道路通行能力評價方式的分析論文
摘要：道路通行能力決定性的關(guān)鍵因素是車輛的組成、車速和車流密度等。在無信號交叉路口的路段，假定車流的到達(dá)規(guī)律服從泊松分布以及行人過街優(yōu)先原則，交叉路口的交通沖突對于相應(yīng)路段的車速和車輛延誤以及排隊(duì)長度產(chǎn)生影響，路面上的安全設(shè)施對于車速有一定的限制，從而影響道路的通行能力。使用VISSIM道路仿真軟件，設(shè)置車速和車流量以及道路的安全設(shè)施設(shè)置情況，根據(jù)軟件得出的數(shù)據(jù)計(jì)算道路的通行能力的大小，分析道路設(shè)計(jì)的合理性。
關(guān)鍵詞：道路通行能力、車速、車流量
引言
道路通行能力是指在給定的一段路面和特定交通環(huán)境下，路面的某個斷面或某一長度的路段上單位時間內(nèi)平均通過的最大車輛數(shù)。流通行能力不僅與駕駛員的反應(yīng)時間、車輛長度、車輛速度、車頭間距有關(guān)，還與道路的線性、路面設(shè)施等道路環(huán)境有關(guān)。特別是無信號交叉口的路段，因?yàn)闊o信號交叉口是路網(wǎng)中交通流的瓶頸，無信號交叉口的交通通行狀況直接影響著整個路段的通行能力。目前國際廠商對于道路通行能力的預(yù)測主要是使用VSSIM交通仿真軟件，以實(shí)際數(shù)據(jù)仿真道路交通狀態(tài)，根據(jù)軟件輸出的能夠分析通行能力的相關(guān)因素的數(shù)據(jù)來評價道路通行能力。
1、模擬道路交通特性
1.1 交叉路口的通行原則
無信號交叉口路口通常執(zhí)行的是全路停車讓行和主路優(yōu)先的次路停車讓行原則，即主路和次路等級相差交大時，主路交通車輛優(yōu)先通過交叉路口，次路車輛等候主路車輛通行，當(dāng)住路車輛的車頭間距較大能夠滿足次路車輛穿插通行時，次路車輛可以通行。行人過街遵循行人優(yōu)先原則，與行人有交通沖突的車輛需要停車等候行人穿過交叉口后通行，VISSIM交通仿真軟件遵循行人過街優(yōu)先原則。
對于某一景區(qū)路段，是兩車道組成的機(jī)動車車道的三級公路，非機(jī)動車輛和機(jī)動車輛組成混合交通，采用護(hù)欄將自行車道與機(jī)動車道分隔，道路內(nèi)側(cè)設(shè)置有停車場，并且臨近村落。道路分成三段，分別為觀光一號路、觀光二號路、觀光三號路，每段道路對應(yīng)相對的車速分布，每段道路的線性設(shè)計(jì)和道路交通安全設(shè)施也不相同，觀光一號路段在交叉口前60米左右設(shè)置有減速區(qū)域，降低即將到達(dá)的車輛的車速，使車輛能安全通過交叉口。觀光二號路段中的車輛行駛速度相對觀光一號和三號路段上的車輛的.車速要低，在觀光二號路段的中間位置同樣設(shè)置有減速區(qū)域，這段道路通過景區(qū)，過往車輛會相應(yīng)地降低車速。
2、模擬道路交通仿真
2.1 仿真軟件設(shè)計(jì)原理
VISSIM軟件系統(tǒng)能分析在車道類型、交通組成、交通信號控制、停讓控制等眾多條件下的交通運(yùn)行情況，具有分析、評價、優(yōu)化交通網(wǎng)絡(luò)、設(shè)計(jì)方案比較等功能。VISSIM采用的核心模型是生理-心理駕駛行為模型。該模型的基本思路是：后車駕駛員認(rèn)為他與前車之間的距離小于其心理（安全）距離時，后車駕駛員開始減速。由于后車駕駛員無法準(zhǔn)確判斷前車車速，后車車速會在一段時間內(nèi)低于前車車速，直到前后車間的距離達(dá)到另一個心理（安全）距離時，后車駕駛員開始緩慢地加速。
2.2 仿真軟件設(shè)置道路交通模型
期望車速是每段道路的車輛期望能夠達(dá)到的車速，車輛限制是不同的道路通行的車輛類型可能不一樣，對于這條三級道路，并且通行的車輛主要是小轎車和貨車，其他類型的交通流類型都限制通行，人行橫道和自行車道只分別允許行人和自行車通行。路徑分為靜態(tài)路徑和動態(tài)路徑，主要是決定車輛的行駛方向。在設(shè)置交通仿真模型中，對于交通流量和期望車速兩個任何因素變化，形成的交通模型就不相同，模擬的交通通行能力就不一樣，每一組的交通流量和期望車速對應(yīng)一組相應(yīng)的交通模型。
