路側(cè)停車行為對基本路段通行能力的影響分析

邵長橋，楊喬喬

(北京工業(yè)大學(xué) 城市交通學(xué)院，北京100124)

隨著我國城市化進程加快，城市機動車保有量迅速增加，交通擁堵、停車困難等矛盾越發(fā)突出。可預(yù)見，在今后相當(dāng)長的時間內(nèi)，城市路側(cè)停車方式將會繼續(xù)保持。通行能力作為道路規(guī)劃設(shè)計時的重要指標(biāo)，往往只考慮了車道寬度、車道數(shù)、交叉口控制方式及自行車的影響折減[1]，沒有考慮實際運行中諸如路側(cè)停車、公交?？空镜葘νㄐ心芰Φ挠绊懀瑢?dǎo)致計算通行能力與實際通行能力不符。

針對路側(cè)停車對路段通行能力的影響，國內(nèi)外學(xué)者進行了大量研究。文獻[2]指出：在對城市道路進行通行能力分析時，需對路側(cè)停車影響進行充分考慮，并對通行能力值進行修正；F．PREVOST[3]將路側(cè)停車分為居住區(qū)長時停車和商業(yè)區(qū)短時停車兩類，建立了路側(cè)停車模型，并給出了路側(cè)停車容量和占有率計算公式；A．I．PORTILLA等[4]利用M/M/Infinity排隊模型研究了路側(cè)停車行為和不規(guī)則停放車輛對通行能力的影響，數(shù)值模擬結(jié)果表明：每小時路側(cè)停車頻次分別為10、20、30次時，道路通行能力將分別下降6%、10%、16%，平均行程時間將增加15%、24%、39%；姜波等[5]分析了路邊停車對通行能力影響的各種因素，并給出了不同道路條件下通行能力的計算方法；何雅琴等[6]建立了平行式路邊停車路段通行能力模型，并提出了路邊停車剩余車道數(shù)和車輛進、出泊位對通行能力的修正系數(shù)模型。

上述的研究更多地是側(cè)重于從宏觀特征分析路側(cè)停車對通行能力的影響，而較少定量研究路側(cè)停車微觀行為對通行能力影響。筆者擬從停車微觀行為特征著手，基于車輛駛?cè)搿Ⅰ偝雎穫?cè)停車位對交通流影響時間的觀測數(shù)據(jù)，定量分析了路側(cè)停車對通行能力的影響。

1 數(shù)據(jù)調(diào)查和分析

1.1 數(shù)據(jù)采集和整理

筆者選取北京市住宅區(qū)、辦公區(qū)和商業(yè)區(qū)的路側(cè)停車位為調(diào)查對象，調(diào)查時間選取平峰和高峰各4h，分別為：07∶00—11∶00，15∶00—19∶00。調(diào)查內(nèi)容包括：道路交通環(huán)境和車輛駛?cè)?、駛出對交通流的影響時間。其中，道路交通環(huán)境包括：道路等級、車道寬度、車道數(shù)、橫斷面形式、停車位設(shè)置方式和分布方式。影響時間為車輛進出路側(cè)停車位時對相鄰車道交通流造成影響的車輛加速和減速時間，車輛進入停車位時的影響時間按后退式和前進式分別記錄。

1.2 數(shù)據(jù)分析

表1分別給出了住宅區(qū)、辦公區(qū)和商業(yè)區(qū)按性別、停車方式和車輛駛出的影響時間數(shù)據(jù)分布特征。由統(tǒng)計結(jié)果發(fā)現(xiàn)：不同區(qū)域男性和女性，前進式停車、后退式停車和車輛駛出的平均影響時間分別為4.46、9.82、4.55 s。后退式停車對交通流影響時間長短與前進式停車相比差距較大。不同區(qū)域人口組成不同，住宅區(qū)人口組成復(fù)雜，駕駛技術(shù)參差不齊，數(shù)據(jù)較分散；而商業(yè)區(qū)多為年輕人，駕駛技術(shù)相差不大，故數(shù)據(jù)比住宅區(qū)集中；辦公區(qū)中年人占據(jù)更多地比例，駕駛?cè)笋{駛技術(shù)成熟，數(shù)據(jù)也更加集中。

