混合交通流特性研究

摘要：文章通过对混合交通流特性研究，特别是对行驶在双向两车道而大型车又占有较大比重的混合交通流进行了仔细研究，分析了其对公路与城市道路实际通行能力的影响，并以此为依据，对乌尔禾区的道路交通特性进行了分析。

关键词：交通流特性；通行能力

Abstract: Articles by mixed traffic flow characteristics, especially for two-way two-lane while traveling in big cars and a large proportion of the mixed traffic flow has been carefully studied, analyzed its highways and urban roads on the actual impact of capacity, and this is the basis for the Urho area road traffic characteristics were analyzed.

Keywords: traffic flow characteristics; traffic capacity

中图分类号：C913.32 文献标识码：A 文章编号：

1研究背景

当前，我国位于偏远地区由厂矿带动而生成的小城市随着国家经济发展也越来越壮大，城市人口也激增，同时产生的交通量也水涨船高。而这些城市的小型车交通流与用于厂矿货运的大型车流形成了冲突，穿城而过的道路拥挤不堪，存在严重安全隐患。同时，由于通往厂矿企业的道路修建年代久远，等级不高，这些道路上的车流不仅在过境时对城市道路造成不良影响，而且道路本身通行能力也受到严重干扰。因此，对其做出一定研究是必要的。

另一方面，当前汽车发展趋势趋向于两个极端：一是微型化，体积更小，质量更轻，；二是巨型化，“身躯魁梧”，容量更大。汽车的这种发展趋势带来的结果之一就是道路上的交通流发生严重变化，这种情况下的道路通行能力换算系数也应该有所不同，我们应该着手开始研究这方面的问题。

2道路通行能力

研究混合交通流特性的目的之一就是通过对混合交通流特性的研究来精确其对道路通行能力的影响，从而明确交通流组成有了显著变化下道路通行能力的确定。下面先对道路通行能力做一些必要的介绍。

道路通行能力是道路能够疏导或处理交通流的能力。在日本道路通行能力定义为：在一定时间内能通过道路某截面的最大车辆数，美国曾定义为：一定时段和通常的道路、交通与管制条件下，能合情合理地希望人或车辆通过道路或车行道的一点或均匀路段的最大流率，通常以辆／h或人／h表示。我国定义为，道路通行能力是指道路上某一车道或某一断面处，单位时间内可能通过的最大交通量(车辆或行人)数，用辆／h或用辆／昼夜表示。

3以乌尔禾地区为例对混合交通流特性进行研究

2013年7月我单位做了“乌尔禾城区交通安全管理规划”的研究，并参加了为期10天的交通调查。研究发现该地区混合交通流对道路通行能力和交通安全有很大影响，本文就这一方面进行专门研究。

乌尔禾区位于新疆维吾尔自治区西北部。 l979年，新疆石油管理局在乌尔禾成立探井公司，开始基地建设。1982年2月，克拉玛依设立乌尔禾区、成立了第一届乌尔禾区人民政府。至此，乌尔禾地区形成了区、乡两级政权建置。

随着国道217的修建，乌尔禾城区沿着国道两侧也逐渐发展扩大。加之近十几年乌尔禾地区石油工业蓬勃发展，这一带地区的经济发展也取得一定进步，车来车往，川流不息。乌尔禾地区历来风景奇特，有着中国三大雅丹地貌之一的世界魔鬼城，也有戈壁滩上的大峡谷，清澈的白杨河流入艾里克湖，还有色彩斑斓的彩石场等等。从全国各地来乌尔禾旅游的人络绎不绝，更是被称为“克拉玛依的后花园”。当前乌尔禾区政府也确定了旅游业为乌尔禾区除石油业外的又一大产业。

由于国道217穿城而过，因此在城区内主要交通流有：机动车流，非机动车流，行人。而机动车流又包括大型车流，小型车流，电动三轮车流等。可以看出该区的交通流是很复杂的。而在城区外的国道217上，主要是石油作业车，比如油罐车，工程车等，以及旅游客车和小型车。参考我们调查结果，定性分析得到以下几点结论:

1混合交通流行驶速度具有趋同性

交通流中各组成个体相互影响，最终产生速度趋同倾向。也就是某学者提出的速度趋同原理。假如道路上只有小汽车行驶，则由于个体之间车型，动力性能和运行特征具有极大的相似性，车辆个体的运行速度就会较大，在交通流量不大的情况下，交通流的速度几乎和小汽车的个体速度相同；倘若道路上行驶的全部是大型车辆，则交通流的速度肯定和大车的慢速分布相近；所以在大车不同的混入率情况下，车辆个体本身存在运行差异，这种差异成为交通流系统内动力，存在与个体之间，最终使得个体之间的相互牵制，直到平衡。

在标准状态下，标准车流以期望速度前进，车流速度趋同接近，多车道的各车道车流相互影响较小；经过对乌尔禾区道路交通流的运行情况分析，由于车体的差异，车体之间产生相顾干扰：密度较小时，若前后车速度差异，车辆总是处于跟驰——超车——自由的状态下，车体间距也是在减小——拉长——保持的状态中不断变化，因而纵向运动造成横向摩擦也较大；在密度较大时，超车机会较小，由于纵向运动引起的横向摩擦减少，但是车道间的横向摩擦仍然存在。大车混入将会使交通流整体速度降低，道路通行能力下降。

2形成移动瓶颈

由于进入乌尔禾区的国道217是双向两车道，而该到路上行驶的大型车辆占该道路交通流组成的很大比重，所以，行驶在公路上这些大型车严重影响了小型车，甚至由于対向车道的车流量也很大，小车机会没有机会进行超车。致使车辆在国道上总体速度降低，通行能力下降，甚至造成局部阻塞。所以把大车在道路空间上的位移成为移动瓶颈。

3道路交通事故率高

就在我们结束调查离开乌尔禾区的当天，就发生了车撞行人至死的事故。而在我们调查期间，大大小小的交通事故从没有间断过。分析原因，大概有以下几点。一是国道217穿城而过，导致城区交通流复杂，不好进行交通管理。而是在城区外的国道上大车对小车的互相影响的结果。由于大车行驶速度的局限性，使得小车在双向两车道上超车的愿望激增而实现的机会又很小，导致其进去城区四车道时快速行驶；而由于受小车的影响，大车在道路上显示的速度也比正常的速度要高的多。在这个原因的作用下，进入城区车辆的速度都很快，造成的交通事故数量也就多，同时严重性也程度大。

4交通流以车队的形式发生

对位于乌尔禾城区国道南进口的数据我进行了简单分析。作了一个每五分钟流量统计图，（纵坐标单位为PCU，横坐标为5min）。如下图3-1所示：

图3-1流量统计图

由图中可以看出，车辆的到达时几辆几辆的到达，而不是平均的到达。分析其原因，是由于受国道217的道路几何尺寸的限制，行驶在乌尔禾城区道路上的车辆很难实现超车。形成了一辆油罐车后面排几辆车的现象。所以在乌尔禾城区入口处，交通流的产生有了新的特点，就是不再是以辆随机产生，而是以车队产生。这给城区交叉口的交通管理控制带来了新的挑战。

利用这一混合交通流的新特点，我们可以在管理道路交通方面采取相应的方法。比如，可以根据车队产生的规律而设计恰当的信号配时，从而提高道路通行能力，也提高道路交通安全性。在这方面由于当前的数据不足，而我自身的能力也有限，还没有得出相应的结论，希望接下来大家能一起共同探讨。