交通事故引起的排队长度及消散时间的估算

交通事件下排队车辆数和总延误计算模型研究董国华左友兰摘要：为描述交通事件后导致拥挤交通流中的排队现象，分析预测交通流的时空影响。

根据流量守恒定律和交通波波速公式，提出了排队车辆数和车辆总延误定量计算的一个新模型。

将事件后交通流的发展划分为三个时间阶段，推导出道路堵塞时各相应时间段交通变量动态计算公式。

同时分析了交通事件影响因素除了事件本身的严重性外，事件的清理时间是决定事件瓶颈处车辆排队第二位的影响因素;以及交通事件时空发展模型与事件自动检测两者之间相互影响、互为因果的关系。

最后用应用算例对该模型的有效性进行验证，结果表明，数据符合实际情况，排队车辆数随着事件持续时间增加呈分段线性变化，而所有排队车辆的总延误随着交通事件处理时间的增加呈二次平方变化。

此模型可作为交通管理控制部门对交通事件发生后制定合理救援措施的理论依据。

关键词：交通事件;影响因素;交通流;排队车辆数;总延误;模型分析TP399：A1 引言近年来，由于我国机动车越来越多，人、车、路等矛盾也越来越突出。

在高速道路上，交通事故、车辆故障、货物散落、大货车占道、修路养路、路边停车、流量激增等交通事件是造成偶发性交通拥堵的主要原因，尤其是在节假日，事件发生后导致车辆排队现象在交通运输系统中随处可见。

交通事件发生后，原交通流的车流量会发生改变，车流量的波动甚至会传播到其它相邻的道路上去。

因此，交通事件对交通流的定量影响一直是一个倍受各方关注的问题。

特别是事件发生后，排队车辆数和总延误随时间如何增长，与事件特性如交通流量、车道数、事件处理效率等有何关系，对交通流预测、事件预警以及交通管理和控制都有重大意义[1]。

国内外很多研究者一直致力于排队现象的分析和交通流参数预测。

上世纪70年代，日本Akaike提出的Akaike信息准则（Akaike Information Crite-na，AIO经过各国大量实践证明，对交通流的预测精度在70%-800/0。

地铁中事故疏散时间和预测客流选值的计算方法摘要：由于城市地面交通日益繁忙，近年来交通拥堵现象在全国各大城市中尤为突出。

为了有效缓解地面交通，方便人们出行，合理利用和开发城市地下资源，建设地铁工程被各大城市认为是解决这一突出问题的有效手段。

但是由于地铁主要以地下工程居多，在规划设计阶段，各种不利因素也成为地铁建设者必须面对和克服的难题。

比如，在地铁发生意外事故时，尽快疏散地铁内部人员至安全区域显得异常重要。

本文以广州市地铁七号官堂站客流预测数据为例，参照目前地铁设计规范和地铁设计防火规范征求意见稿中事故疏散时间公式，简要计算事故发生在最不利情况下人员从站内疏散至站外安全区域所用的数值计算方法。

关键词：事故疏散客流预测超高峰系数断面客流目前我国地铁建设的车站规模，在满足市民出行和与城市局部区域需要相结合外，尽可能的以缩小投资规模和合理运用地下空间为原则。

但是车站宽度受上下行列车既有宽度影响外，合理预测客流量对有效站台宽度和楼扶梯设置数量起着决定性作用。

规范中事故疏散时间公式1．1、按《地铁设计规范GB50157-2003》疏散时间计算疏散时间T=1+{（Q1+Q2）/0.9[A1（N-1）+A2B]}＜6分钟式中：Q1：表示1列车乘客数，该数据在客流预测表中选取。

也有Q1采用一列车满载人数进行取值，但是本人觉得这样虽然整条线安全性较高，但是在接近起点站和终点站附近，客流较为稀少列车一般达不到满载情况，该取值往往与实际情况偏差较大，显得不太经济、合理。

