连续观测数据。
3、两样本的方差检验
通过计算可知仅第一车道通行情况下,S12=4.16,
通过计算可知仅第三车道通行情况下,S32=4.18,S12近似等于S32,故两样本的方差可以看做相等。
步骤二:对两种情况下的实际通行能力进行独立样本t检验
设两独立样本T检验的零假设H0为两种事故情况下对实际通行能力影响的均值之间不存在显著差异。
借助SPSS软件对两组样本数据进行独立样本t检验,得到sig双尾t检验的显著性概率为0.004和0.005都小于0.05,否定两种情况下实际通行能力的均值之间不存在显著差异,即两种情况下实际通行能力有显著性差异。 6.3 差异性原因分析
发生事故时,同一横断面交通事故所占车道不同对实际通行能力造成影响的原因较多。事故车辆所占车道不同,就会导致车辆转移概率、车辆变道行驶速度的不同。
根据问题一的折减系数模型,这些因素实质反映在折减系数k中,因此,我们可以根据问题一中折减系数模型求解出视频2中交通事故下的折减系数k,数据如表所示,
表6-2 视频2中交通事故下的折减系数统计表 周期1 周期2 周期3 周期4 周期5 周期6 周期7 周期8 0.66 0.73 0.65 0.68 0.71 0.58 0.66 0.68 周期9 周期10 周期11 周期12 周期13 周期14 周期15 周期16 0.82 0.57 0.55 0.63 0.50 0.63 0.62 0.71 周期17 周期18 周期19 周期20 周期21 周期22 周期23 周期24 0.69 0.62 0.65 0.63 0.65 0.63 0.68 0.63 周期25 周期26 周期27 周期28 周期29 0.49 0.63 0.60 0.65 0.69 通过比较视频1和视频2的折减系数k,即可反应出同一横断面交通事故所占车道不同对实际通行能力造成影响的差异。下图是视频1和视频2中每个周期的折减系数的折点图,由折点图可以清晰地反应同一横断面交通事故所占车道不同对实际通行能力造成影响的差异。
图6-2 视频1和视频2的折减系数折点图
由图可知,在事故持续时间内,视频2中的折减系数大于视频1中的折减系数,表明仅车道三通行时该横断面的实际通行能力大于仅车道一通行时该横断面的实际通行
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能力。
因此,本文利用折减系数k,通过车辆转移概率、变道行驶速度两个因素,从根本上分析了同一横断面交通事故所占车道不同对实际通行能力造成影响差异的原因。同时也说明了问题一中的折减系数模型,对于交通事故情况下道路实际通行能力的分析有较为广泛的适用价值,使得不必大量统计交通事故下横断面实际通行量,就可以分析不同事故情况对道路实际通行能力的影响情况。
7、问题三的模型建立与求解
7.1 交通流量守恒模型的建立
题目要求分析交通事故所影响路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、事故上游车流量间的关系,首先根据交通流量守恒的思想,可以将路段上游流量与事故横截面实际通行量求差值,再进行分周期累加,进而求得车辆排队长度,在此基础上,为了更准确的求得各个路段的排队长度,将上游流量按照右转流量、直行流量、左转流量按比例分配,并将事故横截面实际通行量按照车辆转移概率进行分配,再进行分周期分道累加,进而求得各车道车辆排队长度。 7.1.1、事故横断面实际通行能力的计算
根据问题二的模型可得,基本通行能力的公式如下:
36001000vCB??(pcu/h)
TST式中:v——道路上行车速度(km/h);
T——道路上行驶车辆车头时间间隔(车头时距)(s); ST——道路上行驶车辆最小安全车头间隔空间距离(m)。
ST?L?S 式中:L——车辆平均长度;
S——驾驶员反应时间内行驶距离(m)。 实际通行能力的公式如下:
CK?CB?fw?fN?fHV?f( ppcu/h)式中:CB——基本通行能力
fw——车道宽度修正系数 fN——多车道修正系数 fHV ——重型车修正系数
fp——驾驶员条件对通行能力的修正系数
发生交通事故的道路只剩下一条车道通行时的通行能力为:
C?k?CK
式中,k为交通事故发生时道路通行能力的折减系数
实际上,通过事故发生点的车辆有可能是来自右转车道,也有可能是直行车道或者左转车道,比例分别为?1、?2、?3。
所以,左转车道、直行车道、右转车道上的车辆通过事故发生点的车辆分别为:
?C1?Cfi??1?Ci??C2?Cfi??2,单位为 (pcu/min)??3?C3?Cfi?
