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恶劣天气条件下高速公路交通流特性分析 ——以辽宁省某高速公路为例
来源:《智能城市》2017年第7期 | 发布时间:2017-8-21 13:16:37 | 浏览次数:

摘  要对辽宁省某高速公路上的沈阳东、抚顺、清原三个收费站出入口的流量数据、车道占有率、车头间距、速度进行了不同天气条件下的数据观测统计,包括晴天、雨天、雪天、雾霾天四种天气,针对这四种天气条件下的交通流特性在不同时间段进行数据采集,并对采集到的数据进行分析,结果显示恶劣天气下,交通流数据均较晴好天气有所变化,并呈恶劣方向发展。
关键词高速公路;交通流特性;恶劣天气

在高速公路上行驶,天气对于行驶的车辆来说,影响很大,尤其是恶劣天气条件下,行车状态及环境相较于正常状态下都会发生很大变化,这也将严重影响驾驶员的正常驾驶。通常情况下,恶劣天气条件包括雨天、雪天、雾霾天等情况,根据历史数据统计表明,在我国,因天气原因引起的高速公路交通事故占总体事故的40%以上,甚至会引起二次事故的发生。对于雨、雪、雾这些人们不可抗拒和改变的自然因素,就只能人为设置防范措施来以确保车辆在恶劣天气下的行车安全。

2010年,LASherretz和BCFarhar对交通事故率与雨天的天气关系进行了研究,得到事故率随着雨天的雨量大小呈上升趋[1];高晗等从汽车行驶理论的角度,对冰雪道路条件下,车辆发生追尾交通事故的可能性进行了分析,并计算出保证行车安全的最小行车距离 [2];卢国范对恶劣天气条件下长营高速公路交通安全管理方法进行了研究[3];唐晓辉对高速公路行车安全管理系统开发技术进行了研究[4];陈帅等对不良天气条件下的高速公路交通管理方法进行了研究[5];以上研究均对文中研究提供了有效的支撑。
1 交通流特性分析
1.1 车辆在恶劣天气条件下交通量特性分析

对辽宁省某高速公路上的沈阳东、抚顺、清原三个收费站出入口的流量数据进行了四种天气条件下的数据观测统计,在不同时间段对不同天气条件下的交通量进行采集,并对高峰期的流量数据进行了详细的分析。

根据我国现行的“公路工程技术标准”中的车辆折算系数标准对不同车型的车辆进行换算,具体换算系数如表1所示。

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根据对该高速公路上不同路段、不同天气情况下的测量数据进行整理分析,得到如下交通量变化特征,如表2所示。

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由图可知,在恶劣天气条件下,高速公路各时段的交通量较少,并且在雨天、雾霾天、雪天观测到的交通量呈现依次递减的趋势,其中雪天的出行量最少;数据说明驾驶员在恶劣天气的出行时,自身存在着一定的危险意识。高速公路上单位时间内的交通量是道路进行规划、设计以
及管理的最主要依据,同时交通流也是评价高速公路服务水平的主要指标。所以,对高速公路在恶劣天气条件下的通行能力研究具有重要意义。
1.2 恶劣天气条件下车辆车头间距分析

众所周知,对于在高速公路上高速行驶的车辆来说,保持安全的车距是减少交通事故的有效手段,所以在恶劣天气下,对高速公路上的安全车头间距进行研究是很有必要的。高速公路主要是由不同的路段组成,有效地保证车辆在高速公路不同路段上的安全行驶间距是减少高速公路交通事故率的关键所在。

恶劣天气下,车辆行驶的安全性得不到保证,所以通过增大安全行驶间距来保障车辆行驶的安全是一种可行的方法。文中将对具体天气条件下不同车型的间距进行分析,给出安全行驶的安全间距。

通过对某高速公路的交通状况进行调查并分析,得到下列数据,如表3 所示。

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通过上述数据显示,可以得到下列结论:

1)在恶劣天气条件下,某高速公路上不同车型的车头间距有一定差距,但是差距不明显,即车头间距没有明显的改变。

2)数据显示,不同车型车辆的驾驶员在不同天气条件下,通过对速度进行调整车头间距,但是数据同时显示,在雨雪天气下车头间距并没有明显增加,说明驾驶员对行车安全的警觉性不高。

3)以上两个结果显示,在恶劣天气条件下,驾驶员通过调整速度来改善行驶环境,使自身车辆实现安全驾驶的状态,所以,相对速度的改变,车头间距的变化不大。
1.3 车辆在恶劣天气条件下的车道占有率分析

路段车道占有率是反应道路拥挤程度的一个指标,也是反映交通密度高低的指标。文中将对恶劣天气条件下的不同情况对车道占有率进行分析和研究,对某高速公路上的直线型和曲线形路段进行观测数据并分析,如表4所示。

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通过对上表中的数据分析,得到如下结论:

1)因恶劣天气影响道路通行条件,驾驶员在直线型和曲线形路段行驶时会采取不同的速度行驶,故而对车道时间占有率也有区别。

2)通过表中数据分析得到:在直线段,因雪天车辆行驶速度减小,故雪天对驾驶员的行车状态影响最大,进而导致雪天车道的时间占有率增加;其余天气条件下,速度有所增加,车道占有率相应有所减小;在曲线段,因雨天路面湿滑,故雨天对驾驶员的行车状态的影响较大,促使其采取较小速度行驶,以免发生侧翻等事故。

3)数据显示,正常天气和恶劣天气条件下,车道的时间占有率均较高,其主要原因是晴天道路上行驶的车辆数较多,而恶劣天气条件下其数值也较大是因为车辆的行驶速度降低引起的。
2 结语

文中对恶劣天气条件下高速公路上车辆的交通流量、车道占有率、车头间距进行了大量调查和分析,结果显示恶劣天气条件下,不同的交通流数据均不及良好天气条件下的数据有优势,表明恶劣天气条件下对驾驶员的驾驶行为有很大影响,故文中的研究结果可以为交通管理部门的管理行为提供一定依据。
参考文献
[1] Sherretz,L.A.,Farhar,B.C.An analysisof the relationship between rainfall and the occurrence of traffic accidents[J].
  Journal ofApplied Meteorology,1978,17:711-715.
[2] 高晗.冰雪道路条件下最小行车安全距离的确定[J]. 辽宁省交通高等专科学校学报,1997(2):12-15.
[3] 卢国范. 恶劣天气条件下长营高速公路交通安全管理方法研究[D]. 长春:吉林大学,2012.
[4] 唐晓辉. 高速公路行车安全管理系统开发技术研究[D]. 西安:长安大学,2011.
[5] 陈帅,王楠. 不良天气条件下的高速公路交通管理研究[J].公路交通科技,2010(2):169-171.


 
 
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