城市道路通行能力分析

马也

摘 要：通过数据处理研究车道同一横断面因交通事故被占用不同车道对道路实际通行能力的不同影响，其次用层次分析法（AHP）及最大当量排队长度模型（MEQL）找到事故发生的路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间和路段上游车流量间的关系，并估计通过给定排队长度所用时间。

关键词：层次分析法；最大当量排队长度模型；道路通行能力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.211

0 引言

随着现代生活水平的不断提高，机动车慢慢的成为人们生活中不可或缺的一部分。越来越多的机动车势必会造成城市道路通行能力的变化，也使得城市道路通行能力的研究变得重要起来。

城市的人口密度高，尤其在上下班的交通峰时段，道路上的行人十分拥挤。加之城市的各种车辆与日俱增，道路网络布局不合理，违章建筑和占道摆摊设点，驾驶员及行人的交通法规意识淡薄，运行无规律，争道抢行，任意停车，妨碍其他车辆行驶等问题都影响着城市道路通行能力。总结看来，上述现象均为车道被占用。

研究车道被占用对城市道路通行能力的影響，可从交通事故造成的车道被占用下手。采集交通事故发生前，事故处理阶段，事故车辆撤离后的上下游车流量，车辆排队的长度，排队的时间，车流量密度等数据。之后分析一个交通事故发生至撤离期间，事故所处横断面的实际通行能力的变化过程，比如可通过根据事故所处横断面通过的车流量看出该事故的实际通行能力的变化。在此结论的基础上，可以深入谈论交通事故所占车道的不同的对实际通行能力的影响和差异，主要通过对比两起占有不同车道的交通事故的横断面通行能力。

1 层次分析法的建立及求解

事故所影响路段车辆排队长度与其对应的因素集：

，其中，：事故横断面实际通行能力，：事故持续时间，：路段上游车流量。

现针对目标与各影响因素的关系，进行分层，确定目标层与准则层。

通过经验判断三个影响因素的相对重要程度，根据判断矩阵元素标度方法表将三类因素对车辆排队长度造成影响构成成对比较矩阵：

由上式可以看出，路段排队长度与横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量成线性关系，且路段上游车流量对事故路段的排队长度的影响最大，横断面实际通行能力影响力度其次，事故的持续时间对排队长度的影响最小。

2 最大当量排队长度（MEQL）模型

了进一步的描述车辆排队长度分别与道路横断面实际通行能力、事故持续时间、上游车流量的关系，在层次分析法的基础上，引入最大当量排队长度模型。可对某道路上游车流量进行统计。

最大当量排队长队模型的原始模型为：

根据采样周期事故发生处横断面与上游之间的车辆数保持不变，可将采样瞬间两断面间的车辆当量数、上游进入路段车辆当量数和下游走出路段车辆当量数表示成如下式子：

3 结论

层次分析法把研究对象作为一个系统，按照分解、比较判断、综合的思维方式进行决策，成为继机理分析、统计分析之后发展起来的系统分析的重要工具。系统的思想在于不割断各个因素对结果的影响，而层次分析法中每一层的权重设置最后都会直接或间接影响到结果，而且在每个层次中的每个因素对结果的影响程度都是量化的，非常清晰、明确。这种方法尤其可用于对无结构特性的系统评价以及多目标、多准则、多时期等的系统评价。

最大当量排队长度模型，用控制变量建立出了说明排队长度与各影响因素之间的线性化关系，分析起来方便明了清晰，告别冗杂的多维或多元、多次函数的复杂运算，将现实问题合理的转化为交通类数学模型，并在模型的建立过程包含符合实际的其他物理模型，是很多交通物理模型的改进优化，并对数据进行验证时符合度很高，在做估算上有很大的应用空间。

参考文献：

[1]北京市市政设计研究院，城市道路设计规范[DB/OL].http：//www.docin.com/p-72089518.html，1013.9.13。

[2]司守奎，数学建模算法与应用[M].北京：国防工业出版社，2012.

[3]叶其孝，姜启源.数学建模[M].北京：机械工业出版社，2009.endprint