一、引 言
目前,在具有分道的寬型道路上，僅有少數路段的車道有車型限制，多數情況是具有不同時速能力的車輛不同程度地混雜在一起行駛。對于未合理規劃的寬型道路,不可避免地存在各道中行駛車輛時速差異較大的情況.在道路上行駛的車輛為了達到其預想的速度,往往須較頻繁地換道。一般認為,車輛換道行駛的頻次越高,出現事故的可能性越大。若不換道,道路上的一些低速車明顯降低了車輛在相關道路上的行駛時速,針對這種情況.本文建立了一個按不同行駛時速分道的數學模型,以盡量滿足行駛時速度相接近的車輛問道行駛,從而提高道路的行車時速,改善交通狀況。
二、模型中的主要假設
本文的建模分析采用如下假設:
1.涉及的道路為封閉路段。
2.車輛行駛時,時速不低于40km/h,
3.忽略車輛改變車道對行駛時速的影響。
4.不考慮車輛在行駛過程中可能發生的意外情況。
三、模型的建立和一般結果
1.定義車道
以j表示分道的序號,J表示總車道數,即j=l,2,3.....J。圖1為
J=5的示意圖。
圖1車道示意圖
2.車型劃分
對車型的劃分及調查得到的各種車型在道路.上欲達到的最佳時速列
于表1。
表1中ai表示第i種車輛占總車輛的百分比,并定義I為車型總數，本文中I=6,因此有a=a1+a2+a3+a4+a5 +a6 =100%
3.分配車道
根據分析,各車道單位時間內車流量可視為相等(見附錄1)。另一方面要最大限度地發揮車道的作用,不出現空道現象,總車數應盡量平均分布在各道上。這樣,各道平均車流量A為
式中,voˉ為原道路上車輛的平均時速。
式(4)或(5)為本文模型分析的一般結果。
四、實例計算
1.車流數據采集
本文選用白顧路單向從北向南至人大附中段的車流狀況(表2)作為模型的計算實例。白頤路的單向總車道數J=4。
2. 車道劃分及其速度規劃
若同速車輛均分配在同一道內,由式(3)得,分配方案共10種(詳見附錄2),將這10種分配方案相互比較，相應的標準差亦列于附錄2。
可見，以車型|1,213|4|5,6|規劃,其標準差最小(S7=7.47),這里“|”表示分道線,即
這樣,由式(4)得v=66.25km/h.經調查并結合定點數據采集與測算,得到原道路上的車輛行駛時速是50km/h≤v≤60km/h.這樣,由式(5)得10. 4%≤vj≤32.5%,所以規劃后道路上車輛的平均時速比原來至少可提高10.4%~32.5%。
在分析中還注意到,方案4的標準差S4=7.79,略高于方案7的標準差。方案4的車型分類是|1|2,3|4|5,6|。相應地，
這樣，由式(4)得v= 68.75km/h。由式(5)得14.6%≤vj≤37.5%,所以此方案規劃后道路上車輛的平均時速比原來至少可提高14.6%-37.5%。在側重速度因素的時候,這一規劃也是可供選擇的方案。
五、討 論
首先,對于同種車型,由于司機等客觀原因,駕車時的時速可能與文中調查得到的a1有一定的差距。另外本文所選取路段的實際情況與模型中的假設亦有一定的差距,因此通過枚舉得到的計算結果與實際結果有一定的誤差,但當實際情況與假設越接近,模型的適用性就越強。
其次,本文的樣本采集時間具有局限性,并為人工取樣,這與實際情況存在差異。若更廣泛、更精確地采集樣本,由此引起的誤差可明顯減小。
再次,實際路況較為復雜,如道路寬度變化、坡度變化、高峰時段車速變化等,均會對表1所列調查得到的車型時速帶來影響。
盡管有上述諸方面的因素,但是對機動車道進行規劃顯然是值得探討的。本文所建立的模型及相關的實例計算分析,表明通過合理規劃進行車道分配,可提高整體車速,改善擁擠的道路交通狀況。當然,在這方面，須要進行更系統的研究，并結合更全面的數據樣本進行分析。
六、結 論
本文通過建立模型,以速度分道的方案重新規劃了原有的道路。實例計算結果顯示車輛在規劃后的道路上比在原道路上的時速至少可提高10.4%~32.5%,從而表明此模型可為機動車分道規劃提供參考。
