基于修正韋伯斯特延誤模型的港灣式公交車出站過程分析

基于修正韋伯斯特延誤模型的港灣式公交車出站過程分析

在許多城市，一些人口稠密的車站往往集中著大量的公共汽車。這些公交車站點(diǎn)通常設(shè)置為港口站。在高峰時(shí)段，這些車站聚集了大量公共汽車。出發(fā)和出口的過程使道路上的車輛非常干擾，并直接影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的效率和車輛的使用效率。不少學(xué)者對(duì)此問題進(jìn)行了一定的研究,一般認(rèn)為,在公交車出站的過程中,?？空拒嚵饕屝邢噜彽缆方煌?伺機(jī)等待可穿越間隙。然而,通過觀測(cè)發(fā)現(xiàn)實(shí)際情況并非如此。本文通過分析公交車輛從港灣式停靠站出來的過程,運(yùn)用車隊(duì)分析法建立了公交車出站模型,定量地分析了港灣式公交車出站對(duì)道路交通流的影響。1合成產(chǎn)物的增加一般認(rèn)為,與港灣式停靠站相鄰的路段車道的交通流為優(yōu)先交通流,?？空镜墓卉嚦稣疽屝?。但是,實(shí)測(cè)情況與這種觀點(diǎn)有較大出入。據(jù)觀察,當(dāng)交通量大的高峰小時(shí)或接近于高峰時(shí)間里,大量集中的公交車依次排成隊(duì)列駛出港灣式?？空?出站公交車往往并不會(huì)讓行于干道車流,而是在車流通過的沖突點(diǎn)上以車隊(duì)形式交替穿插通過,具有明顯的車隊(duì)特征。以?？空鞠噜徛范螢閱蜗蜍嚵鞯那闆r為例,在高峰小時(shí)期間,當(dāng)社會(huì)車流(設(shè)為S車流)通行時(shí),公交車流(設(shè)為B車流)到達(dá)車輛需要排隊(duì)等候。當(dāng)正在通行的社會(huì)車流中出現(xiàn)可接受的臨界間隙tc時(shí),公交車流便通過沖突點(diǎn),并通過一隊(duì)車輛,直到公交車隊(duì)中出現(xiàn)可穿越間隙,社會(huì)車流再通過沖突點(diǎn)。這樣循環(huán)往復(fù),公交車流和社會(huì)車流兩車流以車隊(duì)形式交替通行。在這里,車隊(duì)是廣義的。它可以是以相同的車頭時(shí)距或以不同的車頭時(shí)距通行的一組車輛,也可以是單輛車輛(此時(shí)車隊(duì)長(zhǎng)度為1)。一般來說,通過沖突點(diǎn)的每個(gè)車隊(duì)由兩部分組成:先通過部分為受延誤的排隊(duì)車輛,以飽和流率通過,稱之為飽和部分;隨之通過部分為不受延誤的車輛,以非到達(dá)率通過,稱之為隨機(jī)流部分。高峰小時(shí)沖突點(diǎn)的車隊(duì)通行如圖1所示。2港口式停車場(chǎng)公交車站模型2.1基于沖突點(diǎn)的道路交通流模型分析港灣式停靠站公交車出站在高峰時(shí)間內(nèi)明顯具有車隊(duì)的特征,出站過程中車流相交而產(chǎn)生的沖突點(diǎn)為路權(quán)使用轉(zhuǎn)換的地點(diǎn)。對(duì)駛出港灣式?？空镜墓卉嚰捌湎噜彽牡缆方煌骺闯绍囮?duì)交替通過沖突點(diǎn)進(jìn)行建模。反映道路交通流運(yùn)行特征的參數(shù)有流量、延誤、車速、停車次數(shù)、停車頻率等。我們認(rèn)為,在港灣式公交車出站過程中,延誤最能說明其對(duì)道路交通流的影響的大小,因此,主要通過建立港灣式公交車出站過程中公交車和社會(huì)車流的延誤計(jì)算模型,從而分析其對(duì)道路交通流的影響。2.2信號(hào)材料ss在相互交替通過沖突點(diǎn)的每一車隊(duì)中,隨機(jī)部分車輛不產(chǎn)生延誤,而飽和流部分車流均產(chǎn)生延誤。延誤的車輛比例為:S路∶rS=QS飽/QS(1)B路∶rB=QB飽/QB(2)式中,QS飽、QB飽為S、B車隊(duì)的飽和車流量;QS、QB為S、B車隊(duì)在一個(gè)循環(huán)的總車流量。把S、B兩車流各通過一個(gè)車隊(duì)作為一個(gè)循環(huán),設(shè)S、B兩車流分別通過一個(gè)車隊(duì)需要的時(shí)間為TS、TB,則一個(gè)循環(huán)的長(zhǎng)度為T=TS+TB。由車流通過沖突點(diǎn)的時(shí)空?qǐng)D可以看出,在港灣式公交車出站過程中,兩路車流以車隊(duì)形式通過時(shí),其通行方式與信號(hào)交叉口相仿,因此可以用類似于求信號(hào)交叉口延誤的方法分析港灣式公交車出站對(duì)道路車流的延誤分析。參考文獻(xiàn)修正的韋伯斯特(webster)延誤模型,有dˉ=0.9(d1+d2)(3)d1=T(1?λ)22(1?λ?x)(4)d2=x22qi(1?x)(5)dˉ=0.9(d1+d2)(3)d1=Τ(1-λ)22(1-λ?x)(4)d2=x22qi(1-x)(5)式中,λi=1-Ti+1/T,xi=yi/λi,yi=qi/qi飽(i=S,B;q為車輛到達(dá)流率;當(dāng)i=S時(shí),令i+1=B,反之亦然),d1是車輛均勻到達(dá)的平均延誤;d2是車輛隨機(jī)到達(dá)而導(dǎo)致的附加平均延誤。3公交車和社會(huì)車輛間的隨車時(shí)距關(guān)系根據(jù)港灣式公交車出站常見的情況,其出站車流沖突方式如圖2所示。由式(3)～式(5)計(jì)算結(jié)果如表1。由表可見,隨著公交車和社會(huì)車輛的增多,延誤迅速增大。設(shè)公交車平均隨車時(shí)距為3s,社會(huì)車輛平均隨車時(shí)距為2s,當(dāng)在道路交通流和公交車流處于飽和狀態(tài)下,如高峰小時(shí)期間,由表1可知,出站公交車隊(duì)達(dá)10輛時(shí),道路交通受到的干擾很大,道路將會(huì)阻塞;出站公交車車隊(duì)小于3輛時(shí),道路交通流的延誤較少。4出站公交車流模型港灣式公交?？空镜倪\(yùn)行狀態(tài)往往影響到整個(gè)道路系統(tǒng)的使用效率。通過觀測(cè),本文根據(jù)公交車和社會(huì)車輛通過沖突點(diǎn)的車隊(duì)特性,建立了計(jì)算港灣式公交車出站對(duì)道路交通流的延誤模型,得出的結(jié)論如下:出站公交車隊(duì)達(dá)10輛(極限狀態(tài))時(shí),道路交通受到干擾很大,道路將會(huì)阻塞;出站公交車