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车道被占用对城市道路通行能力的影响 摘要 车道被占用是导致道路横断面通行能力降低的重要因素，本文利用视频一和 视频二统计出的相关数据，研究车道被占用对城市道路通行能力的影响。 针对问题一，从视频一中可以明显看出在开始的 4 分钟内车辆运行流畅，在 这段时间内道路的实际通行能力应为最大，4 分钟以后由于碰撞事故导致车辆在 事故点出现排队现象，此时道路的实际通行能力降低。另外，从事故发生前后的 车流密度图可以看出，事故发生后车流密度明显变小，进一步说明事故发生后道 路的实际通行能力降低。 针对问题二，我们利用matlab 软件模拟出事故一和事故二发生前后的车流密 度变化图，可直观看出发生事故二的车流密度变化比事故一发生时更为明显，此 现象反映出发生事故二的道路通行能力稳定性较差，从而说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的影响有较大的差异；为了定量说明这 一问题，运用流量-车道占用率关系模型分析出流量与车道占用率之间的关系。 并且得出事故一和二的实际通行能力： Q 辆 h 车道 Q 辆 h 车道 。由此可知发生事故一 max 1 2492.88( / ) max 1 1930.78( / ) 的道路实际通行能力比发生事故二的道路的实际通行能力更强。 针对问题三，我们从量化的角度上来分析事故所处不同车道上的通行能力。 首先利用回归分析得出排队长度与上游车辆总数的相关性最高，其相关性系数为 0.984。其他依次为事故持续时间和道路通行能力，交通事故所影响的路段车辆 排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的关系 为：y 17.2433.915x 0.551x 11.668x ；其次利用排队论模拟交通流可以得 1 2 3 出当车辆数不断增加，即车辆排队长度不断加长时，车辆的停留时间越来越长， 道路的实际通行能力越来越差，但道路系统不会轻易崩溃。 针对问题四，我们考虑到车辆在事故中的时空迁移变化，利用元胞自动机对 事故交通流进行计算机模拟，得出当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1500pcu/h时，大概经过8分钟 后车辆排队长度将达到上游路口。 关键字：通行能力 回归分析 排队论 MAEQLCP 模型 元胞自动机 1 一、问题重述 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。 视频 1 （附件1）和视频2 （附件2 ）中的两个交通事故处于同一路段的同一 横断面，且完全占用两条车道。请研究以下问题： 1. 根据视频 1 （附件1），描述视频中交通事故发生至撤离期间,事故所处横 断面实际通行能力的变化过程。 2. 根据问题 1 所得结论，结合视频 2 （附件2 ），分析说明同一横断面交通 事故所占车道不同对该横断面实际通行能力影响的差异。 3. 构建数学模型，分析视频 1 （附件1）中交通事故所影响的路段车辆排队 长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的 关系。 4. 假如视频 1 （附件1）中的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 1500pcu/h,事故发生时车辆初 始排队长度为零