交通事故中道路通行能力分析

交通拥堵是指在一定时间内想要通过某路段的车辆总数（交通需求）超过了某路段在该段时间内道路所能通过的最大车辆总数（道路的通行能力），从而导致车辆滞留在道路上的交通现象。

道路对交通的供给，是通过道路的通行能力来反映的，导致路段单元道路通行能力变化的原因有很多，主要有以下几个方面：

1) 驾驶员和行人等的安全交通意识，如闯红灯、超车等 2) 非机动车对交通的影响 3) 雨、雪、雾等恶劣天气的影响 4) 交通事故

5) 道路本身的通行能力

车辆在以自由状态行驶的时候，时间是与距离成正比的，但是在实际的城市道路中，车辆不可能以自由状态行驶。行驶过程中会受到各种干扰因素的影响，或多或少的阻碍了车辆运行过程中的通畅程度。

路段行驶时间和流量的关系建模

进行道路交通流量分析建模的主要目的： 1) 分析目前交通网络的运行状况

2) 发现当前交通网络的缺陷，为后面交通网络的规划设计提供依据 3) 评价交通网络规划方案的优劣性、合理性

4) 最大限度的减少交通阻塞的发生，提高交通系统服务水平

由交通流理论可知，交通量(Q)、速度(V)和密度(K)三参数之间的关系为

()1Q KV

=

其中，Q 为路段的车流量，K 为路段车流密度，V 为路段行车速度。

当某一段公路上的交通量逐渐增大, 达到/1Q C =时,道路上的车辆将开始产生拥挤，此时所计算到的交通密度称为最大密度, 用j K 来表示,而j K 所对应的交通量就是路段通行能力C 。 此时如果该路段的车辆仍不断增加, 将最终导致交通阻塞，从而使速度最后达

到零，整个路段道路( 车道) 被车辆全部占据，我们称此时道路上的交通密度为交通阻塞密度(又称为最大密度max K )对应的交通量显然为零。 理论上通过该路段的时间为无限长， 这种规律关系见下图。

又由速度-密度的线性关系表达式可知

()()max

2f f V V K V K

K =-

其中，f V 为自由流行驶时的行车速度，max K 为路段拥堵到流量为0时的车流密度，其

它的同式(1)

由 (1) 式和(2)式可知路段流量和路段车流密度之间的关系为

()()2

max

3f f V Q K V K K K =-

上述表达式令

0dQ dK =,可以得知，当12f V V = 并且 max 1

2

K K =时，式(3)取最大值，我们令最大值为C ，则有

()max

1

44

f C V K =

式(4)中，我们把C 称之为路段的通行能力

将速度-密度的线性表达式(2)化为

()()max

5f f

K K V V V =

-

将表达式(5)代入流量和密度的关系表达式(3)中并化简，可得

()2

max max 6f

K Q V K V V =-

+

假定某路段a 的长度为l ,则有

()0,7f

l l t V V t

=

=

其中，0t 为在自由流状态下的路段a 的行驶时间。 将式(7)代入式(6),可以得到

()

max max 2

2

max max 2

00

11448f

f f f f

K l l Q K V t t l

l K V K V V t V t t t C C t t ⎛⎫=-

+ ⎪

⎝⎭

⎛⎫

⎛⎫⎛⎫=-+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭

⎝⎭

⎛⎫

=-+ ⎪⎝⎭

将式(8)看做为关于

t t

的一元二次方程，解之可得

()09t t =

对式(9)做进一步的变形，可以得到路段流量与路段行驶所需时间的关系表达式为

()010t t ⎛⎫ ⎪

=