3.3 模型的结果
在matlab中计算后(详细见附录三),我们根据现实情况,将不符合现实情况的数据剔除,然后我们可以得到路段车辆排队长度与路段上游路段的通行能力、事故持续时间、事故横断面实际通过的车辆数一一对应数据,数据结果如下表:
路段车辆排队长度 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 120 130 140 150 160 170 200 210 240
根据上述的表格我们可以观察得到路段车辆排队长度与事故横断时间通行能力、路段上游车流量成反比,与事故持续时间成正比。也就是说,当事故横断时间通行能力、路段上游车流量越大,则路段车辆排队长度、事故持续时间越短;当横断时间通行能力、路段上游车流量越小,则路段车辆排队长度、事故持续时间越长。 四)问题四 4.1 模型的分析
事故路段上游的通行能力 1478 1562 1512 1406 1590 1468 1528 1398 1506 1512 1452 1456 1434 1522 1484 1478 1448 1518 1508 事故持续时间 1.9746 8.6835 0.74101 4.2789 5.9399 2.344 1.3191 7.6438 4.4254 7.3668 3.7821 2.1408 5.6173 5.2151 6.6052 5.6591 3.7208 2.5229 8.1084 事故横断面实际通行能力 1397 1464 971 1346 1404 1203 955 1381 1274 1352 1142 868 1239 1208 1235 1166 935 665 1198 如图1所示,事故点上游路段长度为L?,则排队长度L(t)?140m,单方向车道数为n,单方向车道宽度为D(m)?3.25m,在道路上t?0时刻发生了一起交通事故,。假设车辆的到达率为Q,在同级服务水平上事故发生断面通行能力为
Qs,道路在正常条件下的Qi。
本题暂只考虑如图1所示的基本路段内的车辆排队长度,这里不同于以往文献的“排队长度”,以往文献中的“排队长度”没有区分不同的“阻塞行车道宽度”。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,是指事故发生位置横跨在两车道上,导致事故点只能通行一个车道宽度的车流,那么此时“阻塞行车道宽度”为两个车道宽度。设Q?Qs,m?Ti?为Ti时间内事故点阻塞行车道宽度(本题中单个车道宽度小于两辆小轿车并排的宽度),
Lm?t?为t时刻事故点上游路段L?内车流以阻塞行车道宽度m的排队长度,且
??ki1?ki2???w?Ti??uf?1???Tkju??为i时间内新产生的交通波的速度,其中f为该事故路
段的自由流速度,即该路段的设计车速,可以通过城市地理信息平台GIS得到基本数据;ki1、ki2分别为Ti内事故上游、事故点瓶颈段的交通密度,可以由交通检测系统检测得到;
[3]kj为该路段的交通密度,由道路的基本数据可以计算得
到,详细见附录(二)。 4.2 模型的建立 4.2.1 0?t?T1
(1)若
L??T1,则 w?T1?t?L?时,Lm?T1??t??w?T1?t?L?; w?T1?L?时,Lm?T1??t??L?。 w?T1?t?Lm?T2??m?T1??t??0。
(2)若Tt?L?,则 w?T1?Lm?T1??t??w?T1?t, Lm?T2??m?T1??t??0, 4.2.2 T1?t?T1?T2
?,则m?Ti?也会相在T2时间内,事发点断面通行能力一般会变化,设变为Qs应发生变化。这里,还要考虑一个时间,就是交通波w?T2?赶上w?T1?,即T2?若同时满足以下两个条件才需要被考虑:
Lm?T1??T1??L?,Lm?T1??T1??w?T1?T2??L?;T2??T2。 4.2.3 Lm?T1??Tl??L?
