1绪论
根据对北京事故实时播报记录的统计，2014年3月发生在北京市快速路上的诸如刮赠或追尾等交通事故多达94起。其中，87%的事故发生在早晚高峰期。在北京122报警系统数据库统计的共计62492组数据中，平均事故持续时长为29.77分钟⑴。事故发生后，等待处理的事故车辆停在道路上，从时间和空间两个方面大量占用道路资源。被占用的车道不仅损失了自身的通行能力，也在路段上形成事故瓶颈，影响其相邻车道的通行能力，使得路段整体通行能力大打折扣。若在某时亥[]，上游交通量大于事故路段整体通行能力，则事故瓶颈上游路段将形成排队，若排队延伸至下游出入口，则将导致邻接道路发生阻塞，引起大范围交通拥堵。同时，交通事故在时间和空间上的不可预知性极大地增加了防控其次生拥堵的难度。美国联邦公路署（FHWA) 2005年统计表明，城市快速路上70%的交通拥堵是由交通事故引起的[2]。图1-1和图1-2分别为北京市同一区域不同日期的实时路况截图。图1-1记录了某周周二晚高峰时期建国门北大街北向南方向及东三环北路南向北方向发生事故后的实时路况，从图上可以看出事故地点上游路段均发生了较严重的拥堵；图1-2为相同地点次日晚高峰未发生事故时的实时路况，图中所有道路均较畅通。从两图对比可推断两起事故在其上游路段均引起了较严重的拥堵。
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2国内外研究现状
2.1快速路通行能力基本理论
仿真估算法还被用于以下不同交通条件下的通行能力研究。李剑[22]分析了高速公路收费站的人工收费和ETC收费的交通流特性，并利用标定后的VISSIM仿真模型，获得了不同比例人工收费车道和ETC收费车道数时的综合通行能力。王志美在VC++6.0平台上进行仿真试验，得出了车头时距服从M3分布规律时环形交叉口支路的通行能力、时长和交通量的仿真值。谌海军[24]采用了基于元胞自动机建模与仿真的方法测算了串行收费站不同布设方式下的通行能力。李淑庆分析了无信号交叉口混合车队的交通流运行特性，建立了不同支路功能划分时的通行能力模型，并利用VISSIM对模型的可靠性进行了检验。陈静[26]建立了基于VISSIM的混合交通条件下交叉口通行能力的仿真模型，并与其他通行能力计算（如HCM2000)方法的结果进行了对比分析。
2.2快速路微观交通仿真概况
目前主流的微观仿真软件有：CORSIM、SiinTraffic、VISSIM、PARAMICS、AIMSUN、TransMDdelerfPMrrSIM。Johan J. 0[32]等对AIMSUN、MITSIM、VISSIM及PARAMICS 四类仿真软件的车辆跟驰模型进行了对比分析。他将相同的前车数据作为输入条件输入上述四类软件并记录后车的轨迹变化。四类软件在前后车轨迹对比中表现出一定的相似性。其中，AIMSUN输出的后车轨迹与同前车轨迹最为接近，而在前车加、减速运行时，VISSIM和PARAMICS输出的后车轨迹均与前车轨迹较为相似，但在前车勾速运行时，这两种软件并没有输出与前车一致的后车轨迹；MITSIM输出的后车轨迹比前车轨迹更为平滑，前车做出加减速反应可能导致后车的紧急加减速行为。CorSim的跟驰模型使前后车辆之间保持理想安全的车头时距，车头时距总是保持Is,而Sim Traffic车头时距则随着道路状况、车辆性能和驾驶员性格改变而改变。MITSimLab、TransModeler、VISSIM跟驰、换道、间距接受模型采用与CorSim类似的规则，但描述更为精细。
3快速路事故条件下通行能力的仿真研究框架构建 ........21
3.1快速路事故路段的交通特性...... 21
3.2快速路事故条件下路段通行能力研究框架............ 25
4快速路事故条件下VISSIM仿真参数校正系统............. 33
