一种公交站上游的禁止变更车道线长度的确定方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于交通工程技术领域，尤其涉及一种公交站上游的禁止变更车道线长度 的确定方法。
【背景技术】
[0002] 公交车辆在进站口上游的换道行为其主要目的是为了进站做准备，因此是一种 "强制性换道"行为，通常强制性换道会阻碍交通流和降低道路通行能力。在公交站周围公 交车和社会车辆混行，公交车进出站的换道行为对路段交通流的正常运行会产生干扰，造 成交通拥堵，延误增加，通行能力降低，严重时造成交通拥堵甚至造成交通事故，影响道路 通行安全，降低公共交通的服务质量、乘客满意度，也不利于环境保护。本发明提出一种基 于驾驶员反应能力的公交车车辆换道模型，分析公交驾驶员反应能力对公交车辆换道的影 响，与此同时运用交通流特性，研究公交换道距离和换道穿越车道数两个影响因子与路段 交通流速度之间的关系。
[0003] 从现有相关研究文献阅读分析可知，针对公交强制性换道行为对交通的影响研究 的已有技术有以下特点：
[0004] (1)现有成果大多数为针对普通小汽车的换道行为，已有研究中针对车辆换道对 交通流的影响研究主要包括:换道对交通量、车速、密度的影响，以及换道造成的通行能力 降低和交通延误计算；
[0005] (2)大多数技术中认为驾驶员的行为是静态已知的。部分文献对换道概率对交通 流的影响进行了研究，但是没有对确定换道决策的驾驶员进行讨论。
[0006] (3)对于公交车强制性换道行为的研究比较少，研究其换道特征时，没有与公交站 运营特征有较强联系。与此同时，公交进站换道行为的具体模式也未进行界定，公交车进站 换道特性缺乏定性和定量的分析，目前大多数模型与车辆换道模型的融合度不高，未灵活 地把现有车辆换道模型结合公交换道特性运用到公交进进站换道行为的研究中去。
[0007] 根据上述对现有研究技术分析可知，针对公交车强制性换道行为对交通的影响研 究存在三方面不足：
[0008] -是大多数换道研究集中于小汽车，对公交车进站范围内的的强制性换道研究相 对缺乏;二是简单处理驾驶员行为，公交站进站口上游交通环境十分复杂，驾驶员的交通行 为是动态复杂的，驾驶员作为交通主体，其行为研究是公交车强制性换道的基础;三是缺乏 对公交车进站特性的研究，对其不同换道次数和换道过程的换道模式没有进行明确的界 定。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于提供一种公交站上游的禁止变更车道线长度的确定方法，旨在 减少公交车在进站范围内的强制性换道行为的影响。
[0010] 本发明是这样实现的，一种公交站上游的禁止变更车道线长度的确定方法，通过 确定进站口上游不同模式下的公交车换道过程和换道次数，考虑换道点距离、换道模式、交 通量、公交比、饱和度，计算路段换道强度和驾驶员换道紧迫度，运用速度阻抗原理，建立公 交车换道影响下的综合车速折减模型，建立优化模型，以最低期望速度作为约束条件，得出 最小禁止变更车道线长度。
[0011] 进一步，进站口上游公交车强制性换道模式分别为：
[0012] 模式一:行驶于内侧车道的公交车的进站行驶轨迹为：内侧车道-中间车道-外侧 车道-进站；
[0013] 模式二:行驶于中间车道的公交车的进站行驶轨迹为：中间车道-外侧车道-进站；
[0014] 模式三:行驶于外侧车道的公交车行驶路径为:外侧车道-进站。
[0015] 进一步，路段换道强度表达式为：
[0016]
，（/ = 1.2..... Λ').其中，N表不一座公交站运营N条公交 线路，Μ表示第i条线路的公交发车频率;为模型参数；
[0017]
其中，Q表示路段的实际交通量；饱和度
〇
[0018] 进一步，驾驶员紧迫度的表达式为：
[0019]其中，i辆公交车的换道点距离6 = Χ?-Χ()，Χ()表示公交车站所在位置，Xi表示第i辆 公交车的换道点位置；