Q2：站台上候车乘客及站台层工作人员数。

候车乘客人数一般在客流预测表中选取，工作人员数量按定值考虑，比如可按站台层工作人员10人进行取值。

A1：1m宽自动扶梯通过能力（人/min），按现行规范规定取值。

A2：1m宽人行步梯通过能力（人/min），按现行规范规定取值。

B：人行楼梯宽度（m），按现行规范规定取值。

N－自动扶梯台数，往往在疏散计算时，N的取值一般规定：上行扶梯继续上行疏散；下行扶梯考虑一台故障，其余下行扶梯逆转按上行扶梯考虑进行疏散。

在此题的模型准备阶段，我们构造出了排队长度与事故横截面实际通行能力、事故通行时间、
路段上游流量间的函数关系：L=(q-N d t **通） ，其中L 是排队长度， q 是事故横截
面实际通行能力，N 通是横断面实际通行能力，t 是事故通行时间。

现在对视频1中所蕴含的数据进行如下统计：把视频1（附件1）中交通事故发生至撤离这段时间分成若干时间间隔为1分钟的时间片段，且从绿灯在这段时间内第一次闪亮开始计时。

事故横截面通行能力可由问题一得出。

对各个时间片段的车辆数进行统计并用标准车当量数折算法把其都转化成标准车当量数，以此来作为此路段上游流量衡量值。

在每个时间段的开始点统计此时刻视频中的各种车的车辆数，并折算成标准车当量数，用此时的标准车当量数与堵塞时最小车头间距的乘积作为上一个时间片段的排队长队。

据此统计后可得如下表格：
把该表中的多组数据带入到L=(q-N d t **通） ，得出d 的值在7m 左右徘徊，与实际堵
塞时车头最小头间距相吻合，说明函数关系式假设成立。

城市道路交通拥堵评价指标体系城市道路交通拥堵评价指标体系是对城市道路交通拥堵程度进行评价和分析的一套指标体系。

该指标体系能够客观、全面地反映城市道路交通拥堵的程度和原因，为城市交通管理部门和决策者提供依据，帮助他们制定有效的交通拥堵缓解措施。

以下是一个常见的城市道路交通拥堵评价指标体系：1.交通流量：交通流量是指其中一段时间内通过一条道路或交叉口的车辆数量，通常以小时为单位。

交通流量的大小直接影响道路的通行能力和拥堵程度，因此是评价道路拥堵的重要指标之一2.交通速度：交通速度是指车辆在道路上行驶的速度，通常以公里/小时为单位。

交通速度的慢与快直接反映了交通流畅与拥堵的程度，因此是评价道路拥堵的重要指标之一3.延误指数：延误指数是指实际行驶时间与预计行驶时间之间的差距，通常用百分比表示。

延误指数是衡量道路交通拥堵程度的重要指标之一，可以直观地反映交通拥堵对车辆行驶速度的影响。

4.交通容量：交通容量是指道路在一定时间内所能容纳的最大交通流量。

交通容量的大小直接影响道路的拥堵程度，因此是评价道路拥堵的重要指标之一5.道路通行能力：道路通行能力是指其中一条道路在单位时间内能够容纳的交通流量。

道路通行能力的大小直接影响道路的拥堵程度，因此是评价道路拥堵的重要指标之一6.交通拥堵时长：交通拥堵时长是指道路在一段时间内处于拥堵状态的时间比例。

交通拥堵时长较长意味着道路拥堵问题较为严重，因此是评价道路拥堵的重要指标之一7.排队长度：排队长度是指在交通拥堵时，排在信号灯、交叉口或收费站等地点的车辆的长度。

排队长度的增加意味着道路拥堵程度加剧，因此是评价道路拥堵的重要指标之一8.交通事故率：交通事故率是指道路上发生交通事故的频率，可以用于评价道路交通拥堵的安全性。

交通事故率的增加可能与道路拥堵程度有关，因此是评价道路拥堵的重要指标之一9.环境污染：交通拥堵导致车辆长时间怠速和排放污染物，对环境造成一定的污染。

环境污染的程度可以通过测量大气污染物浓度、噪声水平等指标来评价。

事故路段车辆排队长度分析
如下图所示，此路段长度总长480m，单方向车道数n为3，单方向车道宽度为D=3.25m，由视频1得发生事故的时间为16:42:32，设此时的时间为初始时间，即t=0，事故车辆占用道路为b（m）
长度为a（m）,事故点上游路段长度为'L=240m。

