车道被占用对城市道路通行能力的影响

车道被占用对城市通行能力的影响作者：顼鹏飞任朝俊刘佳林苑文磊余旺来源：《中国新技术新产品》2018年第01期摘要：交通事故导致车道被占用将直接引起车辆排队，出现堵塞，使道路通行能力降低，本文主要研究交通事故造成车道被占用对通行能力的影响。

首先我们将大小不同的车标准化，统计出事故发生前后每个时间段内通过发生事故横截面的车流量。

然后将道路情况划分为通畅段与拥堵段，对于畅通期间，建立多车道通行能力模型计算实际通行能力，车道占用期间则用车流量表示通行能力。

最后作图分析实际通行能力与时间的关系，得出结论。

关键词：中图分类号：U491 文献标识码：A1.研究背景与问题假设本文以全国大学生数学建模为背景，对2013年建模赛题中的视频进行数据采集，并求解实际通行能力。

在车流量不大的情况下，畅通情况和堵塞情况中通过某一个横截面的标准车辆数往往差异不大。

所以对于畅通的情况，我们不能根据车流量计算实际通行能力，而需要建立数学模型，求解出道路的实际通行能力。

对于拥堵的情况，则可用实际车流量来计算实际通行能力。

对此我们做出以下几点假设：（1）假设人工统计视频数据是准确的；（2）假设标准车长为5m，标准车间距为6m，堵塞排队时车间距为1m。

2.数据获取（1）标准车辆系数换算考虑到各种类型车辆的不同，为准确衡量交通通行的变化，我们按照《公路工程技术标准》中的规定，以小型车为标准计算折算系数，得到如下折算系数：小型车为1.0；大客车为2.0；自行车、摩托车、电瓶车为0.5；（2）数据的统计与缺失数据的补偿由于红绿灯信号周期为1min，所以我们以1min为时间段，分别统计事故发生前后的通行量。

在统计过程中我们发现统计区间16：42：06-16：41：06，16：53：06-16：54：06，和16：56：06-16：58：06都有部分数据缺失，为了修正缺失数据，我们采用拉格朗日法，求出拉格朗日多项式。

插值多项式可以表示为：通过matlab编程可以计算得到缺失段数据见表1。

车道被占用对城市道路通行能力的影响详解车道被占用对城市道路通行能力会产生多方面的影响。

首先，车道被占用会导致道路通行能力下降。

车道被占用意味着车辆只能使用少数可用车道，从而限制了道路上同时行驶的车辆数量。

这会导致车辆密度增加和通行速度减慢，从而降低了道路的通行能力。

其次，车道被占用会增加道路拥堵和交通事故的风险。

当车道被占用时，车辆只能通过有限的车道行驶，导致车流量增加。

车流量的增加会导致道路拥堵，进一步降低车辆的通行速度和通行能力。

此外，车道被占用还会导致车辆之间的距离减小，增加交通事故的概率。

车道被占用还会对行程时间和通行效率产生负面影响。

道路上有车辆无法使用被占用的车道，意味着车辆只能行驶在剩余的车道上，增加了车辆之间的距离和减少了通行的空间。

这会导致车辆通行速度减慢，增加了行驶所需时间。

此外，车辆在通过被占用的车道时还需要等待和避让其他车辆，从而增加了通行的复杂性和延误时间。

车道被占用还会影响交通规划和交通组织。

针对车道被占用的现象，交通部门需要采取相应的措施来提高通行效率和安全性。

这可能包括调整交通信号灯、设置临时交通标志、增加执法力度等。

交通规划和组织的调整需要时间和资源，可能会对城市交通造成一定的影响。

另外，车道被占用还会对公共交通和非机动车出行产生影响。

公共交通在通行过程中也需要使用车道，当车道被占用时，公共交通的通行能力也会受到限制，影响乘客的出行效率。

同样，非机动车出行也需要使用安全的车道，当车道被占用时，非机动车行驶的空间会受到限制，增加交通事故的风险。

综上所述，车道被占用对城市道路通行能力产生了诸多影响，包括道路通行能力下降、道路拥堵和交通事故风险增加、行程时间和通行效率下降、交通规划和组织调整、对公共交通和非机动车出行的影响等。