4.1校正指标及校正参数集的选取 .......33
4.2校正参数集敏感性分析 ........35
5案例分析与应用......... 57
5.1研究案例仿真模型的创建 ...........57
5案例分析与应用
5.1研究案例仿真模型的创建
该事故为两辆公交车追尾事故，事故地点和事故现场如图5-1、图5-2和图5-3所示。事故地点位于单向3车道快速路外侧车道，距离上下游出入口较远，事故发生后，未设置警告标志，事故瓶颈路段长度仅为两事故车辆长度及事故车辆间距。事故路段平直无弯道、坡道，线形良好。车辆种类主要为大车和小车两种，无货车，气候、视距条件良好。事故发生在早高峰，事故车辆占用一条车道，形成事故瓶颈，短时间内事故地点上游形成拥堵；中间和内侧车道车辆缓慢驶过事故瓶颈路段。事故路段车辆有明显的跟驰和换道行为。事故地点和事故现场如图5-4、图5-5和图5-6所示。事故地点位于单向4车道快速路内侧车道，距离上游进出口较远，距离事故尾车车尾约20m处设置了警告标志。事故路段平直无弯道、坡道，线形良好。车辆种类主要为大车和小车两种，无货车，气候、视距条件良好。事故发生在下午5点左右，事故车辆占用一条车道，形成事故瓶颈，短时间内事故地点上游形成拥堵；中间和外侧车道车辆缓慢驶过事故瓶颈路段。事故路段车辆有明显的跟驰和换道行为。
5.2研究案例通行能力的仿真测算
选取事故时长内连续的最大15min交通量进行通行能力计算，每个检测时段时长为5miii,即选取连续的3个监测时段之和最大者。三车道事故中，事故时长为22min (1320s),前4个检测时段共20min内为全事故时段，.第5个检测时段前2min为事故时段，后3min为事故清除后的正常时段。取前4个全事故检测时段中最大15min交通量进行计算，此最大交通量为601辆。四车道事故中，事故时长为30min (1800s)，共包含6个完整的全事故检测时段，其中连续的最大15min交通量为912辆。三车道事故大车比例为12.0%，四车道事故大车比例为8.7%;取大型车的折算系数为2.0。根据式（3-4)和式（3-5)计算三车道事故案例仿真法所得通行能力见式（5-4)，为2692 (pcu/h)；四车道事故案例仿真法所得通行能力见式（5-5)，为3965 (pcu/h) .
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6结论与展望
本文主要工作如下：(1)研究得出了三车道及四车道不同占道数及占道长度下的通行能力及其折减系数。并分析得出如下结论：1)事故的发生不仅使事故路段损失了事故车道的通行能力，还影响了相邻开放车道的通行能力；2)占道长度与事故路段的通行能力呈一次线性负相关；3)随占道数目的增长，通行能力降低的梯度减缓；4)路段车道数越多，事故的发生对通行能力的影响越小。(2)总结了事故条件下通行能力影响因素，建立了通行能力的修正系数概念模型，并依据该模型设计了事故条件下通行能力的仿真测算框架。(3)总结了如何采用VISSIM中的“停车场”工具对事故条件进行模拟并利用C++编程调用VISSIMCOM组件，设计了驾驶行为参数的动态改变程序，实现了事故路条件的VISSIM仿真及事故时长内驾驶行为参数的动态改变。(4)基于驾驶行为参数的敏感性分析，获得事故条件下，仿真模型对行程时间敏感的参数为停车间距、车头时距、“跟车”变量、进入跟车状态的阈值和最小车头空距。运用MATLAB,编制了基于改进的遗传算法的事故条件下VISSIM驾驶行为参数校正程序。(5)对快速路事故路段各部分进行了详细的界定，在此基础上分析了事故条件下驾驶员行为与车辆行为。
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参考文献（略）