城市道路通行能力分析

馬也

摘 要：通過數(shù)據(jù)處理研究車道同一橫斷面因交通事故被占用不同車道對道路實(shí)際通行能力的不同影響，其次用層次分析法（AHP）及最大當(dāng)量排隊長度模型（MEQL）找到事故發(fā)生的路段車輛排隊長度與事故橫斷面實(shí)際通行能力、事故持續(xù)時間和路段上游車流量間的關(guān)系，并估計通過給定排隊長度所用時間。

關(guān)鍵詞：層次分析法；最大當(dāng)量排隊長度模型；道路通行能力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.211

0 引言

隨著現(xiàn)代生活水平的不斷提高，機(jī)動車慢慢的成為人們生活中不可或缺的一部分。越來越多的機(jī)動車勢必會造成城市道路通行能力的變化，也使得城市道路通行能力的研究變得重要起來。

城市的人口密度高，尤其在上下班的交通峰時段，道路上的行人十分擁擠。加之城市的各種車輛與日俱增，道路網(wǎng)絡(luò)布局不合理，違章建筑和占道擺攤設(shè)點(diǎn)，駕駛員及行人的交通法規(guī)意識淡薄，運(yùn)行無規(guī)律，爭道搶行，任意停車，妨礙其他車輛行駛等問題都影響著城市道路通行能力。總結(jié)看來，上述現(xiàn)象均為車道被占用。

研究車道被占用對城市道路通行能力的影響，可從交通事故造成的車道被占用下手。采集交通事故發(fā)生前，事故處理階段，事故車輛撤離后的上下游車流量，車輛排隊的長度，排隊的時間，車流量密度等數(shù)據(jù)。之后分析一個交通事故發(fā)生至撤離期間，事故所處橫斷面的實(shí)際通行能力的變化過程，比如可通過根據(jù)事故所處橫斷面通過的車流量看出該事故的實(shí)際通行能力的變化。在此結(jié)論的基礎(chǔ)上，可以深入談?wù)摻煌ㄊ鹿仕架嚨赖牟煌膶?shí)際通行能力的影響和差異，主要通過對比兩起占有不同車道的交通事故的橫斷面通行能力。

1 層次分析法的建立及求解

事故所影響路段車輛排隊長度與其對應(yīng)的因素集：

，其中，：事故橫斷面實(shí)際通行能力，：事故持續(xù)時間，：路段上游車流量。

現(xiàn)針對目標(biāo)與各影響因素的關(guān)系，進(jìn)行分層，確定目標(biāo)層與準(zhǔn)則層。

通過經(jīng)驗判斷三個影響因素的相對重要程度，根據(jù)判斷矩陣元素標(biāo)度方法表將三類因素對車輛排隊長度造成影響構(gòu)成成對比較矩陣：

由上式可以看出，路段排隊長度與橫斷面實(shí)際通行能力、事故持續(xù)時間、路段上游車流量成線性關(guān)系，且路段上游車流量對事故路段的排隊長度的影響最大，橫斷面實(shí)際通行能力影響力度其次，事故的持續(xù)時間對排隊長度的影響最小。

2 最大當(dāng)量排隊長度（MEQL）模型

了進(jìn)一步的描述車輛排隊長度分別與道路橫斷面實(shí)際通行能力、事故持續(xù)時間、上游車流量的關(guān)系，在層次分析法的基礎(chǔ)上，引入最大當(dāng)量排隊長度模型。可對某道路上游車流量進(jìn)行統(tǒng)計。

最大當(dāng)量排隊長隊模型的原始模型為：

根據(jù)采樣周期事故發(fā)生處橫斷面與上游之間的車輛數(shù)保持不變，可將采樣瞬間兩斷面間的車輛當(dāng)量數(shù)、上游進(jìn)入路段車輛當(dāng)量數(shù)和下游走出路段車輛當(dāng)量數(shù)表示成如下式子：

3 結(jié)論

層次分析法把研究對象作為一個系統(tǒng)，按照分解、比較判斷、綜合的思維方式進(jìn)行決策，成為繼機(jī)理分析、統(tǒng)計分析之后發(fā)展起來的系統(tǒng)分析的重要工具。系統(tǒng)的思想在于不割斷各個因素對結(jié)果的影響，而層次分析法中每一層的權(quán)重設(shè)置最后都會直接或間接影響到結(jié)果，而且在每個層次中的每個因素對結(jié)果的影響程度都是量化的，非常清晰、明確。這種方法尤其可用于對無結(jié)構(gòu)特性的系統(tǒng)評價以及多目標(biāo)、多準(zhǔn)則、多時期等的系統(tǒng)評價。

最大當(dāng)量排隊長度模型，用控制變量建立出了說明排隊長度與各影響因素之間的線性化關(guān)系，分析起來方便明了清晰，告別冗雜的多維或多元、多次函數(shù)的復(fù)雜運(yùn)算，將現(xiàn)實(shí)問題合理的轉(zhuǎn)化為交通類數(shù)學(xué)模型，并在模型的建立過程包含符合實(shí)際的其他物理模型，是很多交通物理模型的改進(jìn)優(yōu)化，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證時符合度很高，在做估算上有很大的應(yīng)用空間。

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