表1 車輛進、出停車位對交通流影響時間分布特征

為檢驗駕駛?cè)诵詣e和停車區(qū)域是否對停車影響時間有顯著影響，筆者應(yīng)用SPSS軟件分別對上述兩因素進行T檢驗。檢驗結(jié)果表明：區(qū)域和駕駛?cè)诵詣e對停車影響時間無顯著性差異。進一步檢驗發(fā)現(xiàn)：停車方式和停車頻次會對影響時間造成顯著性差異。

1.3 停車頻次對交通流影響

車輛進、出頻率越高對交通流造成的延誤越大。筆者對駛?cè)?、駛出路?cè)停車位對交通流影響時間數(shù)據(jù)進行處理，選取15 min為時間間隔，分別分析了車輛前進式停車、后退式停車和車輛駛出頻率λ(輛/15 min)與影響時間T的關(guān)系(圖1)。

圖1 停車頻次與影響時間的散點圖Fig.1 Scatter graphs of statistic relationship between λ and T

圖1(a)為前進式停車頻次與停車影響時間關(guān)系散點。由圖1(a)可知：停車影響時間隨著停車頻次的增加而增加，但不是線性關(guān)系。應(yīng)用觀測數(shù)據(jù)，得到前進式停車頻率λ1與交通流影響時間T1的關(guān)系，如式(1)。

T1=5.97lnλ1+4.12

(1)

式中：T1為前進式停車影響時間，s；λ1為15 min內(nèi)前進式進入停車場頻次，輛/15 min。

可得：擬合優(yōu)度R2=0.85，顯著性水平sig=0.00。

同理，對后退式停車頻次與停車影響時間觀測數(shù)據(jù)進行分析〔圖1(b)〕，如式(2)：

T2=12.98lnλ2+8.64

(2)

式中：T2為后退式停車影響時間，s；λ2為15 min內(nèi)后退式進入停車場頻次，輛/15 min。

可得：擬合優(yōu)度R2=0.93，顯著性水平sig=0.00。

圖1(c)給出了車輛駛出停車頻次與影響時間散點。應(yīng)用觀測數(shù)據(jù)，得到車輛駛出頻率λ3與影響時間T3的關(guān)系，如式(3)：

T3=6.93lnλ3+4.28

(3)

式中：T3為車輛駛出的影響時間，s；λ3為車輛駛出停車場頻次，輛/15 min。

可得：擬合優(yōu)度R2=0.82，顯著性水平sig=0.00。

客觀條件下，路側(cè)停車不可能只存在一種停車方式或只有車輛駛出。因此需要綜合考慮不同方式的車輛駛?cè)?、駛出，同時存在車輛同時進、出停車位頻次與對交通流影響時間的關(guān)系。對觀測數(shù)據(jù)進行處理，得到多元線性回歸模型，如式(4)：

T=2.32+3.05λ1+6.07λ2+2.93λ3

(4)

式中：T為交通流影響時間，s。

模型修正可決系數(shù)R2=0.92擬合優(yōu)度較好；模型整體sig值顯著，為sig=0.00；常數(shù)項和3個自變量系數(shù)顯著性都小于0.05，也十分顯著。表2為模型參數(shù)估計結(jié)果。

表2 模型參數(shù)估計結(jié)果

2 路側(cè)停車對通行能力影響

路側(cè)停車對道路通行能力影響主要體現(xiàn)在3個方面：阻滯機動車交通流、降低道路通行能力、增加行車延誤。另外，停放的車輛占用行車空間、阻斷行車視線都會影響行車速度，導(dǎo)致道路通行能力下降[7]。

2.1 車道寬度和側(cè)向凈空影響

路側(cè)停車會改變車道寬度，從而導(dǎo)致通行能力變化。城市道路設(shè)計中，一般取標(biāo)準(zhǔn)車道寬度3.5 m，當(dāng)車道大于和小于該值都會影響車輛行駛。車道寬度W的變化與通行能力修正系數(shù)α關(guān)系如表3[8]。

