浅谈道路交通车辆折算系数

摘要：车辆折算系数是分析混合交通的基础，本文系统的介绍了车辆折算系数的基本概念和分类，分析了理论模型算法、间接经验算法和计算机模拟算法，并总结了三类算法的局限性。

关键词：车辆折算系数 理论模型法 间接经验算法 计算机模拟法

1车辆折算系数概述

车辆折算系数（PCE――Passenger-Car Equivalents）为在特定的道路等级、道路条件以及交通组成条件下，所有非标准车型与标准车对通行能力影响程度的当量值。其实质涵义是：在特定条件下，在通行能力计算时，非标准车型一辆相当于标准车的车辆数。车辆折算系数是用于混合交通流与100%标准车流之间流量的换算，为的是使道路在特定的交通条件下的混合交通量之间具有可比性。

2车辆折算系数分类

按照通行能力的评价标准，车辆折算系数可分为微观折算系数、聚类折算系数和宏观折算系数。

（1）微观车辆折算系数

在道路中行驶的车辆并不只是一种车型，而是各种车型混合形成交通流。正是由于实际交通流中混合的各种车型参数不相一致，为了使交通流量在不同的道路和交通条件下具有可比性，引入车辆折算系数的概念，通过车辆折算系数将混合交通流量折算成由标准车组成时交通流量。假设在设计速度为uf的特定道路上交通流全部由标准车组成时的流量为qi，交通流全部由第i种车组成时的流量为qs，则可将车辆折算系数定义为：

（1）

式中：qs为在设计速度ui的特定道路上交通流全部由标准车组成时的流量；

qi为在设计速度uf的特定道路上交通流由第i种非标准车组成时的流量；

（2）聚类车辆折算系数

微观车辆折算系数分析处理混合交通流实测数据时，需识别每一辆自然车，然后对每一辆车确定其折算系数。这样处理数据的工作量会非常庞大，但运用聚类分析方法可将混合交通流中的自然车辆按一定规则归纳分类，划分成几种不同的车型，在处理数据时，采用该类车型的折算系数。设混合交通流中第l类车型由n种自然车按一定比例φi（i=1，2，…，n）组成，按自然车计量的该类车ql的流量如式（2）所示：

（2）

按标准车计量的该类车的流量为：

（3）

因为自然车按比例φi为：

（4）

所以聚类车辆折算系数 为：

（5）

（3）宏观车辆折算系数

尽管聚类车辆折算系数的种类较少，应用时仍需先区分每辆自然车的类别然后再计算。但是实际上在一定时段内的车辆构成往往是相对稳定的。在某些精度要求不太高的计算中，可先以自然车计量流量，然后乘以统一的车辆折算系数将实际流量折算成以标准车计量的流量，即在设计速度为uf的特定道路上，宏观车辆折算系数 等于组成混合交通流的所有自然车在该道路上的微观折算系数与组成比例的乘积之和。设混合交通流由n种自然车按比例φi（i=1，2，…，n）组成，采用推导聚类车辆折算系数的方法如式（6）所示，该种折算系数是对一定时期一定地区所有车辆的折算。

（6）

3车辆折算系数计算方法

根据车辆折算系数的计算方法，算法主要分为理论模型法、间接经验法和计算机模拟法三类。

（1）理论模型法

从宏观的交通流和通行能力角度出发，把车辆整体作为研究对象，得出车辆折算系数关系式。这种方法的优点是对某些有影响的因素可以量化。但它总是要采取一些基本假设，而这些基本假设到受研究者观点的限制，与实际情况或分类际情况或多或少存在着差异。具体计算方法主要有投影面积法、数学模型法、容量计算法、速度一流量计算法等。

（2）间接经验算法

从具体车辆延误、车头时距、车种比例等反映实际道路通过的交通量来推算PCE值。其最大优点是基本数据都来自实践中，有很大的可信度，但它对于个别因素的影响情况很难确定。具体计算方法主要有超车率法、延误计算法、车头时距法、车队头车法等。

（3）计算机模拟法

计算机模拟法是通过数学分析或物理建模，在计算机上进行模拟计算。此方法可以求得不同车型在各种情况下的PCE值。计算机仿真，一方面能够进行重复试验，另一方面可以弥补理论法和经验法只能得出一种车对另一种车的缺陷，并可方便地对理论进行修改，这是现代科技的新模式。随着计算机的普及，计算机模拟必将得到越来越广泛的应用。

4算法局限性分析

基于不同的算法理念和所选择的计算参数的不同，得到的车辆折算系数往往也不同，需要理论数值与实际数值的对比修正后才能作为合理的折算系数应用。在实际应用过程中，发现各种算法均存在一些不足和局限：

（1）理论模型算法在计算过程中往往基于车辆运行的理想条件下计算，在具体的计算过程中，但是在实际条件下车辆运行过程中要收到驾驶员、道路和环境的综合影响，实际运行状态往往与理想条件相差甚远。

（2）间接经验算法在计算过程中强调交通流受到非标准车的影响的一个方面，如超车率、车头时距等，虽然这些方面也都同交通流流量有关系，但实际条件下参数都不能直接地反映出非标准车对交通流流量的影响而只是讨论了非标准车对交通流影响与标准车造成影响的差别。

（3）三类算法是基于公路上的交通流特性，从宏观角度研究车辆间的相互作用，从而确定两者之间的相互关系，这样无疑是正确的。但不论采用何种算法，在实际的交通流中会同时存在不同类型的车辆，其性能不同，这是造成不同车型之间车辆折算系数计算差异的根本原因。

5结语

车辆折算系数是通行能力中一辆车相当于多少当量标准小客车，是交通分析中的重要的基础参数；根据通行能力评价标准，车辆折算系数可以分为微观、聚类和宏观折算系数三大类；车辆折算系数是不断变化的，其分析计算应与道路服务水平结合起来；车辆折算系数计算方法根据确定方法不同主要分为理论模型法、间接经验法和计算机模拟法三大类，不同的计算方法根据的理论基础不同，算出的PCE也不同。

参考文献：

[1]陈宽民，严宝杰.道路通行能力分析.人民交通出版社，2003

[2]熊烈强，李杰.车辆折算系数的分类及算法[J].公路交通科技，2005，7.

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