城市主干路常發(fā)性擁擠擴(kuò)散規(guī)律研究

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1、中國交通研究與探索(2005)一第六聲全圉交通運(yùn)輸領(lǐng)域青牟學(xué)術(shù)奎議論丈善，十^f·+*t～?0?一㈣口甜i?，～tp，，tr‘f一十一倒“?日-?、一

2、f女’r’鏟’∥P曾∥崔●r：●‘膏城市主干路常發(fā)性擁擠擴(kuò)散規(guī)律研究·代磊磊，姜桂艷，白竹。趙佳琪，鄭祖舵(吉林大學(xué)交通學(xué)院，吉林長春130025)摘要：常發(fā)性擁擠所帶來的危害日益顯著，給人們的出行帶來不便。因此，如何準(zhǔn)確預(yù)測常發(fā)性擁擠的擴(kuò)散情況就顯得尤為重要。通過VISSIM模擬的方法，對常發(fā)性擁擠的擴(kuò)散規(guī)律進(jìn)行了一系列分析，不僅锝出了擁擠擴(kuò)散時(shí)的波動性、延滯性、傳遞性等特點(diǎn)，還對相鄰檢測站問的排隊(duì)車輛數(shù)和平均排隊(duì)長度擁擠指標(biāo)進(jìn)

3、行了量化，并對變換后的累計(jì)流量曲線(Ⅳ曲線)預(yù)測的擁擠持續(xù)時(shí)間與真實(shí)值進(jìn)行了比較分析，從而驗(yàn)證了該預(yù)測方法的有效性。關(guān)鍵詞：常發(fā)性擁擠；擴(kuò)散規(guī)律；微觀仿真；累計(jì)流量曲線；排隊(duì)長度0引言近年來，隨著汽車保有量和人們出行次數(shù)的增多，常發(fā)性擁擠所帶來的危害日益顯著，不僅給^們的出行帶來不便，而且導(dǎo)致資源的浪費(fèi)和財(cái)產(chǎn)損失。常發(fā)性擁擠的直接危害是延誤增大，行程速度降低，此外，常發(fā)性擁擠使得交通事故增多，而交通事故的發(fā)生又使常發(fā)性擁擠加劇，形成惡性循環(huán)。常發(fā)性擁擠的產(chǎn)生是由于城市的不斷膨脹，居民的居住地和工作地以及商業(yè)中心之間的距離不斷增大，每天所需的出行距離也相應(yīng)增加導(dǎo)致。結(jié)果匕下班匯集而

4、來的人流和車流在主干路匕產(chǎn)生了過大的交通需求，也就是昕謂的‘‘早高峰”和“晚高峰”，一旦超過主干路匕某個(gè)路段或交叉口的i禹行能力，就會發(fā)生常發(fā)瞠擁臍，并且隨著汽車保有量的日益增多，進(jìn)一步加劇了常發(fā)性擁擠的嚴(yán)重程度。常發(fā)性擁擠形成后，如何準(zhǔn)確判斷擁擠的發(fā)生以及準(zhǔn)確預(yù)測其擴(kuò)散晴況就顯得尤為重要，這不僅是正確實(shí)施交通誘導(dǎo)措施的基礎(chǔ)，也是進(jìn)行交通疏導(dǎo)的理論依據(jù)。本文基于VISSIM微觀仿真的原理，對城市道路常發(fā)性擁擠狀態(tài)下的交通流進(jìn)行了一系列模擬，以期獲得擁擠交通流的擴(kuò)散規(guī)律。l常發(fā)性擁擠狀態(tài)下的交通流特性行駛在城市道路匕的各種車輛，由于出行目的不同、車型不同、行駛路線各異，其運(yùn)行狀態(tài)隨

