机动车路段横向分布研究

机动车路段横向分布研究

王振

关键字：车辆横向分布，车道分布系数，轮迹横向分布系数；

1前言

在驾驶行为研究中，一方面是研究车辆的纵向驾驶行为，例如跟驰模型假设车辆行驶在车道中央并同前方车辆保持一定安全距离，同时根据车间距确定自身的行驶速度。另一方面则研究车辆的横向驾驶行为，即车辆在行驶过程中同侧方车辆(或障碍物)之间的作用关系。车辆在与前方车辆保持安全距离的同时，还需要调整同侧方车辆或者障碍物的间距，以获得满意的横向驾驶空间。车辆行驶时的横向位置是横向驾驶行为的最直接体现，因此研究车辆横向位置分布是研究横向驾驶行为的有效手段。驾驶员在行驶过程中，一般会沿着车道中心线行驶，这种行为称为基于车道的驾驶行为。基于这种驾驶行为，绝大多数车辆运动轨迹分布在车道中心线附近，并且成正态分布。此时，相邻车道内车辆之间的横向间距是均匀的，可以认为是车道宽度与车辆宽度的差值。当驾驶员感受到因其他车辆或者障碍物影响导致的横向驾驶空间减小时，便会改变行车轨迹，以维持一定的横向驾驶空间。这种驾驶行为与车辆跟驰行为类似，只是在横向(垂直于行驶方向)保持安全间距的驾驶行为。

2理论

车辆重复荷载在经过路而某个断而时，并非每次都经过相同的点。因此在路面结构分析和设计中，路面横断而上关键位置处所受的实际轴载作用次数，只是总轴载作用次数的一部分。车辆的横向分布一般用车道分布系数和轮迹横向分布系数来表示。车道分布系数用来描述设计车道上的交通量在该方向上总交通量中的比例。轮迹横向分布用来描述在一个车道内，车辆左右摆动的程度。

车道分布系数：路面某一行驶方向设计车道横断面范围内实际受到的标准轴载作用次数占通过该行车道断面的总轴数的比例。即：路面某一行驶方向横断面上一条车道宽度内通过的车辆占整个行车道断面所通过车辆的百分比。

式中:为观测时段在i车道上的标准车型通过观测断面车辆数；

N为在该行车方向上所有车道标准车型通过观测断面车辆数。

车辆轮迹横向分布:设计车道横断面上某一宽度(采用25厘米)范围内所受到的轮迹作用次数与通过该车道横断面的轮迹总作用次数的比值，称为轮迹横向分布系数。

3测定方法

车道分布系数和轮迹横向分布的测定目前国内外还没有一个标准的方法，有的利用摄像、埋设传感器或GPS(全球定位系统)测定。考虑价格和准确性因素，目前最常用的是视频测定方法。

4影响因素

车辆的横向分布受较多因素影响，国内外已有较为细致的研究，从国内外文献整理如下。

4．1车道分布系数的影响因素

（1）交通量

当交通量较低时，交通状态较好，道路服务水平高，车辆可以随意行驶，主要集中于行车道行驶，横向分布系数较集中；当交通量较大时，车辆的自由行驶逐渐受其他车辆的影响、限制，此时，车辆分散在各个车道上行驶，横向分布系数较分散。中间车道的横向分布系数降低，而其他车道的横向分布系数逐渐增大。

（2）车道数

当车道数较多时，各车辆各行其道，行驶选择较多，车辆分布相对离散，其横向分布系数降低。当车道数较少时，各个车道的车辆增多，其横向分布系数增加。

（3）交通组成

小型车主要集中在超车道、行车道上行驶，大、中型客车在超车道和行车道上分布比较均匀，没有明显地集中于某一车道。而载货车，无论车型大小，大部分在行车道、慢车道上行驶，只有少数车辆在超车道上行驶，且在行车道上的分布频率随车型的增大而减小。

（4）设计速度

因各种车型的尺寸、功能、运载量的不同，故其常规行驶速度也不同，一般情况下客运车辆行驶速度大于货运车辆。当道路设计速度较高时，行驶速度差异较大，超车概率高，超车道的超车功能增强，行驶车辆增多，这时，超车道的横向分布系数增大，当道路设计速度取值较低，车辆行驶速度差异不大，易产生车辆尾随行驶的情。在交通状况良好时，超车道仅实现超车功能，超车道的车辆较少，横向分布系数减小。

4．2轮迹横向分布的影响因素

（1）交通组织管理方式

目前我国道路上的交通组织管理方式，基本上可划分为三类:1）混合行驶，2）划线分车道行驶3)分隔带(墩)分车道行驶。随着交通组织管理方式的不同，车辆轮迹的横向分布状况有很大的变化。

（2）路面宽度

在不分向、不分车道时，路面宽度小于6米，轮迹横向分布呈正态分布，路面宽度大于6米，轮迹横向分布更集中。

在划分车道时，路面宽度对轮迹横向分布没有影响。

在分隔带(墩)分车道时，轮迹横向分布更集中于中心。

（3）此外还受车辆组成、车辆密度等因素的影响。

5实例

5展望

本文阐述了机动车横向分布的相关理论，并用南二环实际观测数据做了实例分析，但测定方法并不准确，且上述分析较为简单，没有应用价值。在以后应更加深入的研究，为按车道设计城市道路路面结构和厚度提供依据，为更合理经济的城市道路路面设计提供了可能。

参考文献:

[1]姚祖康.车轮轨迹的横向分布[J].华东公路,1984

[2]唐正光,杨智本等.道路交通量横向分布特征及影响因素分析[J].中外公路,2008,(5):263-265.