基于数值逼近方法的车道占用对城市交通通行能力影响分析
摘 要：围绕交通流量和车辆密度两方面，分别进行两次模拟交通事故占用不同车道，根据监控视频统计两次模拟事故的相关数据，采用最小二乘法拟合车道占用发生至解除占用期间，第一次模拟事故所处横断面实际通行能力变化的近似多项式，绘出图像，定性且定量的从交通流量、车流密度俩个方面进行分析。再用Matlab软件拟合第二次模拟事故所处横断面实际通行能力的变化与时间的函数表达，对函数的拟合程度进行F检验，以判断其可信度，同时绘出俩次实验交通流量变化函数的图像，从绝对差别和相对差别两方面，比较分析出占用车道不同对道路通行能力的影响差异，进而估算出车道被占用对城市道路通行能力的影响程度。
关键词：交通流量 车辆密度 最小二乘法 F检验
中图分类号：U491 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）011-102-03
1 研究背景及问题提出
随着社会发展和人民生活水平的提高，汽车已经成为人们普遍采用的代步工具，城市交通需求也相应的不断膨胀。而我国的交通基础设施建设并不完善，交通拥挤的现象在许多大中型城市时常出现。其中因交通事故、路边停车、占道施工等原因导致的车道被占用现象，会使车道或横截面积通行能力在单位时间内降低，引发车辆排队，出现交通堵塞。若处理不当，甚至会出现区域性拥堵，所以正确估算车道被占用对城市道路通行能力的影响程度，将为交通管理部门正确引导车辆行驶、审批占道施工、设计道路渠化方案、设置路边停车位和设置非港湾式公交车站等提供理论依据。
针对上述背景信息，本文从以下两方面探究车道占用对城市交通通行能力的影响：（1）车道占用发生至解除占用期间，事故所处横断面实际通行能力的变化过程；（2）同一横断面交通事故所占车道不同对该横断面实际通行能力影响的差异。
2 研究问题的前期准备
为研究占用车道对城市交通通行能力的影响程度，本文随机选取某地某路段，在相邻俩个工作日内的同一时间段（约下午四点至五点）模拟交通事故占用不同车道：第一天占用车道二、三，第二天占用车道一、二，录制相应的交通监控视频（路段情况及事故位置等信息见图1），记第k天的视频为视频k，k=1、2。
考虑到衡量道路交通能力有三个最重要的特性：（1）交通流量（单位时间内通过道路某横断面的标准车当量数）；（2）车流密度（某瞬间单位长度道路上的标准车当量数）；（3）车辆平均速度（交通流内部车辆的速度的算术平均值...
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