重庆交通大学 交通运输学院 重庆 400041
摘要：由于外界因素的影响，在城市道路中会出现瓶颈路段。本文依据交通瓶颈处的交通流特性，利用交通波理论对交通瓶颈处的交通流进行分析并建立相关模型。通过对瓶颈处交通波动的分析可以为其提供交通管理控制的相关帮助。
关键词：交通波；瓶颈路段；交通流特性；
0 前言
由于各个城市不同的地理位置和建筑物的影响，在城市往往会出现一些特定的交通路段，如交通瓶颈路段，它是导致交通拥挤的主要原因之一。本文以交通波理论为基础依据，建立交通瓶颈处的交通流动态模型，分析交通瓶颈处交通波的传播特性。
1 瓶颈交通定义
瓶颈交通是城市道路交通网络的薄弱环节，当路网中的某个路段或者交叉口的交通流量超出了该路段的通行能力时，通过此路段的车辆其速度就会降低，随着后续车辆的到来拥挤度就会增加，则此路段或交叉口即是一处交通瓶颈。瓶颈交通还可以表述为：因为交通事件或者通行能力限制导致道路服务水平下降的位置。
2 交通流和运动学模型
2.1 交通波模型的建立
交通波模型的建立有两种方法，一种是基于相邻不同交通流密度区域建立[3]；一种是基于交通时距图建立。
如图1所示，假设在某条公路上有两个相邻的不同交通流密度区域(k1和k2)，用垂直直线S分割这两种密度，称S为波阵面，设S的速度为uw，并规定交通流按照图中箭头x正方向运行。
3.2瓶颈处的运动波分析
根据交通流参数的关系，可以使用流量-密度曲线去分析瓶颈交通下的交通波传递过程。由于随着时间的变化，交通流的状态也在发生不断的转化。上游前行的车流形成低流量的波并以较高速度到达瓶颈路段之时，交通流的状态从具有较大通行能力的正常路段的流量-密度关系曲线转化到另一条通行能力较低的瓶颈路段流量-密度曲线，从而导致车流速度变慢。
当达到的车流量继续增加时，波速就会逐渐降低，最终变成0。之后，到达的车流量持续增大且超过瓶颈路段的通行能力时就会出现排队现象，此时的波速就变为负值并开始向上游传播。随着车流量的消散，瓶颈路段的通行能力恢复，交通流的状态就会从通行能力较低的瓶颈路段的流量-密度关系曲线返回到具有较大通行能力的正常路段的流量-密度关系曲线,车流速度逐渐提高,道路最终将恢复畅通状态。
4 总结
瓶颈交通是影响城市道路顺畅的一个重要因素之一，多数的交通拥堵都与它有关。由于瓶颈路段本身的特征就会对交通产生一定的负面影响；其次，瓶颈处的设施建设、管理规定等不合理也会增加瓶颈路段的负作用。本文根据交通流理论和交通波模型，对瓶颈路段处的交通波进行了的分析，简单说明了瓶颈路段车流量的运动规律，希望可以给此处的交通管理提供帮助。
参考文献
[1] Lighthill M J,Whitham G B.On Kinematic Waves. Ι:Flood movement in long rives;Ⅱ:Atheory of traffic flow on long crowed roads[A].Proc Royal Soc[C].London:The Royal Society.1995.229A:281-345.
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[3]丹尼尔L•鸠洛夫,马休J•休伯.交通流理论[M].北京:人民交通出版社,1983.
[4]王殿海。交通流理论[M].北京:人们交通出版社，2002.
[5]高志刚,刘海洲,周涛.交通波理论在交通瓶颈处的应用分析[J].交通标准化,2009,11:77-80.
论文作者:何园园
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/1
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