城市道路交通事件影响分析与疏导策略：处置区疏导方案

2025-09-30 理论教育版权反馈

【摘要】：依据处置区的交通拥堵疏导策略，此区域内的路段主要应采取主线控制及入口匝道控制等措施。图6-5处置区示意图限速值的确定方法：若元胞i 处发生了一起交通事件，在此处则形成了一动态瓶颈，此时疏导的主要目的则是使尽可能多的车辆尽快通过此处瓶颈，以缓解车辆阻塞。

依据处置区的交通拥堵疏导策略，此区域内的路段主要应采取主线控制及入口匝道控制等措施。相应地，应通过VMS 发布以下三种类型的信息：预警信息、管制信息及建议信息。具体实施思路如图6-3 所示。

1.预警信息

在发现交通事件后，通过道路检测器获取事发地点离VMS 的实际距离，将事发路段的实测密度ρ 与临界密度ρf 及阻塞密度ρJ 进行对比，判断此时事发路段的交通流状态。然后，将以上信息通过事发路段上游的VMS 对上游出行者提出警示，使出行者对前方路况作出预判。

除此之外，为了在一定程度上排解出行者在排队等待的过程中产生的焦躁情绪，提前告知前方事件的预计持续时间或是路段交通恢复正常状态所需的时间，对于缓解出行者此时的情绪能起到关键性的作用。而此处的时间预报信息则可以通过第四章第一节中的预测模型计算得出。

2.管制信息

在处置区内，依据交通实际状况主要考虑采取两种交通管制手段：入口匝道控制与车道封闭，并通过事发地点上游布设的VMS 将前方的具体管制情况告知出行者。

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图6-3　处置区的VMS 信息发布思路

（1）入口匝道控制

由于处置区内的入口匝道距离事发地点最近，其对事发路段的影响也最大，并且在此区域内不存在可分流节点，因此应考虑采取严格的匝道管控方式——匝道关闭。此处，实施入口匝道关闭的主要目的是，为了保障上游主线的交通需求，缓解下游主线的交通压力。因此，处于此区域内的入口匝道的管控方式则主要取决于匝道上游主线的交通需求及匝道下游主线的通行能力。

采取此管控方式的判定方法如下：如图6-4 所示，在(k, k+1)时段内，当此区域内事发路段所在元胞i 上游的多个入口匝道的累计交通需求量rj (k)（j=i-n,… ,i）与上游元胞i-1 进入元胞i 的流量qj (k)之和超过元胞i 此时的通行能力 pagenumber_ebook=155,pagenumber_book=142 时，则将距离事发路段所在元胞i 最近的入口匝道依次关闭，直至剩余入口匝道的累计交通需求量为止。

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图6-4　入口匝道交通管控示意图

（2）车道封闭

当交通事件导致处置区内的车道被占用时，为了保护事发现场并避免二次事件的发生，通常会采取车道封闭的方式形成一定的警戒区域。具体实施方式是选择部分车道封闭还是车道全封闭，则主要由交通事件的严重程度来决定。若交通事件只占用了部分车道，其他车道还能正常通行，则只对部分车道实施封闭；若该事发路段全部车道均被占用，则采取车道全封闭的方式。

3.建议信息

针对两种不同的车道封闭方式，VMS 应分别发布不同的建议信息，使得道路资源尽可能达到利用的最大化，并为出行者提供最大的便利。

（1）部分车道被封闭

在部分车道被封闭的情况下，通常可利用上游主线VMS 发布最高限速值的建议信息，对车辆速度进行控制。这是快速路主线控制的一项关键技术，此技术主要是通过对车辆运行速度的控制，以达到减缓车辆进入拥堵区的目的。采取该技术的关键在于最高限速值的确定，而确定限速值通常需要考虑到交通事件的严重程度、VMS 的布设位置、交通事件发生位置、道路通行能力、道路交通流状况等因素。

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图6-5　处置区示意图(https://www.chuimin.cn)

