一、引 言
目前,在具有分道的宽型道路上，仅有少数路段的车道有车型限制，多数情况是具有不同时速能力的车辆不同程度地混杂在一起行驶。对于未合理规划的宽型道路,不可避免地存在各道中行驶车辆时速差异较大的情况.在道路上行驶的车辆为了达到其预想的速度,往往须较频繁地换道。一般认为,车辆换道行驶的频次越高,出现事故的可能性越大。若不换道,道路上的一些低速车明显降低了车辆在相关道路上的行驶时速,针对这种情况.本文建立了一个按不同行驶时速分道的数学模型,以尽量满足行驶时速度相接近的车辆问道行驶,从而提高道路的行车时速,改善交通状况。
二、模型中的主要假设
本文的建模分析采用如下假设:
1.涉及的道路为封闭路段。
2.车辆行驶时,时速不低于40km/h,
3.忽略车辆改变车道对行驶时速的影响。
4.不考虑车辆在行驶过程中可能发生的意外情况。
三、模型的建立和一般结果
1.定义车道
以j表示分道的序号,J表示总车道数,即j=l,2,3.....J。图1为
J=5的示意图。
图1车道示意图
2.车型划分
对车型的划分及调查得到的各种车型在道路.上欲达到的最佳时速列
于表1。
表1中ai表示第i种车辆占总车辆的百分比,并定义I为车型总数，本文中I=6,因此有a=a1+a2+a3+a4+a5 +a6 =100%
3.分配车道
根据分析,各车道单位时间内车流量可视为相等(见附录1)。另一方面要最大限度地发挥车道的作用,不出现空道现象,总车数应尽量平均分布在各道上。这样,各道平均车流量A为
式中,voˉ为原道路上车辆的平均时速。
式(4)或(5)为本文模型分析的一般结果。
四、实例计算
1.车流数据采集
本文选用白顾路单向从北向南至人大附中段的车流状况(表2)作为模型的计算实例。白颐路的单向总车道数J=4。
2. 车道划分及其速度规划
若同速车辆均分配在同一道内,由式(3)得,分配方案共10种(详见附录2),将这10种分配方案相互比较，相应的标准差亦列于附录2。
可见，以车型|1,213|4|5,6|规划,其标准差最小(S7=7.47),这里“|”表示分道线,即
这样,由式(4)得v=66.25km/h.经调查并结合定点数据采集与测算,得到原道路上的车辆行驶时速是50km/h≤v≤60km/h.这样,由式(5)得10. 4%≤vj≤32.5%,所以规划后道路上车辆的平均时速比原来至少可提高10.4%~32.5%。
在分析中还注意到,方案4的标准差S4=7.79,略高于方案7的标准差。方案4的车型分类是|1|2,3|4|5,6|。相应地，
这样，由式(4)得v= 68.75km/h。由式(5)得14.6%≤vj≤37.5%,所以此方案规划后道路上车辆的平均时速比原来至少可提高14.6%-37.5%。在侧重速度因素的时候,这一规划也是可供选择的方案。
五、讨 论
首先,对于同种车型,由于司机等客观原因,驾车时的时速可能与文中调查得到的a1有一定的差距。另外本文所选取路段的实际情况与模型中的假设亦有一定的差距,因此通过枚举得到的计算结果与实际结果有一定的误差,但当实际情况与假设越接近,模型的适用性就越强。
其次,本文的样本采集时间具有局限性,并为人工取样,这与实际情况存在差异。若更广泛、更精确地采集样本,由此引起的误差可明显减小。
再次,实际路况较为复杂,如道路宽度变化、坡度变化、高峰时段车速变化等,均会对表1所列调查得到的车型时速带来影响。
尽管有上述诸方面的因素,但是对机动车道进行规划显然是值得探讨的。本文所建立的模型及相关的实例计算分析,表明通过合理规划进行车道分配,可提高整体车速,改善拥挤的道路交通状况。当然,在这方面，须要进行更系统的研究，并结合更全面的数据样本进行分析。
六、结 论
本文通过建立模型,以速度分道的方案重新规划了原有的道路。实例计算结果显示车辆在规划后的道路上比在原道路上的时速至少可提高10.4%~32.5%,从而表明此模型可为机动车分道规划提供参考。
