車道被占用對城市道路通行能力的影響國賽國家一等獎建模論文-文庫吧資料
2025-07-02 01:27本頁面
【正文】 次事故后通行能力變化對比從圖5中可以看出由于占道持續(xù)時間不同，導(dǎo)致我們無法直接對兩次事故后的實際通行能力進(jìn)行比較。因此，事故所占的車道不同，對實際通行能力的影響必定存在差異。對兩次事故存在差異的討論 由題可知，三條車道下游路口的轉(zhuǎn)向流量比例不相同。因此，盡管兩次事故所占用的車道不同，但依然立刻造成了同樣惡劣的后果。通過單因素方差分析得出兩次事故對實際通行能力的影響并不存在顯著性差異。下面，通過軟件編程（程序見附件3），對兩次事故發(fā)生后的實際通行能力數(shù)值的顯著性差異進(jìn)行討論，得出結(jié)果：，接受，即：兩次事故對實際通行能力的影響不存在顯著性差異。 3：檢驗假設(shè)給定顯著性水平=，記分布的分位數(shù)為。結(jié)合本題，將事故考慮為因素，第一次事故和第二次事故分別為。由于視頻2是經(jīng)過剪輯的，所以導(dǎo)致第7個和第18個時間點數(shù)據(jù)缺失無法進(jìn)行統(tǒng)計。對視頻2我們同樣做了定點統(tǒng)計，在相同范圍內(nèi)提取出了所需要的數(shù)據(jù)。因此兩次事故通行能力的影響可能無法進(jìn)行直觀的比較。分析說明兩次事故對實際通行能力影響的差異，考慮通過單因素方差分析來討論兩次事故發(fā)生后的實際通行能力的變化情況有無顯著性差異。要求根據(jù)問題一所得結(jié)論，結(jié)合視頻2分析說明同一橫斷面交通事故所占車道不同對該橫斷面實際通行能力影響的差異。標(biāo)準(zhǔn)實時車流密度標(biāo)準(zhǔn)實時車流密度計算公式：其中，為第個時間點實時車流密度；為第個時間點當(dāng)量數(shù)；為選定統(tǒng)計范圍的面積。對應(yīng)的理想當(dāng)量數(shù)30。2：計算對應(yīng)的理想當(dāng)量數(shù)。討論出的步驟如下:1：計算理想情況下的車輛理論占地。根據(jù)假設(shè)，該路段為城市的主干路。參數(shù)的討論首先，對規(guī)定最大速度和理想密度進(jìn)行討論。模型的提出1965年，由Drake提出的速度密度模型[2]，表述出車流密度與速度之間的關(guān)系，模型如下： （6）其中，為車流速度；為規(guī)定最大速度；為實時車流密度；為理想密度。在視頻1中，交通事故發(fā)生至撤離期間，車流速度被持續(xù)影響，從正常行駛速度急速下降甚至接近于0。在速度達(dá)到前，實際通行能力隨著速度的增加而增加；在速度達(dá)到后，實際通行能力隨著速度的增加而減少。其中為初始車頭間距，取城鎮(zhèn)道路行駛中的安全距離。在考慮交通流量時，要求根據(jù)車型換算成標(biāo)準(zhǔn)車當(dāng)量數(shù)，而小型車的換算系數(shù)為1，因此，我們以小型車為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行討論，即選擇2，98。通行能力計算模型我國著名交通專家楊佩昆教授的課題組基于跟馳理論模型，提出了一種計算通行能力的改進(jìn)方法[1]。因此，將距離和車速的影響通用化，形成跟馳模型的一般形式[4]： （1）其中，分別表示第輛車在時刻的位置、速度和加速度； 表示反應(yīng)時間；表示反應(yīng)強度系數(shù)，量綱為；為參數(shù)。跟馳理論的基本形式為：反應(yīng)=靈敏度刺激。跟馳理論跟馳理論是探索在無超車的單一車道上車輛排隊行駛時后車跟隨前車的行駛狀態(tài)，并用數(shù)學(xué)模型加以分析闡述的一種理論。