引言

近年來，我國(guó)高速公路推動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，帶來了 巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。道路的通行能力是衡量高速公路運(yùn) 輸能力的重要指標(biāo)，通常情況下受特定的道路條件、交通條件、 管制條件及度量標(biāo)準(zhǔn)的影響，但一些隨機(jī)事件也會(huì)對(duì)通行能力 造成一定的影響，其中道路上的交通事故就會(huì)因其獨(dú)有的特點(diǎn) 而降低道路通行能力，因此研究交通事故對(duì)通行能力的影響 將幫助我們提高事故發(fā)生區(qū)交通效率和安全。由于高速公路 車流量大、交通狀況復(fù)雜，采用仿真技術(shù)能夠細(xì)致地仿真高 速公路交通流及其變化狀況，且經(jīng)濟(jì)便利、重復(fù)性強(qiáng)。本文將 使用TransModeler仿真軟件研究交通事故對(duì)通行能力的影響。

1仿真軟件及仿真思路

TransModeler由美國(guó)Caliper公司發(fā)布，是基于MIT的 楊齊博士等開發(fā)的MITSim系統(tǒng)而完善的混合仿真系統(tǒng)，它 將微觀、中觀和宏觀交通仿真模型與交通分配模型融為一體, 便于對(duì)大范圍的交通狀況進(jìn)行仿真模擬。其中微觀仿真更多 地考慮參加交通運(yùn)輸活動(dòng)個(gè)體的具體狀況，與實(shí)際的交通運(yùn) 輸狀況更為貼近。

在高速公路交通事故情況下影響通行能力的因素較多, 如封閉車道數(shù)、封閉車道長(zhǎng)度、行車道寬度、事故路段限速、 事故路段作業(yè)活動(dòng)和交通事故延遲時(shí)間，所以本文只研究事 故路段限速、封閉車道長(zhǎng)度和交通事故延遲時(shí)間三個(gè)因素對(duì) 通行能力的影響趨勢(shì)及影響程度。在研究路段區(qū)域末端、事 故路段區(qū)和事故路段前設(shè)置檢測(cè)器，保證每次仿真輸入車輛 數(shù)相同，任意改變其中一個(gè)因素，觀察各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)到的 車流量、車速的變化，將路段末檢測(cè)到的車流量作為此時(shí)交通情況下該路段的通行能力。

2交通事故對(duì)通行能力的影響

建立一條長(zhǎng)2 km的雙向4車道高速公路，自由流為 120 km/h，限速為80 km/h，仿真路段設(shè)置檢測(cè)器，選擇輸 出車速、車流量。在道路狀況良好的情況下，以O(shè)D輸入量作 為因變量，逐步增大輸入，直到末端檢測(cè)到的車流量不再增 加，車頭時(shí)距達(dá)到最低，認(rèn)為此時(shí)的車流量是最大通行能力, 為2 349輛標(biāo)準(zhǔn)小汽車，輸入量為5 000標(biāo)準(zhǔn)小汽車，并以此 輸入量作為事故發(fā)生時(shí)的仿真輸入。

2.1事故延遲時(shí)間對(duì)通行能力的影響

本文對(duì)事故延遲時(shí)間對(duì)通行能力的影響進(jìn)行了仿真：仿 真時(shí)間段為8 : 00?9 : 00，1個(gè)小時(shí)，事故發(fā)生在8 : 10, 發(fā)生路段為外側(cè)車道，該車道封閉1 km，無車通過，內(nèi)側(cè)車 道暢通，逐步增大交通事故延遲時(shí)間。

2.1.1事故延遲時(shí)間對(duì)車流量的影響

圖1所示是事故延遲時(shí)間對(duì)車流量的影響。從圖1可以 看出，事故發(fā)生在外側(cè)車道時(shí)，該車道的通行能力受到了事故 的影響，1小時(shí)通過檢測(cè)點(diǎn)的車流量隨著事故延遲時(shí)間的增加 而下降，下降的規(guī)律幾乎呈線性關(guān)系。從圖中還可以看出，外 側(cè)車道的交通事故對(duì)內(nèi)側(cè)車道的通行能力也產(chǎn)生了影響，只是 影響程度小于外側(cè)車道，內(nèi)側(cè)車道的車流量也隨著交通事故延 遲時(shí)間的增大而下降，且?guī)缀醭示€性下降。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的 原因是外側(cè)車道封閉時(shí)間越長(zhǎng)，一小時(shí)內(nèi)該車道開放通行的時(shí) 間越少，車流量也就越少。另外原先行駛在外側(cè)車道的車輛 換道到內(nèi)側(cè)車道行駛，事故延遲時(shí)間越長(zhǎng)，就會(huì)有更多的車 輛變道，從而導(dǎo)致內(nèi)側(cè)車道的車流量增多，內(nèi)側(cè)車道的車輛 降低車速保證以安全的車頭時(shí)距行駛，最終通過內(nèi)側(cè)車道的 車流量減少。