假设车辆到达率为Q，在同级服务水平上事故发生断面通行能力为
Q，道路在正常条件
s
下的单方向通行能力为
Q。

i
视频1中交通事故位置示意图
此视频中的排队长度不同于以往文献的“排队长度”，这里的“阻塞行车道宽度”不只是事故车辆实际占用宽度，还包括虚拟占用宽度，比如事故发生位置横跨在两车道之间，导致事故点只能通行一个车道宽度的车流，那次此时“阻塞行车道宽度”为两个车道的宽度，视频1中占用的车道为第二、三车道。

道路上不断增加的交通流经常导致拥挤。

拥挤产生延误、降低流率、带来燃油损耗和负面的环境影响。

为了提高道路系统的效率，国内外许多研究者一直致力于车流运行模型的研究。

Daganzo［1］提出了一种和流体力学LWR 模型相一致的元胞传输模型，这种模型能用来模拟和预测交通流的时空演化，包括暂时的现象，如排队的形成、传播、和消散。

Heydecker 和Addison［2］通过研究车速和密度的因果关系分析和模拟了在变化的车速限制下的交通流。

Jennifer 和Sallissou［3］提出了一种混合宏观模型有效地描述了路网的交通流。

然而，拥挤也会由交通异常事件引起。

交通异常事件定义为影响道路通行能力的意外事件［4］，如交通事故、车辆抛锚、落物、短期施工等，从广义角度看，还应包括恶劣天气与特殊勤务等。

异常事件往往造成局部车道阻塞或关闭，形成交通瓶颈，引起偶发性拥挤，这已经逐渐成为高速道路交通拥挤的主要原因［5］，越来越多地受到研究者们的重视。

例如M. Baykal-Gursoy［6］等人提出了成批服务受干扰下的稳态M/M/c 排队系统模拟了发生异常事件的道路路段的交通流。

Chung［7］依据韩国高速公路系统监测的准确记录的大型交通事故数据库提出了一种事故持续时间预测模型。

当然，这些研究最终都是为了帮助缓解异常事件引起的交通拥挤。

交通异常事件发生后，事发地段通行能力减小，当交通需求大于事发段剩余通行能力时，车辆排队，产生延误，行程时间增加［8］，交通流量发生变化。

本文以高速公路基本路段发生交通事故为例，主要分析了交通事故发生后不同时间段内事故点及其上游下游路段交通流量的变化，用于以后进一步的突发事件下交通流预测工作。

1 交通事故影响时间分析由于从交通事故发生到检测到事故、接警、事故现场勘测、处理、清理事故现场恢复交通，以及恢复交通后车辆排队不再增加都需要一定的时间。

这部分时间主要由三部分构成: 第一部分是事故发生到警察到达现场的时间T1; 第二部分是交通事故现场处理时间T2，由现场勘测、处理到事故族除、恢复交通; 第三部分是交通事故持续影响时间T3，这部分时间从恢复事故现场交通开始，到事故上游车辆排队不再增加，即排队开始减弱［9］。