5、道路條件、交通環(huán)境和駕駛員特點(diǎn)而有不同的變化。盡管這種變化非常復(fù)雜，但通過大量觀測分析，各種交通黿帶∥t態(tài)是具有一定特征性傾向的。流量＼頸處通行能力＼＼▲二一二二五與z‘速z．度磊占有五牢圖1常發(fā)性擁擠的交通模式示意圖用來表征交通流特性的參數(shù)分為宏觀和微觀參數(shù)。其中宏卿參數(shù)用于描述交通流作為—個(gè)整體表現(xiàn)出來的·國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(50338030)o2005·8中國·大連768khb％Ⅵ第四部分：交通信息工程及控制r?礦_崔f。I，甘抖饉竹詹一一譬餌礦雪，礦越，桿釅F㈨I帶醬’●●"一"毋留女2wr7一≯一。P一口霄’?！?’一’’_∞{+運(yùn)行狀態(tài)特性，主要包括交通量、速度、交

6、通密度、占有率、排隊(duì)長度；微觀參；炯于描述交通流中彼此相關(guān)的車輛忽間的運(yùn)僦特眭，包晤車頭時(shí)距和車頭間距。交i匿啻f滿征的時(shí)空變化嘲由梵酌；c妻爿皴賊；的變化體現(xiàn)出來，以交i恿流量偽善本磣數(shù)(流量、艘和占存擎)為例，在邕翔漱態(tài)下常發(fā)性髓擠的劐攢醐進(jìn)的，從不擁擠到擁擠一般有—個(gè)較長的時(shí)間過程，經(jīng)過適當(dāng)比例轉(zhuǎn)換后的三個(gè)參數(shù)變化過程如圖1所示。由此可見，如果在道路E設(shè)置有—定數(shù)量、—定種類的交通檢測器，并按照一定的時(shí)間間lj鬲對交通流參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，則通過分析這些交通數(shù)據(jù)的變化規(guī)律可以實(shí)現(xiàn)對常發(fā)性擁擠的確認(rèn)，并根據(jù)實(shí)時(shí)懈流狀況、道路設(shè)施條件對已經(jīng)生成的常發(fā)性擁擠的擴(kuò)散情況進(jìn)行預(yù)測。2基

7、于VISSIM的模擬分析本淪文中采用白憔國PⅣ公司開發(fā)的VIsSIM3．60版懶瞵萄仿真系統(tǒng)，它采用j魯?shù)鶠橹棺顨q懶盼b理一物理學(xué)車輛跟蹤模型為基本模型楊心，融入了跟車模型和車道變換模型等方面的研究成果。它可以用來方便地模擬喊市主干路的沒計(jì)，可以真實(shí)地反映道路交通運(yùn)行狀態(tài)，并且可以在道路網(wǎng)絡(luò)的任意位置沒置檢測器，采集交通量、車速、排隊(duì)長度等交通參數(shù)，并可以利用這些檢測參數(shù)對擁擠擴(kuò)散規(guī)律進(jìn)行比較分析。2．1模擬場景設(shè)計(jì)本文模擬某城市主干路的部分路段，由四條道路、蘭個(gè)交叉口組成，其中主干路1、2和3都為雙向四車道道路，次干路為雙向三車道道路。道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示，圖中阿拉伯?dāng)?shù)字1—

8、15代表檢測站繡奇號，羅馬字母I～I(xiàn)II為交叉口編號，檢測站之間距離均為50m。主干路2_—叫主干路，_—_次干路—一千路llIⅡml2341550m250m806m620m245m．圖2模擬路段路網(wǎng)拓?fù)鋱D結(jié)合道路的i百行能力和拗的需要，通過謝十至U達(dá)奴口Ⅱ的嫩量來模擬常發(fā)瞄瞄的發(fā)生，擁擠主要發(fā)生在交叉口I和Ⅱ之間的路段，沒有擴(kuò)散到交叉口I。主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表I所示。表I基于VISSIM模擬的常發(fā)性擁擠參數(shù)設(shè)計(jì)t述組成流量中，小型車比例為900／0，設(shè)計(jì)時(shí)速50—60km／h，大型