符号说明
概念及相关定义阐述
实际通行能力:是在实际的道路和交通条件下,单位时间内通过道路上某一点的最大可能交通量,单位()。
事故持续时间:从交通异常产生到交通流状态恢复正常所需时间
车流量():每小时通过道路的当量小汽车数
车流密度:单位距离内车辆的数目
基本定义:
视频一中平均通行能力:通过观察统计单位时间内视频一中通过第一、二、三车道的车流量,并记作。
视频二中平均通行能力:通过观察统计单位时间内视频二中通过第一、二、三车道的车流量,并记作。
符号说明
序号
符号
说明
1
事故发生后返回波的波速
2
表示事故发生段的实际通行能力
3
表示事故发生至撤离期间上游车流量
4
事故发生段的车流密度
5
事故发生至撤离期间车流密度
6
自由流速度
8
表示堵车时的堵塞密度
9
对应点的排队长度
10
点对应的时刻
11
事故持续时间
12
被堵车辆数目
13
曲线段BCD上任意一点的交通流密度
14
排队长度
15
曲线段BCD上任意一点的车流量
15
交通量
16
行车速度
17
车流密度
四描述分析及模型的建立与求解
,事故所处横断面实际通行能力的变化过程。

首先我们对视频中有一部分暂停及跳跃的无效片段予以剔除,然后提取其有效片段统计了以分钟为间距的通行能力数据,其中统计数据只