2.1.2事故延遲時(shí)間對(duì)車速的影響

圖2給出了事故對(duì)車速的影響情況。從圖2可以看出, 外側(cè)車道發(fā)生事故時(shí)，內(nèi)側(cè)車道在事故路段區(qū)的平均車速和事 故路段前的平均車速受到外側(cè)車道事故的影響，會(huì)有明顯的下 降，并且車輛平均速度隨事故延遲時(shí)間的增加而降低。這是 由于外側(cè)車道的車輛到達(dá)事故路段時(shí)，該車道無法通行，駕駛 員要進(jìn)行變車道行為，兩個(gè)車道的車輛匯集到一個(gè)車道，匯流 處的車輛數(shù)增加，駕駛員為了行駛安全而降低了車速。內(nèi)側(cè)車 道在事故路段區(qū)域的車速也隨著在該車道行駛的車輛數(shù)增加 而降低。從圖2中還可以看出，事故路段前車速下降程度比事 故路段區(qū)車速下降程度大，這是由于變換車道時(shí)，此處的車 流量突然大量增加，換車道的駕駛員為保證安全，降低行駛 速度，緩慢地匯入到內(nèi)側(cè)車道的車流中。而內(nèi)側(cè)車道的駕駛員 也會(huì)降低車速，讓外側(cè)車道的車輛匯入到內(nèi)側(cè)車流中，嚴(yán)重 時(shí)還會(huì)出現(xiàn)車輛走走停停的現(xiàn)象。一旦進(jìn)入到內(nèi)側(cè)車道的車 流中，駕駛員開始提速，車流散開，不再集中在某一點(diǎn)，從而 使事故路段區(qū)域車速下降程度比事故路段前車速下降程度小。

2.2 車道限速對(duì)通行能力的影響

本文還對(duì)車道限速對(duì)車流量的影響進(jìn)行了仿真。仿真時(shí)間為 8 ：00 ～ 9 ：00，1 個(gè)小時(shí)，事故發(fā)生在 8 ：10，事故總時(shí)間 20 分鐘，發(fā)生路段為外側(cè)車道，該車道 1 km 的范圍內(nèi)限速行駛，內(nèi)側(cè)車道暢通。

圖 3 所示是車道限速對(duì)車流量的影響。從圖 4 中可以看出，事故路段車道限速對(duì)通行能力有一定的影響，限速越低，通過該車道檢測(cè)點(diǎn)的車流量越少，通行能力越小，限速與車流量呈曲線關(guān)系。從圖中還可以看出限速越低，車流量下降率越大。這是因?yàn)橄匏佥^小時(shí)，車輛緩慢行駛，一小時(shí)內(nèi)通過檢測(cè)點(diǎn)的車流量減少。

2.3 車道封閉長(zhǎng)度對(duì)通行能力的影響

研究車道封閉長(zhǎng)度對(duì)通行能力的影響的仿真時(shí)間為 8 ：00 ～ 9：00，1 個(gè)小時(shí)，事故發(fā)生在 8：10，事故總時(shí)間 30 分鐘，發(fā)生路段為外側(cè)車道，封閉該車道，內(nèi)側(cè)車道暢通。

圖4 給出了車道封閉長(zhǎng)度對(duì)通行能力的影響情況。由圖 4可知，隨著車道封閉長(zhǎng)度的增加，車流量逐步減少，下降曲線比較平緩。封閉區(qū)域長(zhǎng)，意味著能夠使用的車道路段少，所封閉的車道在一小時(shí)內(nèi)通過的車流量會(huì)明顯下降。

2.4通行能力影響因素對(duì)比

表1所列是通行能力影響因素的對(duì)比情況。從表1可以看出，交通事故延遲時(shí)間對(duì)通行能力的影響最大，交通事故路段封鎖長(zhǎng)度對(duì)通行能力的影響最小，交通事故路段限速對(duì)通行能力的影響居中。表明通行能力最容易受事故延遲時(shí)間的影響，所以交通事故一旦發(fā)生，應(yīng)該盡快疏通道路，減少事故延遲時(shí)間，避免由于通行能力的大量下降，而導(dǎo)致的高速公路的運(yùn)輸效率的降低。

3 結(jié) 語

交通事故對(duì)高速公路通行能力有很大的影響，交通事故的各個(gè)因素也在不同程度的影響著通行能力，但在實(shí)際中針對(duì)某一具體因素展開研究是比較困難的，所以采用了TransModeler微觀仿真軟件對(duì)交通事故的路段封鎖長(zhǎng)度、事故延遲時(shí)間和車道限速三個(gè)因素進(jìn)行了仿真分析，得出了它們對(duì)道路通行能力的影響趨勢(shì)和影響程度的大小排序。交通事故不僅影響事故車道的通行能力，還會(huì)影響相鄰車道的通行能力，其中交通事故延遲時(shí)間對(duì)通行能力的影響較大。所以一旦高速公路發(fā)生交通事故，應(yīng)該及時(shí)處理，疏散道路，減少事故延遲時(shí)間，降低因事故引起的損失，避免通行能力的大幅度下降。研究交通事故對(duì)通行能力的影響將有助于我們提高高速公路的運(yùn)營(yíng)效率和安全。

20211221_61c1bee3020ea__高速公路交通事故對(duì)通行能力影響的仿真研究