交通事故引起的排队长度及消散时间的估算一、概述随着经济的快速发展和城市化进程的加快，交通问题日益成为制约城市可持续发展的重要因素之一。

交通事故作为交通问题的重要组成部分，不仅会造成人员伤亡和财产损失，还会引发交通拥堵，影响交通系统的正常运行。

对交通事故引起的排队长度及消散时间进行准确估算，对于有效应对交通拥堵、提高交通系统运行效率具有重要意义。

本文旨在探讨交通事故引起的排队长度及消散时间的估算方法。

通过对交通事故发生后的交通流特性进行分析，结合相关理论和模型，提出一套实用的估算方法。

该方法可以为交通管理部门提供决策支持，帮助他们在交通事故发生后迅速做出反应，采取有效措施减轻交通拥堵，提高道路通行能力。

同时，也可以为道路使用者提供有用的信息，帮助他们合理规划出行路线，避免拥堵区域，提高出行效率。

本文首先介绍了交通事故对交通流的影响，包括交通流量的减少、车速的降低等。

分析了影响交通事故排队长度和消散时间的因素，如事故发生的地点、时间、事故严重程度等。

接着，详细介绍了估算排队长度和消散时间的理论模型和计算方法。

通过案例分析，验证了所提估算方法的可行性和有效性。

通过本文的研究，可以为交通管理部门和道路使用者提供一套实用的估算方法，帮助他们更好地应对交通事故引起的交通拥堵问题，提高交通系统的运行效率和服务水平。

同时，也可以为未来的交通规划和管理提供有益的参考和借鉴。

1. 交通事故对道路交通的影响交通事故引起的排队长度取决于多个因素，包括事故发生的地点、时间、道路条件、交通流量等。

在高峰时段或交通瓶颈区域，事故更容易导致严重的交通拥堵和长时间的排队。

事故处理的时间和效率也会对排队长度产生影响。

如果事故处理及时、有效，排队长度可能会较短反之，如果处理缓慢或不当，排队长度可能会持续增长。

除了对交通流的直接干扰外，交通事故还可能对驾驶员和乘客的心理产生负面影响。

事故现场的混乱和不确定性可能导致驾驶员产生焦虑、紧张等情绪，进而影响他们的驾驶行为和安全性。

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）。

我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： A 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：所属学校（请填写完整的全名）：参赛队员(打印并签名) ：1.刘冲2.3.指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)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）：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）：车道被占用对城市道路通行能力的研究摘要本文就交通事故对通行能力的影响进行分析研究，主要对实际通行能力的变化、排队长度、事故持续时间、交通流量等问题建立相应的数学模型，并运用、等软件工具对模型求解。

SPSS MATLAB针对问题一，首先对视频一进行数据采集和提取，利用插值法对缺失数据进行补充。

然后以基本通行能力、可能通行能力为基础，综合考虑外界动态因素，构建出“合流难度系数”模型，进而得出实际通行能力的函数式，由此详细地描述出事故横断面处实际通行能力的变化过程。

城市道路交通延误计算方法研究城市道路交通延误是指在道路交通中，由于交通流量过大、道路状况不良、交通事故等原因导致车辆运行速度明显降低或停滞，从而造成交通时间延长的现象。

为了准确评估和研究城市道路交通延误，需要对城市道路网络中的路段和交叉口进行精确计算。

路段交通延误计算方法研究：1.基于速度差异法：该方法通过测量道路上实际行驶速度与建议速度之间的差异来评估交通延误。

可以利用车载GPS设备进行速度数据采集，然后与建议速度进行比较。

该方法能够精确反映交通流的实际状况，但需要大量的速度数据来计算平均延误。

2.基于车辆排队长度法：通过测量道路上车辆排队的长度来评估交通延误。

可以利用交通摄像头或人工调查的方式获取车辆排队长度数据。

该方法适用于路段拥堵情况下的交通延误评估，但需要考虑排队长度与交通流量之间的关系。

3.基于交通流量法：通过测量道路上的交通流量来评估交通延误。

可以利用交通摄像头或人工调查的方式获取交通流量数据。

该方法简单易行，适用于交通流量较大的路段，但需要考虑交通流量与交通延误之间的关系。

交叉口交通延误计算方法研究：1.基于交通信号控制器：通过交通信号控制器的运行数据来评估交通延误。

可以利用交通信号控制器的计时和监测功能获取交通延误数据。

该方法适用于信号控制交叉口，可以准确评估交通延误情况，但需要有相关设备的支持。

2.基于排队长度法：通过测量交叉口进口道上排队车辆的长度来评估交通延误。

可以利用交通摄像头或人工调查的方式获取排队长度数据。

该方法适用于无信号控制的交叉口，可以评估交通延误情况，但需要考虑排队长度与交通流量之间的关系。

3.基于交通流量法：通过测量交叉口进出口道的交通流量来评估交通延误。

可以利用交通摄像头或人工调查的方式获取交通流量数据。

该方法简单易行，适用于交通流量较大的交叉口，但需要考虑交通流量与交通延误之间的关系。

综上所述，城市道路交通延误计算方法可以从速度差异、车辆排队长度和交通流量等多个方面进行研究。