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车道被占用对城市道路通行能力的影响

作者:刘佩 刘昆鹏

来源:《科学与财富》2014年第04期

摘 要:交通拥挤已经成为备受关注的世界性问题。造成交通拥挤的因素很多——其中因为车道被占用所导致的道路通行能力下降则是诱发交通拥堵的主要原因之一。有鉴于此,我们根据题目的要求,通过建立数学模型分析了由于交通事故诱发的车道被占用对城市道路通行能力的影响。

首先,根据灰度值差异进行计数的思想,我们编写了用于提取视频中帧格式图片的MATLAB程序,根据该程序从视频中提取了不同区域、不同时间的交通流量、汽车速度、车头时距等数据信息,通过剔除噪声数据、补充缺失数据,得到了较为详实可靠的交通信息。 其次,通过对比交通事故与占道施工所诱导的车道被占用情形的异同,建立了Green-Shield模型和理论分析模型,分别得到了基于实际观测数据的事故所处横断面的实际通行能力,分析了实际通行能力随时间的变化过程,结合交通流、速度以及车头时距全面比较了交通事故所占车道的不同对实际通行能力的影响。 关键词:城市道路通行能力,RG-波动分析模型 一、问题分析和模型建立

交通事故对城市道路通行能力的影响具有下列特点:(1)事故所处横截面的道路变窄,直接导致实际通行能力大幅下降;(2)城市道路紧邻商业区、生活区,所以与高速路相比岔道明显增加;(3)红绿灯对交通流的调制,一般来说交通流符合泊松分布,但是在红绿灯调制下,交通流不再具有连续性,呈现出Shock-Wave特性。

我们通过描述一段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,从而分析车道被占用对城市道路通行能力的影响。针对问题的需要,我们从实际和理论两个方面出发建立了理论计算模型和Green-Shields模型(速度-流量模型)求事故所处横断面的实际通行能力。 2.1 理论计算模型 ?誗 基本通行能力

由于基本通行能力计算时不考虑道路和交通条件的影响,因此多车道的基本通行能力可按下式计算:

?誗 基于基本通行能力的乘法修正模型