道路通行能力評價方式的分析論文
道路通行能力評價方式的分析論文
摘要：道路通行能力決定性的關鍵因素是車輛的組成、車速和車流密度等。在無訊號交叉路口的路段，假定車流的到達規律服從泊松分佈以及行人過街優先原則，交叉路口的交通衝突對於相應路段的車速和車輛延誤以及排隊長度產生影響，路面上的安全設施對於車速有一定的限制，從而影響道路的通行能力。使用VISSIM道路模擬軟體，設定車速和車流量以及道路的安全設施設定情況，根據軟體得出的資料計算道路的通行能力的大小，分析道路設計的合理性。
關鍵詞：道路通行能力、車速、車流量
引言
道路通行能力是指在給定的一段路面和特定交通環境下，路面的某個斷面或某一長度的路段上單位時間內平均透過的最大車輛數。流通行能力不僅與駕駛員的反應時間、車輛長度、車輛速度、車頭間距有關，還與道路的線性、路面設施等道路環境有關。特別是無訊號交叉口的路段，因為無訊號交叉口是路網中交通流的瓶頸，無訊號交叉口的交通通行狀況直接影響著整個路段的通行能力。目前國際廠商對於道路通行能力的預測主要是使用VSSIM交通模擬軟體，以實際資料模擬道路交通狀態，根據軟體輸出的能夠分析通行能力的相關因素的資料來評價道路通行能力。
1、模擬道路交通特性
1.1 交叉路口的通行原則
無訊號交叉口路口通常執行的是全路停車讓行和主路優先的次路停車讓行原則，即主路和次路等級相差交大時，主路交通車輛優先透過交叉路口，次路車輛等候主路車輛通行，當住路車輛的車頭間距較大能夠滿足次路車輛穿插通行時，次路車輛可以通行。行人過街遵循行人優先原則，與行人有交通衝突的車輛需要停車等候行人穿過交叉口後通行，VISSIM交通模擬軟體遵循行人過街優先原則。
對於某一景區路段，是兩車道組成的機動車車道的三級公路，非機動車輛和機動車輛組成混合交通，採用護欄將腳踏車道與機動車道分隔，道路內側設定有停車場，並且臨近村落。道路分成三段，分別為觀光一號路、觀光二號路、觀光三號路，每段道路對應相對的車速分佈，每段道路的線性設計和道路交通安全設施也不相同，觀光一號路段在交叉口前60米左右設定有減速區域，降低即將到達的車輛的車速，使車輛能安全透過交叉口。觀光二號路段中的車輛行駛速度相對觀光一號和三號路段上的車輛的.車速要低，在觀光二號路段的中間位置同樣設定有減速區域，這段道路透過景區，過往車輛會相應地降低車速。
2、模擬道路交通模擬
2.1 模擬軟體設計原理
VISSIM軟體系統能分析在車道型別、交通組成、交通訊號控制、停讓控制等眾多條件下的交通執行情況，具有分析、評價、最佳化交通網路、設計方案比較等功能。VISSIM採用的核心模型是生理-心理駕駛行為模型。該模型的基本思路是：後車駕駛員認為他與前車之間的距離小於其心理（安全）距離時，後車駕駛員開始減速。由於後車駕駛員無法準確判斷前車車速，後車車速會在一段時間內低於前車車速，直到前後車間的距離達到另一個心理（安全）距離時，後車駕駛員開始緩慢地加速。
2.2 模擬軟體設定道路交通模型
期望車速是每段道路的車輛期望能夠達到的車速，車輛限制是不同的道路通行的車輛型別可能不一樣，對於這條三級道路，並且通行的車輛主要是小轎車和貨車，其他型別的交通流型別都限制通行，人行橫道和腳踏車道只分別允許行人和腳踏車通行。路徑分為靜態路徑和動態路徑，主要是決定車輛的行駛方向。在設定交通模擬模型中，對於交通流量和期望車速兩個任何因素變化，形成的交通模型就不相同，模擬的交通通行能力就不一樣，每一組的交通流量和期望車速對應一組相應的交通模型。
2.3延誤和行程時間評價道路的通行能力
使用VISSIM交通模擬軟體，對於這條道路設定不同的交通流量和期望車速。道路的車輛期望車速和道路車流量大小的不同，將道路通行情況分成8種情況，對於同一種道路期望車速，道路的車流量有四種情況，道路的車速期望分成了兩種情況。道路的交通通行狀況，隨著每一種的車輛行駛速度和路面交通流量不同而不同，對於每一種車速期望和車流量，道路就有不同的交通狀況，透過表現道路交通通行狀況的因素體現。
車輛到達交叉路口遵循泊松分佈，對於不同車型構成的主路車隊而言，其等待延誤可能不同。由於主路是由多種車型構成的車流且各種車型到達交叉口互相獨立，因此首先應對支路的排隊構形及其出現的機率進行分析。
延誤和行程時間兩個因素是評價道路通行能力大小，延誤是指車輛在非自由流狀態下透過路岔口時，相對於道路的交通流在自由流狀態下需要的多餘時間，時間越多說明道路的通行能力越小，道路越不通暢。行程時間更是能夠直接判斷交通狀況的因素，行程時間越大說明道路的通行能力越小，透過同一道路需要的時間越多。
當主路排隊長度一定時，隨著主路車流量的增加，主路車流等待延誤呈上升趨勢，這是符合實際情況的。由於主路車流量的增加，主路車流密度隨之上升，車輛之間的間隙減小，故支路車輛可穿越的機會減少，導致支路車輛的等待延誤增加。
2.4車速和交流量對於道路通行能力的影響
透過改變道路的車流量和車速的大小，來觀察排隊長度、停車次數、行程延誤和行程時間幾項判斷道路交通通行狀況，以此來分析車流量和車速對於道路通行能力的影響性。道路在不同的交通流量狀況下通行能力不相同，對於相同一段道路，隨著道路上車流量的增加，道路的通行能力降低，在車流量相對較少時，適當提高車速能夠提高道路的通行能力，道路對於車輛疏導能力增加。因此對於相應的道路，應該適當地提高道路的行車速度，但是為了車輛安全，車速的提升高度要有一定的限制，例如在城市主幹道車速控制在60千米/小時，在告訴公路上有些路段的行車速度限制在120千米/小時，在提高車速增強道路通行能力的同時也要保證道路安全性。
同一種車速狀態下，不同的交通流狀況，路面的交通狀況不相同，對於道路在設計階段設計的車速和相應的車流量量對於，但是隨著社會的發展和周邊城市的建設，道路上通行的車流量會逐漸增加，在達到道路的通行能力的極限值時，就會出現路面交通的堵塞等，這時的車流量已經超出了道路的通行能力。
3.總結
對於道路設計速度的限制以及道路在設計階段的道路標準，都需要根據未來道路所需要的道路通行能力的大小而設定，以往很多情況下都是根據經驗判斷所設計的道路限制的速度以及道路的通行能力大小是否滿足所涉及的道路的需求。VISSIM是另一種相對精確的判斷道路的通行能力大小的方式，對於設計人員來講，可以在設計的初級階段，模擬道路的設計情況，來分析道路的限制速度和相應狀態下的通行能力大小，為設計提供可靠的參考依據。