一、引 言
目前,在具有分道的寬型道路上，僅有少數路段的車(chē)道有車(chē)型限制，多數情況是具有不同時(shí)速能力的車(chē)輛不同程度地混雜在一起行駛。對于未合理規劃的寬型道路,不可避免地存在各道中行駛車(chē)輛時(shí)速差異較大的情況.在道路上行駛的車(chē)輛為了達到其預想的速度,往往須較頻繁地換道。一般認為,車(chē)輛換道行駛的頻次越高,出現事故的可能性越大。若不換道,道路上的一些低速車(chē)明顯降低了車(chē)輛在相關(guān)道路上的行駛時(shí)速,針對這種情況.本文建立了一個(gè)按不同行駛時(shí)速分道的數學(xué)模型,以盡量滿(mǎn)足行駛時(shí)速度相接近的車(chē)輛問(wèn)道行駛,從而提高道路的行車(chē)時(shí)速,改善交通狀況。
二、模型中的主要假設
本文的建模分析采用如下假設:
1.涉及的道路為封閉路段。
2.車(chē)輛行駛時(shí),時(shí)速不低于40km/h,
3.忽略車(chē)輛改變車(chē)道對行駛時(shí)速的影響。
4.不考慮車(chē)輛在行駛過(guò)程中可能發(fā)生的意外情況。
三、模型的建立和一般結果
1.定義車(chē)道
以j表示分道的序號,J表示總車(chē)道數,即j=l,2,3.....J。圖1為
J=5的示意圖。
圖1車(chē)道示意圖
2.車(chē)型劃分
對車(chē)型的劃分及調查得到的各種車(chē)型在道路.上欲達到的最佳時(shí)速列
于表1。
表1中ai表示第i種車(chē)輛占總車(chē)輛的百分比,并定義I為車(chē)型總數，本文中I=6,因此有a=a1+a2+a3+a4+a5 +a6 =100%
3.分配車(chē)道
根據分析,各車(chē)道單位時(shí)間內車(chē)流量可視為相等(見(jiàn)附錄1)。另一方面要最大限度地發(fā)揮車(chē)道的作用,不出現空道現象,總車(chē)數應盡量平均分布在各道上。這樣,各道平均車(chē)流量A為
式中,voˉ為原道路上車(chē)輛的平均時(shí)速。
式(4)或(5)為本文模型分析的一般結果。
四、實(shí)例計算
1.車(chē)流數據采集
本文選用白顧路單向從北向南至人大附中段的車(chē)流狀況(表2)作為模型的計算實(shí)例。白頤路的單向總車(chē)道數J=4。
2. 車(chē)道劃分及其速度規劃
若同速車(chē)輛均分配在同一道內,由式(3)得,分配方案共10種(詳見(jiàn)附錄2),將這10種分配方案相互比較，相應的標準差亦列于附錄2。
可見(jiàn)，以車(chē)型|1,213|4|5,6|規劃,其標準差最小(S7=7.47),這里“|”表示分道線(xiàn),即
這樣,由式(4)得v=66.25km/h.經(jīng)調查并結合定點(diǎn)數據采集與測算,得到原道路上的車(chē)輛行駛時(shí)速是50km/h≤v≤60km/h.這樣,由式(5)得10. 4%≤vj≤32.5%,所以規劃后道路上車(chē)輛的平均時(shí)速比原來(lái)至少可提高10.4%~32.5%。
在分析中還注意到,方案4的標準差S4=7.79,略高于方案7的標準差。方案4的車(chē)型分類(lèi)是|1|2,3|4|5,6|。相應地，
這樣，由式(4)得v= 68.75km/h。由式(5)得14.6%≤vj≤37.5%,所以此方案規劃后道路上車(chē)輛的平均時(shí)速比原來(lái)至少可提高14.6%-37.5%。在側重速度因素的時(shí)候,這一規劃也是可供選擇的方案。
五、討 論
首先,對于同種車(chē)型,由于司機等客觀(guān)原因,駕車(chē)時(shí)的時(shí)速可能與文中調查得到的a1有一定的差距。另外本文所選取路段的實(shí)際情況與模型中的假設亦有一定的差距,因此通過(guò)枚舉得到的計算結果與實(shí)際結果有一定的誤差,但當實(shí)際情況與假設越接近,模型的適用性就越強。
其次,本文的樣本采集時(shí)間具有局限性,并為人工取樣,這與實(shí)際情況存在差異。若更廣泛、更精確地采集樣本,由此引起的誤差可明顯減小。
再次,實(shí)際路況較為復雜,如道路寬度變化、坡度變化、高峰時(shí)段車(chē)速變化等,均會(huì )對表1所列調查得到的車(chē)型時(shí)速帶來(lái)影響。
盡管有上述諸方面的因素,但是對機動(dòng)車(chē)道進(jìn)行規劃顯然是值得探討的。本文所建立的模型及相關(guān)的實(shí)例計算分析,表明通過(guò)合理規劃進(jìn)行車(chē)道分配,可提高整體車(chē)速,改善擁擠的道路交通狀況。當然,在這方面，須要進(jìn)行更系統的研究，并結合更全面的數據樣本進(jìn)行分析。
六、結 論
本文通過(guò)建立模型,以速度分道的方案重新規劃了原有的道路。實(shí)例計算結果顯示車(chē)輛在規劃后的道路上比在原道路上的時(shí)速至少可提高10.4%~32.5%,從而表明此模型可為機動(dòng)車(chē)分道規劃提供參考。