限速值的确定方法：若元胞i 处发生了一起交通事件，在此处则形成了一动态瓶颈，此时疏导的主要目的则是使尽可能多的车辆尽快通过此处瓶颈，以缓解车辆阻塞。因此，元胞i 处的限速值则主要由此路段的最大交通量（或通行能力）来决定，即此处的限速值就是该路段达到最大交通量时所对应的速度值。由于此处交通密度较大，与Grenberg 对数模型中提出的速度-密度关系式较为吻合，可得限速值：

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式中，vli 为元胞i 处的限速值，为了方便道路设施的统一规划与设计，此值通常为10 的倍数；vi (k)为k 时刻元胞i 处的平均车速；ρi (k)为k 时刻元胞i的车流密度；ρiJ 为元胞i 的阻塞密度。

由于交通事件的发生，元胞i 处产生的拥堵将随着时间的推移逐步向上游蔓延，从而引发上游元胞发生车速陡降等现象，继而导致各元胞速度分布不均，二次事故率大大提升。因此，为避免以上情况的发生，在各元胞上均设置有可变限速标志的前提下，应对各元胞分别设置合理的限速值，并人为地在各相邻元胞的限速值之间设定一个较小的速度差Δv，使上游元胞的车速平滑、均匀地变化。另外，由于越是邻近事发路段所在元胞，受交通事件的影响就越大，限速值也就越小，因此若事发路段所在元胞i 的限速值为vli，则上游元胞i-n 的限速值可以设置为：

如图6-5 所示，即元胞的限速值应依次设置为

除此之外，为达到上游元胞拥堵疏导的目的，上游元胞的交通量不应超过下游元胞的交通量。依据ECTM-F 模型预测所得的路段交通信息，可得交通量的传播应满足以下约束条件：

由上式可得，上游路段i-n 的速度则应满足以下约束条件：

结合式6.2 及式6.4，上游路段i-n 的限速值可描述如下：

其中， pagenumber_ebook=157,pagenumber_book=144 - n)为上游路段i-n 原本设置的限速值。

在确定限速值后，即可通过VMS 发布限速指令以及限速的简要原因说明。

（2）车道全封闭

由于交通事件的影响，可能会导致事发路段的车道被全部封闭，若此时预测得出，在救援到达之前，距离事发地点最近的可分流节点仍未转为拥挤排队状态（此节点为上游最近有效节点），表明交通事件影响范围较小，则在此区域内无须采取其他转移交通的管制手段，只需建议出行者耐心排队等待前方事发路段恢复通行。若预测得出距离事发地最近的可分流节点并非最近有效节点时，表明交通事件影响范围较大，此时通常建议采取两种通行方式：利用对向车道通行或折返至上游出口绕行，并发布相应的行车提示信息。

其中，能否利用对向车道绕过拥堵路段通行，除了要考虑中央隔离的方式外，还主要取决于对向车道的交通流量及其通行能力。如果对向车道的通行能力在满足其自身的交通流量的前提下，仍有足够的剩余量可以容纳由外界转移过来的交通量时，则利用对向车道即是可行的；否则，若强行实施，则会导致拥堵向对向车道转移或加剧拥堵的蔓延速度。因此，能否利用对向车道通行可由下式进行判断：

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式中，Q对为对向车道的通行能力，ε (n, j)为对向n 条车道被借用j 条后通行能力Q对的折减系数，q对为对向车道实时的交通流量。上式表明，当实时的对向车道交通流量q对小于被借用j 条车道后折减的通行能力，同时超出被借用j+1 条车道后折减的通行能力时，则可以选择借用j 条对向车道。可是当q对＞ε( n,1)×Q对时，即当被借用一条车道后，对向车道折减后的通行能力已经无法满足实时的交通流量时，利用对向车道绕道通行的措施应不予实施。

此时，为了尽快疏导拥堵车辆，通常应采取折返至上游出口绕行的通行方式。通过结合可变信息标志及交通锥等道路交通警戒设施，引导出行者返回至上游出口，使出行者离开快速路选择与之并行的其他城市道路，或是暂时离开快速路，避开封闭路段后根据交通引导重新迂回到快速路上来。

城市道路交通事件影响分析与疏导策略：处置区疏导方案

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