快速路主輔路銜接交通流特性分析研究★

蔣忠海 陳曉鋒

(佛山科學技術(shù)學院交通與土木建筑學院，廣東 佛山 528000)

?

快速路主輔路銜接交通流特性分析研究★

蔣忠海 陳曉鋒

(佛山科學技術(shù)學院交通與土木建筑學院，廣東 佛山 528000)

通過分析快速環(huán)路主、輔路與進出口交通流特性，闡述了城市快速環(huán)路的交通運行特性，探討了主輔路間的影響規(guī)律，并以佛山一環(huán)為例，在交通調(diào)查及數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，研究了基本路段、主輔路分合流區(qū)、主輔路進出口的交通特性，得出了快速路主輔路銜接的交通流規(guī)律。

快速路，主輔路，交通流，出入口

1 流量、密度、速度三參數(shù)關(guān)系

速度、密度和流量是測定交通流運行狀態(tài)的三項主要參數(shù)，通過探討速度、密度和流量三者之間相互關(guān)系來描述連續(xù)交通流的總體特征。三大參數(shù)的含義為：速度反映系統(tǒng)所能提供的服務(wù)水平、密度描述在交通流中車流行駛的自由度，流量則反映系統(tǒng)的負荷。

交通流三參數(shù)的基本關(guān)系[1-4]為：

Q=vK

(1)

其中，Q為平均流量，輛/h；v為區(qū)間平均車速，km/h；K為平均密度，輛/km。

三參數(shù)的基本關(guān)系如圖1所示。由圖1可知，除通過能力外，任何流量均可在高速低密和高密低速兩種不同的條件下出現(xiàn)，而中低密高速半邊曲線是穩(wěn)定交通流范圍，隨著密度增加流量增加，但速度下降，車輛間粘性力增大，隨機度降低；而高密低速的曲線，是不穩(wěn)定流，車流對個體車微小的變化都非常敏感。

2 基本路段交通特性分析

根據(jù)對路段數(shù)據(jù)進行二次統(tǒng)計后，得到主路和輔路的速度—流率關(guān)系曲線如圖2，圖3所示。在對樣本量的分析中，得到?jīng)Q定

系數(shù)R2，發(fā)現(xiàn)因變量的變異大部分能被自變量所解釋，即佛山一環(huán)主輔路的行車速度可以用流率解釋，且主輔路的流量和速度滿足二次拋物線關(guān)系。主路車速最低值出現(xiàn)在80 km/h左右，對應(yīng)主路交通量約為7 000 pcu/h；輔路車速最低值出現(xiàn)在36 km/h左右，對應(yīng)輔路交通量約為4 500 pcu/h。

3 主輔路合流區(qū)、分流區(qū)交通特性分析

按照進出口交通流的匯合、分離情況，分為合流區(qū)和分流區(qū)。對于主路來說，進口是合流區(qū)，出口是分流區(qū)；對于輔路則正好相反(見圖4)。

主路合流區(qū)情況下，主路的車流速度經(jīng)歷的是中—低—高的過程，速度呈波形擴張，根據(jù)交通安全理論，速度的差異起伏是交通安全的隱患，因此在主路車道內(nèi)設(shè)置漸變段和加速車道減弱這種差異就變得相當必要。輔路合流區(qū)情況下，輔路的車流速度經(jīng)歷的是低—中—高的過程，速度為遞增函數(shù)擴張，速度變化較平滑，對交通仍然造成一定影響，但是比主路合流區(qū)低。主路分流區(qū)情況下，主路的車流速度經(jīng)歷的是中—低—高的過程，速度呈波形擴張，根據(jù)交通安全理論，速度的差異起伏是交通安全的隱患，因此在主路車道內(nèi)設(shè)置漸變段和減速車道減弱這種差異就變得相當必要。輔路分流區(qū)情況下，輔路的車流速度經(jīng)歷的是低—中—高的過程，速度為遞增函數(shù)擴張，速度變化較平滑，對交通仍然造成一定影響，但是比主路分流區(qū)低。

4 主輔路段對進出口交通流特性分析

主輔路進出口車速的影響因子眾多，單一自變量對因變量幾乎不構(gòu)成解釋。主輔路出入口調(diào)查統(tǒng)計旨在確定車速的影響因子，確定其回歸方程，指導主輔路出入口間距、主輔路出入口標準的設(shè)計。將主輔路段按照入口—出口作為一個單元進行分析，則出入口間路段的長度、主路流量和輔路的流量將影響出入口的交通流特性。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，對出入口的車速和出入口間路段長度、主路交通量、輔路交通量進行回歸分析，以車速為因變量，后三

者為自變量建立多元回歸方程。其中，入口車速的多元回歸方程如式(2)所示，出口車速的多元回歸方程如式(3)所示。

(2)

(3)

其中，y為出入口車速，km/h；x1為出入口間距離，m；x2為主路流量，pcu/h；x3為輔路流量，pcu/h；R2為判定系數(shù)；Sey為y的方差估計。

根據(jù)式(2)和式(3)，對調(diào)查數(shù)據(jù)進行模擬計算，得到各調(diào)查路段出入車速模擬值，如圖5和圖6所示。

5 結(jié)語

由于文章篇幅原因，未將交通調(diào)查的詳細數(shù)據(jù)羅列在本文中，本文的分析結(jié)論受交通調(diào)查數(shù)據(jù)的影響較大，主要采用統(tǒng)計分析的方法進行分析，選用特定的快速路作為研究對象，研究結(jié)論具有一定的局限性。

[1] 尚世宇,劉 君,蔣忠海，等.交通工程[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2014.

[2] 晏 秋.城市快速路銜接問題系統(tǒng)研究[D].成都：西南交通大學,2012.

[3] 王振報.輔路對城市快速路出口交通流特性的影響研究[J].交通運輸工程與信息學報，2008(5)：92-93.

[4] 楊 濤.南寧市城市快速路系統(tǒng)交通銜接模式研究[J].規(guī)劃師，2013(S3)：63-64.

On traffic flow features of connection between main and side roads on expressways★

Jiang Zhonghai Chen Xiaofeng

(CollegeofCommunicationsandCivilEngineeringArchitecture,FoshanUniversity,Foshan528000,China)

According to the analysis of the traffic flow features at the entrances and exits, main and side roads on expressways, illustrates the traffic operation features of the express ring roads of cities, explores the influential law of the main and side road sections, researches the traffic features at basic road sections, merging sections of main and side roads, their entrances and exits, based on the traffic investigation and data analysis with the example of the No.1 Ring Road of Foshan City and concludes the traffic flow law for the connection between main and side roads.

expressway, main and side road, traffic flow, entrance and exit

1009-6825(2016)16-0130-02

2016-03-26★:廣東高校土建工程技術(shù)研究中心建設(shè)項目資助

蔣忠海(1981- )，男，碩士，講師； 陳曉鋒(1980- )，男，碩士，講師

U491

A