基于马尔科夫链的短车道通行能力建模*

余志，许焕挺，何兆成

中山大学智能工程学院，广东广州 510006

交叉口一直以来都是车辆运行的瓶颈，为了降低瓶颈带来的影响，常使用拓宽车道的方式提高通行能力［1］。这种在交叉口处拓宽形成的车道，因存在一定的长度限制、无法当作独立车道而被称为短车道［2］。拓宽信号交叉口进口道是提高其通行能力的有效方法，但短车道也是影响通行能力的潜在因素，常导致相关车流互相影响，甚至发生短车道排队阻塞，这种阻塞被称为短车道效应［2］。因此，设计手册规定了短车道的最短长度［3-5］以降低短车道排队阻塞发生的概率。

短车道效应的发生是道路、交通、管理条件综合作用的结果，为了探究短车道对交叉口交通运行的影响，Wu［6］指出传统方法和HCM 对于短车道组通行能力的估计存在高估或是低估的情况，并提出了一种基于概率论的短车道通行能力估计方法。研究表明，带有短车道的信号控制交叉口的通行能力与短车道长度、车流比例，以及周期时长有很大关系［7］。Wu［8］考虑交通流的随机性和排队阻塞对短车道的影响，建立了一个理论-经验模型来计算短车道组的通行能力。马万经等［9-10］考虑相邻周期排队作用，建立左转短车道阻塞概率和通行能力解析模型。以往的研究揭示了短车道通行能力是道路几何条件、车流比例、信号控制方案等因素综合作用的结果，在过程中使用了基于概率的修正模型，此类方法考虑了车辆到达及车流互阻塞的随机性，更接近实际情况，成为当前研究该问题的主流方法。……