若Lm?T1??Tl??w?Tt?T2??L?且T2??T,则: 当T2?L??Lm?T1??T1??w?T1?T2?/w?T2??T2?时,
?Lm?T1??t??Lm?T1??w?T1??t?Tl?,当t?T1?T2?时。 ??????????????Lt?LT?wTT?wTt?T?T,m?T1?11222当t?T1?T2时?m?T1??Lm?T21??m?T1??t??w?T1??t?Tl?,当t?T1?L?/w?T2?时。 ?????Lt?L,??当t?T?L/wT时m?T2??m?T1?12???当T2?L??Lm?T1??T1??w?T1?T2?/w?T2??T2?时,
当t?T1?T2?时?Lm?T1??t??Lm?T1??T1??w?T1??t?T1?,?Lm?T1??t??Lm?T1??T1??w?T1?Y2??w?T2??t?T1?T2??,当(L??Lm?T1??T1?????时 w?T1?T2?)/w?T2??T2??t?T1?t2??Lm?T1??t??L?,当L??Lm?T1??T1??w?T1?T2?/w?T2????T2??t?T1?t2时??????Lm?T21??m?T1??t??w?T1??t?Tl?,当t?T1?L?/w?T2?时 ?????Lt?L,??当t?T?L/wT时m?T2??m?T1?12? 若T2??T2,则
?Lm?T1??t??Lm?T1??T1??w?T1??t?T1?,?当t?T1?L??Lm?T1??T1?/?w?T1??时 ??L?t??L?,当t?T?L??L?T?/w?T?时1m?T1?11?m?T1??????Lm?T2??m?T1??t??w?T2??t?T1?,当t?T1?L?/w?T2?时 ???Lm?T2??m?T1??t??L,当t?T1?L/w?T2?时?4.2.4 Lm?T1??T1??L?
Lm?T1??t??L?,
?Lm?T2??m?T1??t??w?T2??t?T1?,当t?T1?L?/w?T2?时 ???????Lm?T2??m?T1?t?L,当t?T1?L/wT2时?4.2.5
这里同样要考虑交通波w?T3?赶上w?T2?、w?T1?的时间T2?、T3?。w?T2?追赶w?T1?,赶上之后以w?T2?的速度向上延伸排队,w?T3?追赶前面两者,先赶上w?T2?后赶上w?T1?(假如w?T2?还没赶上w?T1?),赶上之后排队不再增加,考虑在T3内L?段内w?T3?是否赶上w?T2?、w?T1?,而w?T3?是消散波[2],t时刻排队长度为w?T2?、w?T1?到t时刻为止产生时排队长度减去消散波w?T3?向上游传播延长的长度L?t?,相关分析及计算式类似上述,不再赘述。 4.3
模型的结果
我们利用matlab进行运算,运算得到从事故发生开始,经过362s长的时间,车辆排队长度将到达上游路口。
七.模型的评价(优缺点)
在前文我们已经根据题意对同一路段的同一横截面不同车道发生的两个事故进行了分析研究,在解决一、二问题中我们展现了我们对于视频分析描述的优势,问题三、四中我们队建立了新的模型进行求解,不仅分析出事故路段排队长度,也解除其与横截面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量之间关系,同时也对新的现实状况进行了估算,当然,这之间难免有些不足,以下就是我们队在建模问题中的优劣展现:
1.在收集数据方面,我们考虑了多方面原因,综合众多材料,最终陈列出了理论上与实际上都符合分析计算的数据;
2.在模型的建立和解决方面,我们运用了MATLAB软件进行编程,运用SPSS程序进行数据拟合分析,准确的计算出了横截面上的实际通行能力;
3.后面的三、四问题中,我们建立了排队论模型进行求解,使理论更好的符合了实际情况的发展;
4.篇论文整个的计算过程来看,我们运用了比较简单的方式进行求解出了问题答案,这是不同于其他组的,当然,我们这个看做是优势吧!
5.计算过程中,对于车辆数的统计是我们通过观看视频进行计数的,这就造成了我们在后来的计算过程中数据有所不定。
八.参考文献
【1】余斌,道路交通事故的影响范围与处理资源调动研究,南京:东南大学,2006
【2】李作敏,交通大学(第二版),北京:人民交通出版社,2000:83-87 【3】王继周,中国测绘科学研究院,数字城市地理空间信息公告平台概念、建设与应用,2000
【4】指导书,matlab程序在控制系统模型建立与仿真中的应用,http://wenku.http://www.njliaohua.com//view/522a0581b9d528ea81c77962.html