为了提高城市道路的通行能力，应加强交通管理、执法以及交通规划和组织等方面的工作，以确保道路畅通和安全。

车道被占用对城市道路通行能力影响的数学建模问题：车道被占用对城市道路通行能力的数学建模回答：首先，我们需要了解什么是城市道路通行能力。

城市道路通行能力是指在给定的时间段内，道路上能够有效通行的车辆数量。

车道的占用对道路通行能力产生影响的数学建模可以通过以下几个方面进行分析和解释。

1. 车辆流量模型：车辆流量是指通过道路的车辆数量。

一般来说，车辆流量越大，道路的通行能力就越有限。

车辆流量可以用车辆通过某一点或某一段道路的数量来衡量。

对于特定的时间段，可以使用车辆通过的数量除以时间来得到平均车辆流量。

通过对不同时间段的车辆流量进行观察和统计，可以建立车辆流量模型，用于描述道路的通行能力。

2. 车辆速度模型：车辆的速度是影响道路通行能力的重要因素。

车辆速度受到车辆流量、道路条件、交通信号等多种因素的影响。

当车道被占用时，车辆的速度往往会受到影响，从而降低道路的通行能力。

车辆速度模型可以通过考虑交通流理论和流体力学原理建立，以描述车辆在不同条件下的速度变化规律。

3. 阻塞模型：当车道被占用时，可能会导致道路上的车辆出现拥堵现象。

阻塞可以通过排队长度、排队时间等指标来进行衡量。

通过对阻塞现象进行建模，可以研究车道被占用对道路通行能力的影响。

阻塞模型可以基于车辆流理论和排队理论进行建立，以描述车辆在拥堵情况下的行为和道路通行能力的变化。

4. 交通流模拟：为了更准确地模拟车道被占用对道路通行能力的影响，可以使用交通流模拟技术。

交通流模拟是指使用计算机模拟技术来模拟道路上车辆的运行行为和交通状况。

通过模拟车辆在道路上的运行，可以观察和分析车道被占用对道路通行能力的影响。

交通流模拟可以基于微观模型或宏观模型进行建立，具体方法包括基于细胞自动机、Agent-based模型等。

总结起来，车道被占用对城市道路通行能力的数学建模可以通过车辆流量模型、车辆速度模型、阻塞模型和交通流模拟等方法进行分析和研究。

这些模型可以帮助我们更好地理解车道被占用对道路通行能力的影响，并且可以为交通管理和规划提供科学依据，以改善道路通行能力，提高交通效率。

车道被占用对城市道路通行能力的影响影响道路通行能力的主要因素有道路状况、车辆性能、交通条件、交通管理、环境、驾驶技术和气候等条件。

道路条件是指道路的几何线形组成，如车道宽度、侧向净空、路面性质和状况、平纵线形组成、实际能保证的视距长度、纵坡的大小和坡长等。

车辆性能是指车辆行驶的动力性能，如减速、加速、制动、爬坡能力等。

交通条件是指交通流中车辆组成、车道分布、交通量的变化、超车及转移车道等运行情况的改变。

环境是指街道与道路所处的环境、景观、地貌、自然状况、沿途的街道状况、公共汽车停站布置和数量、单位长度的交叉数量及行人过街道等情况。

气候因素是指气温的高低、风力大小、雨雪状况!公路通行能力的计算方法公路通行能力的计算方法(一)、无平交路段通行能力(1)基本通行能力一般路段是指不受信号、暂停标志、铁公路口等外界因素的中断，保证大体连续的交通流的公路部分。

多车道公路的基本通行能力是以高速公路上观测到的最大交通量为基准确定的。

根据观测结果，城市快速路比城际间高速公路的值来得大一些，在大体接近城市快速路最大交通量处确定了多车道公路的基本通行能力为每车道2200pcu/h。

往返2车道公路的基本通行能力用往返合计值表示。

其理由为往返2车道公路通常不进行往返车道的分离，以供对面车辆超车用，这种方法是比较现实的。

实际上，在往返2车道公路上发生超车时的最大交通量的观测数据非常少，在美国《公路通行能力手册》中写明往返2车道公路的基本通行能力大约为多车道公路中2车道基本通行能力的二分之一，并确定为2500pcu/h。

