班越+吳啟順+朱嘉

摘要：本文通過對重慶某城市主干道一條車道全天道路交通流數(shù)據(jù)采集，運(yùn)用MATLAB軟件建立了流量、速度以及時(shí)間占有率之間的相互關(guān)系模型，重點(diǎn)對流量與時(shí)間占有率之間的關(guān)系進(jìn)行分時(shí)段比較分析，得出了混合交通流下的城市主干道在平峰時(shí)段速度相對較高和集中的趨勢，時(shí)間占有率在20%時(shí)，為交通狀態(tài)發(fā)生變化的臨界點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：交通流；時(shí)間占有率；主干道；特性；臨界點(diǎn)

中圖分類號(hào)：U491.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言：道路通行條件、駕駛心理與行為、交通流組成差異使得交通流特性表現(xiàn)不同[1]。山地城市道路寬幅有限，道路坡度大，車流構(gòu)成多樣化等因素，導(dǎo)致其交通流特征不同于平原城市。本文通過分析典型山地城市重慶城市主干道交通流量、速度、時(shí)間占有率之間相互關(guān)系，挖掘其城市主干道交通流特性，為后續(xù)城市道路規(guī)劃、管理控制提供參考。

1數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)是通過視頻檢測設(shè)備（檢測精度達(dá)90%以上）在渝魯大道車道某日6：53～10：48實(shí)時(shí)采集所得。渝魯大道是雙向6車道，從路中央到兩邊分別標(biāo)號(hào)1、2、3，分別檢測3條道路的車流量、速度、時(shí)間占有率等數(shù)值。

2 交通流特性分析

2.1 速度-流量關(guān)系

從圖1速度-流量散點(diǎn)關(guān)系中，可以看出渝魯大道主線分流內(nèi)車道存在明顯的非擁擠與擁擠狀態(tài)。

如圖1考慮，重慶市城市主干道大體有三個(gè)階段劃分，城市干道受到速度限制，混合車流條件下的城市干道跟傳統(tǒng)的快速路速度-流量關(guān)系略有不同。階段Ⅰ、Ⅱ描述的是白天速度與流量之間的變化關(guān)系。具體來說，階段Ⅰ表現(xiàn)的是白天平峰時(shí)期車輛自由行駛的道路交通狀況，此階段車輛的速度隨流量增加表現(xiàn)出穩(wěn)定狀態(tài)，最大速度可達(dá)至60km/h，直到流量增加到某一值，速度隨著流量增加開始減小。階段Ⅱ是早晚高峰道路開始出現(xiàn)擁擠的階段，交通流呈現(xiàn)間斷性，短時(shí)內(nèi)隨機(jī)會(huì)出現(xiàn)車輛激增現(xiàn)象，然后是排隊(duì)消散過程的反映，車輛由擁擠狀態(tài)向排隊(duì)消散的過程[1]。階段Ⅲ中區(qū)域數(shù)據(jù)點(diǎn)對應(yīng)流量少、速度低主要原因是夜間行駛的車輛，以特型和大型車輛為主，通行的時(shí)間段集中在22：30至次日早晨7：00。

2.2 流量-時(shí)間占有率關(guān)系

本文選取了某道路2015年12月3日全天每1min流量和對應(yīng)的時(shí)間占有率，從圖可以看出，流量與時(shí)間占有率成反λ模型[1]，時(shí)間占有率0～18%之間，流量與時(shí)間占有率之間接近線性增長關(guān)系，超過18%時(shí)流量隨著時(shí)間占有率的增加有下降趨勢，因此臨界時(shí)間占有率約為18%。如下圖所示。

從圖2可以獲悉凌晨至7：00車流量少，經(jīng)統(tǒng)計(jì)該時(shí)段內(nèi)車輛平均行駛速度為47km/h，道路暢通；早晚高峰時(shí)段出現(xiàn)擁擠時(shí)的時(shí)間占有率分別在25%、18%左右（圖3）。平峰上午時(shí)段（圖2）和夜間時(shí)段（圖3）車輛流量與時(shí)間占有率之間呈現(xiàn)明顯的線性關(guān)系，一定范圍內(nèi)，隨著時(shí)間占有率增大，流量增加，此時(shí)道路交通需求遠(yuǎn)小于道路通行能力，車流能夠?qū)崿F(xiàn)暢通行駛[3]。比較圖2與圖3，可以發(fā)現(xiàn)，夜間駕駛員車速選擇范圍較白天平峰時(shí)段要大，平峰白天時(shí)段車輛速度一致性高，道路通行秩序較夜間要好。

總結(jié)：從速度、流量、時(shí)間占有率之間的散點(diǎn)圖可看出，重慶市主干道交通三參數(shù)間關(guān)系跟傳統(tǒng)的交通流模型有著相似的地方，也表現(xiàn)出差異。這種差異主要來自在混合車流中低速慢行的重型車輛存在、交叉口信號(hào)控制、駕駛特性、道路條件共同作用。在一定范圍，時(shí)間占有率越大，速度越離散，白天時(shí)間段內(nèi)速度與時(shí)間占有率之間明顯表現(xiàn)線性關(guān)系，速度集中50km/h～60km/h。主干道的速度與流量之間的關(guān)系跟城市快速路速度-流量模型曲線明顯不同，在低流量下，速度并沒有呈現(xiàn)負(fù)線性關(guān)系，這跟城市干道是否采取限速措施相關(guān)[3]。城市干道交通流在擁擠即將出現(xiàn)（時(shí)間占有率>20%）的時(shí)候表現(xiàn)出短時(shí)流量“跳躍”現(xiàn)象，交通狀態(tài)發(fā)生變化的臨界點(diǎn)，交通流狀態(tài)比傳統(tǒng)的高速公路、公路或快速路更加脆弱。

參考文獻(xiàn)

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[3] Jiang R，Wu Q.S.Wave properties of anisotropic dynamics model for traffic flow. Transportation Research Part B Methodological . 2012