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式中Cfi为第i周期时,事故发生处横断面的实际通行能力,1周期=1min。
7.2.2 路段上游车流量Q
根据统计可得,第i周期路段上游车流量为Qi,假设左转流量、直行流量、右转流量的比例分别为?1、?2、?3。所以可以认为左转车道、直行车道、右转车道上来车分别为:
?Qi1??1Qi? (pcu/min)?Qi2??2Qi,单位保持
?Q??Q3i?i37.2.3 车辆排队长度L
根据第i周期到达的交通流量Qi以及i周期道路通行能力Ci,即可求得每车道第i周期排队车辆数的增量,乘以标准车型长度l0与安全车距d的和即可求得排队长度增量?L
?L?(Qi?Ci)(l0?d)
??l1?(Qi1?Ci1)(l0?d)?即:??l2?(Qi2?Ci2)(l0?d)
??l?(Q?C)(l?d)i3i30?3所以在事故持续时间T以内,如果不考虑分车道的情况,车辆排队长度为: LT??(Qi?Ci)(l0?d) (7-1)
i?1?T?如果考虑分车道的情况,车辆的排队长度则为:
??T???T???(Qi1?Ci1)(l0?d)??(?1Qi?Cfi?1)(l0?d)?i?1?i?1?T??T????? LT???(Qi2?Ci2)(l0?d)???(?2Qi?Cfi?2)(l0?d) (7-2)
?i?1?i?1??T???T???(Qi3?Ci3)(l0?d)??(?3Qi?Cfi?3)(l0?d)???i?1?i?17.2 模型的求解
将视频1的数据代入该模型进行验证。标准车型长度l0取5m,安全车距d取2m。 如果不考虑分车道的情况:需检验的第i周期到达的交通流量Qt有34.5,18,17,13,21.5,19,21.5,22,25.5,17,19.5,16,13;需检验的第i周期道路通行能力Ct有:19,18.5,16,17.5,16,19.5,19,19.5,18,18,16,16,19。 根据式(7-1),则可计算得第i周期道路排队长度为: (表7-1中数据求解程序见附录二)
表7-1 第i周期道路排队长度
周期 1 2 3 4 5 6 7 排队长度(m) 51.67 50.00 53.33 38.33 56.67 55.00 63.33 周期 8 9 10 11 12 13 14 排队长度(m) 69.87 78.20 103.20 99.87 111.53 111.53 91.53 周期 15 16 17 18 排队长度(m) 58.07 21.37 0.00 2.33
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如果考虑分车道的情况,事故发生在左转车道,即只剩下右转车道能正常通行。从各车道通过事故发生点的车辆数比例应与各车道队首车与右转车道距离成反比。考虑到视频1的情况,每车道队首车距右转车道距离可简化为下图所示,计算可得,通过事故发生点的车辆来自右转车道、直行车道和左转车道的比例即?1、?2、?3分别为0.2776,0.3436,0.3788.
根据附件3可知,左转流量、直行流量、右转流量的比例即?1、?2、?3分别为35%、44%、21%。
此时周期取30s,需检验的第i周期到达的交通流量Qt有:
20,14.5,2,16,3,14.5,2,11,2,21.5,1,17,2,20.5,22,0,23,2,16,1,18.5,0,16,0,13,0;
需检验的第i周期道路通行能力Ct有: 10 ,9,11,7.5,9,7,8,9.5,9,7,9.5,10,10,9,8.5,11,9,9,9.5,8.5,9.5,6.5,7.5,8,10,9。
根据式(7-2),则可计算得第i个周期道路排队长度为: 左转车道排队长度:
表7-2 左转车道排队长度统计表 周期 1 2 3 4 5 6 7 排队长度(m) 29.57 47.60 31.13 55.76 45.62 67.54 56.89 周期 8 9 10 11 12 13 14 排队长度(m) 65.38 52.79 91.87 75.86 98.07 83.54 116.28 周期 15 16 17 18 19 20 21 排队长度(m) 149.56 130.84 168.22 146.85 185.71 173.12 193.86 周期 22 23 24 25 26 27 28 排队长度(m) 179.79 206.66 194.03 218.65 203.11 215.53 198.04 直行车道排队长度:
表7-3 直行车道排队长度统计表
周期 1 2 3 4 5 6 7 排队长度(m) 36.40 58.38 36.82 67.20 53.76 80.78 66.78 周期 8 9 10 11 12 13 14 排队长度(m) 76.72 60.20 108.78 87.92 115.08 96.04 136.50 周期 15 16 17 18 19 20 21 排队长度(m) 177.59 153.32 199.66 171.94 220.10 203.58 228.92 周期 22 23 24 25 26 27 28 排队长度(m) 210.58 243.62 227.24 257.62 237.46 252.30 229.62 右转车道排队长度:
表7-4 右转车道排队长度统计表
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