表3 車道寬度對通行能力的修正系數(shù)

路側(cè)停車造成車輛在側(cè)向凈空不足的車道上行駛時，駕駛?cè)藭杏X不安全，從而減速，偏離車道線，對車道通行能力產(chǎn)生不利影響，需要對通行能力進行重新修正。側(cè)向凈空與通行能力修正系數(shù)β關(guān)系如表4[9]。

表4 側(cè)向凈空對通行能力的修正系數(shù)

2.2 車輛停車行為影響

車輛進、出路側(cè)停車場對交通流影響時間決定了對交通流影響程度，反映出對道路通行能力的影響[10]。通行能力的折減，可用時間障礙率來表示[11]，如式(5)：

(5)

式中：Rt為時間障礙率；T為統(tǒng)計時間內(nèi)總的影響時間，s；Td為統(tǒng)計時間間隔，s。

2.3 路側(cè)停車對通行能力影響模型

綜合上述因素，得到路側(cè)停車對通行能力影響模型，如式(6)：

C=C0αβ(1-Rt)

(6)

式中：C為通行能力，pcu/h；C0相鄰車道的基本通行能力，pcu/h；α為車道寬度對通行能力的修正系數(shù)；β為側(cè)向凈寬對通行能力的修正系數(shù)。

將式(4)轉(zhuǎn)化為1 h內(nèi)車輛進、出路側(cè)停車場頻率λ與交通流影響時間T的關(guān)系，并代入式(6)，可求得車輛進、出停車位頻率λ與通行能力C的關(guān)系模型，如式(7)：

C=C0αβ[1-(9.28+12.20λ1+24.28λ2+11.72λ3)/3 600]

(7)

式中：λ1、λ2、λ3分別為1 h內(nèi)車輛前進式停車、后退式停車、車輛駛出停車場頻率，輛/h。

3 模型分析

為驗證模型合理性，通常使用VISSIM軟件對車輛行為進行仿真分析[12-13]。筆者應(yīng)用VISSIM軟件固定每小時車輛進、出頻率，通過不斷輸入流量，可得到路段通過流量的最大趨近值，該值可作為存在路側(cè)停車時，不同頻率下進、出路側(cè)停車場的路段通行能力值。圖2給出了仿真和計算結(jié)果對比。

采用平均絕對百分比誤差比較分析仿真和計算結(jié)果的差異，如式(8)：

(8)

式中：M為平均絕對百分比誤差；yi為不同頻率下通行能力計算結(jié)果；為不同頻率下通行能力仿真結(jié)果；n頻率值。

由圖2可知：路側(cè)停車對通行能力影響計算結(jié)果與仿真結(jié)果吻合較好，應(yīng)用式(8)可求出兩者平均絕對百分比誤差為2%。因此，通過建立車輛進、出停車場頻率與交通流影響時間的關(guān)系來定量分析路側(cè)停車對路段通行能力影響是合理的。

圖2 仿真結(jié)果與計算結(jié)果對比Fig. 2 Comparison between simulation results and calculation results

4 結(jié) 語

筆者在分析借鑒國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上，以北京市路側(cè)停車為研究對象，調(diào)查了不同區(qū)域、不同性別的駕駛員進、出路側(cè)停車位時對交通流影響時間的分布特征，通過分析路側(cè)停車在時間和空間上對路段通行能力的影響，并建立了路側(cè)停車時的通行能力理論計算模型。對調(diào)查數(shù)據(jù)進行處理，找出了車輛進、出停車位與影響時間的關(guān)系模型，量化了路側(cè)停車與通行能力關(guān)系的計算方法，并進行了仿真驗證。

研究結(jié)果為路側(cè)停車規(guī)劃、設(shè)計和管理及路段通行能力與服務(wù)水平分析提供了一定的理論基礎(chǔ)。不足之處在于，建立的模型只適用于無違章停車、無行人和非機動車影響的理想情況，有一定的局限性，且還需要大量數(shù)據(jù)進行驗證

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