2.3延誤和行程時間評價道路的通行能力
使用VISSIM交通仿真軟件，對于這條道路設(shè)置不同的交通流量和期望車速。道路的車輛期望車速和道路車流量大小的不同，將道路通行情況分成8種情況，對于同一種道路期望車速，道路的車流量有四種情況，道路的車速期望分成了兩種情況。道路的交通通行狀況，隨著每一種的車輛行駛速度和路面交通流量不同而不同，對于每一種車速期望和車流量，道路就有不同的交通狀況，通過表現(xiàn)道路交通通行狀況的因素體現(xiàn)。
車輛到達(dá)交叉路口遵循泊松分布，對于不同車型構(gòu)成的主路車隊(duì)而言，其等待延誤可能不同。由于主路是由多種車型構(gòu)成的車流且各種車型到達(dá)交叉口互相獨(dú)立，因此首先應(yīng)對支路的排隊(duì)構(gòu)形及其出現(xiàn)的概率進(jìn)行分析。
延誤和行程時間兩個因素是評價道路通行能力大小，延誤是指車輛在非自由流狀態(tài)下通過路岔口時，相對于道路的交通流在自由流狀態(tài)下需要的多余時間，時間越多說明道路的通行能力越小，道路越不通暢。行程時間更是能夠直接判斷交通狀況的因素，行程時間越大說明道路的通行能力越小，通過同一道路需要的時間越多。
當(dāng)主路排隊(duì)長度一定時，隨著主路車流量的增加，主路車流等待延誤呈上升趨勢，這是符合實(shí)際情況的。由于主路車流量的增加，主路車流密度隨之上升，車輛之間的間隙減小，故支路車輛可穿越的機(jī)會減少，導(dǎo)致支路車輛的等待延誤增加。
2.4車速和交流量對于道路通行能力的影響
通過改變道路的車流量和車速的大小，來觀察排隊(duì)長度、停車次數(shù)、行程延誤和行程時間幾項(xiàng)判斷道路交通通行狀況，以此來分析車流量和車速對于道路通行能力的影響性。道路在不同的交通流量狀況下通行能力不相同，對于相同一段道路，隨著道路上車流量的增加，道路的通行能力降低，在車流量相對較少時，適當(dāng)提高車速能夠提高道路的通行能力，道路對于車輛疏導(dǎo)能力增加。因此對于相應(yīng)的道路，應(yīng)該適當(dāng)?shù)靥岣叩缆返男熊囁俣龋菫榱塑囕v安全，車速的提升高度要有一定的限制，例如在城市主干道車速控制在60千米/小時，在告訴公路上有些路段的行車速度限制在120千米/小時，在提高車速增強(qiáng)道路通行能力的同時也要保證道路安全性。
同一種車速狀態(tài)下，不同的交通流狀況，路面的交通狀況不相同，對于道路在設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)的車速和相應(yīng)的車流量量對于，但是隨著社會的發(fā)展和周邊城市的建設(shè)，道路上通行的車流量會逐漸增加，在達(dá)到道路的通行能力的極限值時，就會出現(xiàn)路面交通的堵塞等，這時的車流量已經(jīng)超出了道路的通行能力。
3.總結(jié)
對于道路設(shè)計(jì)速度的限制以及道路在設(shè)計(jì)階段的道路標(biāo)準(zhǔn)，都需要根據(jù)未來道路所需要的道路通行能力的大小而設(shè)定，以往很多情況下都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷所設(shè)計(jì)的道路限制的速度以及道路的通行能力大小是否滿足所涉及的道路的需求。VISSIM是另一種相對精確的判斷道路的通行能力大小的方式，對于設(shè)計(jì)人員來講，可以在設(shè)計(jì)的初級階段，模擬道路的設(shè)計(jì)情況，來分析道路的限制速度和相應(yīng)狀態(tài)下的通行能力大小，為設(shè)計(jì)提供可靠的參考依據(jù)。
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