[0021 ]驾驶员冒进程度& = 0\0.01，0表示驾驶员类型，数值范围为0~99,0~叫50,〇2)。
[0022] 进一步，综合车速折减模型的表达式为：
[0023] 其中，Vlc为考虑换道影响后的路段车速，^为路段上车流无公交强制性换道时的 正常速度;C为道路设计通行能力;α、β为速度阻滞系数;hi，h 2为模型参数。
[0024] 进一步，最低期望速度为Ve = Vf · (1-Θ)，其中，Θ表示正常车速的折减系数。
[0025] 进一步，优化模型,S. t.Ve < Vic；
[0026] S为禁止变更车道线的长度，％为最低期望速度。
[0027] 本发明通过考虑公交车在进站范围内的换道点位置、换道模式、交通量、公交比、 驾驶员等因素，计算了路段换道强度和驾驶员紧迫度，建立了综合车速折减模型，从而确定 了公交站上游的公交车禁止换道长度，有利于减少公交车在进站范围内的强制性换道行为 的影响，完善道路标志标线的设计，规范公交车运行，提高道路通行能力和安全。
【附图说明】
[0028] 图1是本发明实施例提供的进站口上游公交车换道示意图；
[0029] 图2是本发明实施例提供的禁止变更车道线示意图。
【具体实施方式】
[0030] 为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图 详细说明如下。
[0031 ] 请参阅图1、图2:
[0032] -种公交站上游的禁止变更车道线长度的确定方法，通过确定进站口上游不同模 式下的公交车换道过程和换道次数，考虑换道点距离、换道模式、交通量、公交比、饱和度， 计算路段换道强度和驾驶员换道紧迫度，运用速度阻抗原理，建立公交车换道影响下的综 合车速折减模型，建立优化模型，以最低期望速度作为约束条件，得出最小禁止变更车道线 长度。
[0033] 进一步，进站口上游公交车强制性换道模式确定，以港湾式公交站单向三车道为 例，三种模式分别为：
[0034] 模式一:行驶于内侧车道的公交车的进站行驶轨迹为：内侧车道-中间车道-外侧 车道-进站，该模式至少需要换道3次才能进入停靠站；
[0035]模式二:行驶于中间车道的公交车的进站行驶轨迹为：中间车道-外侧车道-进站， 该模式至少需要换道2次才能进入停靠站；
[0036] 模式三:行驶于外侧车道的公交车行驶路径为:外侧车道-进站，该模式至少换道1 次才能进入停靠站。
[0037] 进一步，路段换道强度是指：在一定的道路条件、交通量、公交比、环境因素影响 下，公交车换道的自由度，路段换道强度表达式为：
[0039]
(?2,…,/V)，其中，N表示一座公交站运营N条公交 线路，Μ表示第i条线路的公交发车频率；
[0040] 其中，Q表示路段的实际交通量；饱和度 .，
[0041]进一步，驾驶员紧迫度是指在一定的道路条件、交通量、公交比、环境因素影响下， 公交车换道的自由度。该指标主要反应公交车运行环境的拥挤程度，进一步说明公交换道 进站时的难易程度。驾驶员紧迫度的表达式为：
[0043]其中，i辆公交车的换道点距离di = Xi-X()，X()表示公交车站所在位置，Xi表示第i辆 公交车的换道点位置；
[0045] 驾驶员冒进程度& = 0\0.01，0表示驾驶员类型，数值范围为0~99，当0 = 50时，驾 驶员为普通型，D~Ν(50，σ2)。
[0046] 进一步，综合车速折减模型的表达式为
[0047] 其中，V1。为考虑换道影响后的路段车速，^为路段上车流无公交强制性换道时的 正常速度;C为道路设计通行能力;α、β为速度阻滞系数;hi，h 2为模型参数。
[0048] 进一步，最低期望速度为Ve = Vf · (1-Θ)，其中，Θ表示正常车速的折减系数。
[0049] 进一步，优化模型爪:^二户⑶，ve < Vic;
[0050] S为禁止变更车道线的长度，为最低期望速度。
[0051] 禁止变更车道线是将进站口上游的一段分道线变