完善數(shù)據(jù)后，算出標(biāo)準(zhǔn)車當(dāng)量數(shù)，結(jié)果如下表所示：表 2 完整的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和換算后的標(biāo)準(zhǔn)車當(dāng)量數(shù)車型12345678910111213小型車28343933324652324455426750大型車9502010004552標(biāo)準(zhǔn)車當(dāng)量數(shù)46443937324852324463527754 在這里的標(biāo)準(zhǔn)車當(dāng)量數(shù)所反映的并不是事故橫斷面的車流量，而是從事故發(fā)生處起至往上游延展120米止這個范圍內(nèi)的車的當(dāng)量數(shù)。這里，我們對缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理。其中，[3]。統(tǒng)計范圍如下圖所示： 120 m路段上游圖1 統(tǒng)計受影響車輛的范圍 m車道一車道二車道三圖1所示的范圍是指自事故發(fā)生處開始往路段上游延展120米所包括的路段，此范圍面積。事故發(fā)生于當(dāng)天16:42:40秒左右，結(jié)束于16:55:40秒左右。最后，結(jié)合兩個模型得出的關(guān)系式可計算在事故發(fā)生至撤離期間的13個時間點的通行能力數(shù)值，畫出圖像對事故所處橫斷面實際通行能力變化進(jìn)行直觀說明?？紤]到若將其量化后能從數(shù)值上對實際通行能力變化過程有更好的體現(xiàn)，我們引進(jìn)在1965年提出的速度密度模型[2]來進(jìn)行進(jìn)一步的討論，此模型將幫助我們利用車流密度來體現(xiàn)車流速度，從而得到密度通行能力模型。在這里，我們考慮采用我國著名交通專家楊佩昆教授課題組提出的基于跟馳理論的通行能力計算模型來描述實際通行能力變化過程[1]。其中對于視頻卡屏造成的數(shù)據(jù)缺失進(jìn)行了插值處理，得到了完整的數(shù)據(jù)，為下文的研究做好了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。三、模型的建立與求解問題一要求根據(jù)視頻一描述出交通事故發(fā)生至撤離期間，事故所處橫斷面實際通行能力變化過程。注意，在計算交通流量時只考慮四輪及以上機動車、電瓶車，且要求將其換算成標(biāo)準(zhǔn)車當(dāng)量數(shù)。假如視頻一中的交通事故所處橫斷面距離上游路口變?yōu)?40米，路段下游方向需求不變，路段上游車流量為1500，事故發(fā)生時車輛初始排隊長度為零，且事故持續(xù)不撤離。根據(jù)問題一所得結(jié)論，結(jié)合視頻2，分析說明同一橫斷面交通事故所占車道不同對該橫斷面實際通行能力影響的差異。附件中的視頻一和視頻二中的兩個交通事故處于同一路段的同一橫斷面，且完全占用兩條車道。如處理不當(dāng)，甚至出現(xiàn)區(qū)域性擁堵。關(guān)鍵字：跟馳理論 通行能力 單因素方差分析 模擬仿真一、問題的提出車道被占用是指因交通事故、路邊停車、占道施工等因素，導(dǎo)致車道或道路橫斷面通行能力在單位時間內(nèi)降低的現(xiàn)象。由于事故持續(xù)不撤離，可將車道二、車道三視為完全癱瘓，此時從上游路口駛進(jìn)該路段的車輛都在車道一進(jìn)行排隊，由此建立事故發(fā)生后車輛排隊時間與排隊長度的數(shù)學(xué)模型，得到事故發(fā)生后約16分鐘，車輛排隊隊伍到達(dá)上游路口。最后，通過控制變量和進(jìn)行基于分布的模擬仿真，獲得導(dǎo)致區(qū)域性擁堵因素（通行能力、上游車流量、事故持續(xù)時間）的臨界值。然后，通過考慮車輛排隊形成的原因及過程，建立了車輛排隊長度數(shù)學(xué)模型。最后，就交通事故位置示意圖中標(biāo)識的車道流量比例對兩次事故對通行能力造成的影響為：從事故發(fā)生瞬間來看，事故一大于事故二；從持續(xù)占道的時間段來看，事故一小于事故二。針對問題二，首先，利用問題一的通行能力評價模型對事故二發(fā)生至撤離期間，通行能力的變化進(jìn)行研究。其次，先利用基于跟馳理論的通行能力計算模型得到了
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