另外，与多车道公路相同，对单向通行公路，把其基本通行能力定为每车道2200pcu/h。

(2)可能通行能力可能通行能力是用基本通行能力乘以公路的几何结构、交通条件对应的各种补偿系数求出的。

亦即C= CB*γL*γC*γI*……(2.1)式中，C：可能通行能力；CB:基本通行能力；γLγCγI:各种补偿系数。

就多车道公路而言，先用(2.1)式求出每车道的可能通行能力，然后乘以车道数求出公路截面的可能通行能力。

工程施工是一项必要的工作，它可以改善基础设施，提高城市功能，满足人们的生活需求。

然而，在工程施工过程中，常常会出现占用正常车道的情况，给交通带来一定的困扰。

本文将从工程施工占用车道的现象、原因以及对交通的影响等方面进行探讨。

首先，工程施工占用车道现象较为普遍。

在城市建设、道路改造、绿化提升等工程中，施工单位为了保证施工进度和施工安全，往往需要占用部分车道。

这导致原本宽敞平整的道路变得狭窄拥堵，给市民出行带来不便。

此外，在一些特殊情况下，如大型设备运输、临时活动搭建等，也可能导致车道被占用。

其次，工程施工占用车道的原因多样。

一方面，施工单位在施工过程中需要使用大型设备、材料等，这些设备和材料往往体积庞大，无法在狭窄的车道中运输。

因此，占用正常车道成为施工的必要手段。

另一方面，施工区域的安全保障也需要占用车道。

为了防止施工区域发生意外，施工单位往往需要在周边设置围挡、警示标志等，这些设施也会占用一定的车道空间。

然而，工程施工占用车道对交通的影响不容忽视。

一方面，车道被占用会导致道路通行能力下降。

原本宽敞的道路变得拥堵，车辆行驶速度减慢，市民出行时间延长。

尤其在高峰时段，道路拥堵现象更为严重，给人们的生产生活带来不便。

另一方面，车道占用还会增加交通事故的风险。

由于车道变窄，车辆在行驶过程中容易发生刮擦、碰撞等事故。

同时，驾驶员在遇到车道占用时，可能产生急躁情绪，导致驾驶行为失控，进一步增加交通事故的风险。

针对工程施工占用车道的问题，有关部门应采取措施加以缓解。

首先，加强工程施工的规划和管理，确保施工单位在施工过程中尽量减少对正常车道的占用。

例如，可以合理安排施工时间和施工区域，避免在高峰时段进行道路施工。

其次，加强对施工单位的监管，确保施工单位按照要求进行施工，尽量减少对道路通行的影响。

同时，施工单位也应加强自身管理，合理调配施工人员和设备，避免不必要的车道占用。

此外，提高道路施工期间的通行效率也是缓解工程施工占用车道问题的关键。

车道被占用对城市道路通行能力的影响研究摘要车道被占用是影响城市道路交通通行能力的一大原因之一，而且城市道路具有交通流密度大、连续性强等特点，在本文中，我们主要探讨的是车道交通事故所引起的车道被占用问题。

在问题一中，我们从视频1中发生的事故所处横截面实际通行能力变化着手，首先利用统计学原理进行统计，将统计的数据进行标准化处理，其次利用系数修正模型解决了基本通行能力问题，进而通过SPSS拟合，建立了关于横截面实际通行能力的非线性回归模型，并通过作图描绘出视频1所发生事故所处横截面实际通行能力从发生至撤离这段时间内是在不断下降的。

针对问题二，我们利用了同问题一相同的理论，计算出了视频2中事故所处横截面实际通行能力的变化也是在不断下降的，但是出于两者不同的变化状态，我们通过EXCEL作出了两个事故实际通行能力差异对比图，进而得出了在发生交通事故后，车道三的通行能力比车道一的通行能力高。

针对问题三，我们利用交通波]1[理论知识为基础，通过分析车辆的通行能力影响车辆的排队长度，建立交通波的模型；也将排队理论做计算的纽带，对车辆排队数量进行分析，建立了排队理论模型。

最后用matleb编写出一个计算机仿真模型]4[，利用仿真模型进行计算，得出了交通事故所影响的路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、路段上游车流量成反比，与事故持续时间成正比的结论。

针对问题四，利用和问题三相同的算法，在计算的过程中将题目中给出的具体数据值代入matleb中建立的仿真模型进行计算，建立新的排队理论模型，得出了一定的条件下，从事故发生开始，车辆排队长度将到达上游路口时经过365s 时间。

关键词：统计学原理非线性回归模型交通波理论排队论模型 matleb仿真模型（1）背景解析：车道被占用是影响城市道路交通通行能力的一大原因之一，由于城市道路具有交通流密度大、连续性强等特点，一条车道被占用，也可能降低路段所有车道的通行能力，即使时间短，也可能引发交通堵塞、区域性拥堵等交通状况。

承诺书我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》（以下简称为“竞赛章程和参赛规则”，可从全国大学生数学建模竞赛网站下载）。

我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。

我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的，如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。

我们郑重承诺，严格遵守竞赛章程和参赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。

如有违反竞赛章程和参赛规则的行为，我们将受到严肃处理。

我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。

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以上内容请仔细核对，提交后将不再允许做任何修改。

如填写错误，论文可能被取消评奖资格。

）日期：2013年9 月16 日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：编号专用页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：评阅人评分备注全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：车道占用对城市道路通行能力影响摘要车道占用将改变道路的通行能力，对城市交通秩序产生影响。

本文建立数学模型，就事故发生车道、发生位置和堵车类型等因素定量分析车道占用对城市道路实际通行能力的影响。