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周家嘴路车流起动波速统计研究

吴正

吴正. 周家嘴路车流起动波速统计研究[J]. 交通运输工程学报, 2002, 2(1): 67-73.
引用本文: 吴正. 周家嘴路车流起动波速统计研究[J]. 交通运输工程学报, 2002, 2(1): 67-73.
WU Zheng. Statistics analysis on vehicle flow starting wave speed of Zhoujiazui road[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2002, 2(1): 67-73.
Citation: WU Zheng. Statistics analysis on vehicle flow starting wave speed of Zhoujiazui road[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2002, 2(1): 67-73.

周家嘴路车流起动波速统计研究

详细信息
    作者简介:

    吴正(1956-), 男, 江苏吴县人, 复旦大学副教授, 从事计算流体力学与交通流理论研究

  • 中图分类号: U491.112

Statistics analysis on vehicle flow starting wave speed of Zhoujiazui road

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    Author Bio:

    WU Zheng(1956-), male, associate professor of Fudan University, engaged in research of computational fluid dynamics and traffic flow

  • 摘要: 通过实际观测和统计分析, 论证了平面交叉口红灯转绿灯时车流起动波速可以满足正态分布假设, 更可以满足泊松分布假设, 后者拟合优度高于前者。揭示了在周家嘴路条件下, 随着车辆排队长度增加, 起动波速会相应变大, 呈负指数规律上升的趋势, 与低速混合路段有明显差异。据此建议, 如将交通流动力学模型应用于高速公路或城市高架道路一类问题时, 状态指数取值在2.5左右为好。

     

  • 表  1  周家嘴路车流起动波速频数分组情况

    Table  1.   Frequency numbers of vehicle flow starting wave speed of Zhoujiazui road

    分组 起动波速/m·s-1
    ≤3 4 5 6 7 8 9 10 11 ≥12 频数和
    1 (dx≤30 m) 4 10 16 11 9 5 5 2 1 1 64
    2 (32~38 m) 5 7 12 14 14 12 9 5 3 2 83
    3 (40~46 m) 3 7 10 13 12 11 10 7 5 3 81
    4 (48~54 m) 2 3 6 8 11 9 6 5 3 2 55
    5 (dx≥56 m) 0 1 4 6 6 7 5 2 2 1 34
    6 (合计) 14 28 48 52 52 44 35 21 14 9 317
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    表  2  测量数据的计算结果

    Table  2.   Calculation results of measurement data

    分组编号 样本容量N 起动波速平均值μ/m·s-1 标准方差σ/m·s-1 平均排队长度L/m
    1 64 6.08 2.026 28.4
    2 83 6.86 2.193 36.0
    3 81 7.26 2.312 43.4
    4 55 7.45 2.107 50.4
    5 34 7.56 1.926 61.6
    6 317 6.97 2.209 41.6
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    表  3  分组编号1样本服从正态分布的假设检验

    Table  3.   Normal assumption examination for the sample group 1

    起动波速 频数 Fk (xi) F0 (xi) Fk (xi) -F0 (xi) Fk (xi+1) -F0 (xi)
    < 3.5 4 0.0625 0.0621 0.0004 0.1567
    [3.5, 4.5) 10 0.2188 0.1785 0.0403 0.2903
    [4.5, 5.5) 16 0.4688 0.3494 0.1194 0.2913
    [5.5, 6.5) 11 0.6406 0.5461 0.0945 0.2351
    [6.5, 7.5) 9 0.7813 0.7237 0.0576 0.1357
    [7.5, 8.5) 5 0.8594 0.8492 0.0101 0.0883
    [8.5, 9.5) 5 0.9375 0.9188 0.0187 0.0499
    [9.5, 10.5) 2 0.9688 0.9491 0.0197 0.0353
    [10.5, 11.5) 1 0.9844 0.9594 0.0250 0.0406
    ≥11.5 1 1 0.9621 0.0379 0.0379
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    表  4  分组编号2样本服从正态分布的假设检验

    Table  4.   Normal assumption examination for the sample group 2

    起动波速 频数 Fk (xi) F0 (xi) Fk (xi) -F0 (xi) Fk (xi+1) -F0 (xi)
    < 3.5 5 0.0602 0.0388 0.0215 0.1058
    [3.5, 4.5) 7 0.1446 0.1167 0.0279 0.1724
    [4.5, 5.5) 12 0.2892 0.2439 0.0453 0.2139
    [5.5, 6.5) 14 0.4578 0.4125 0.0453 0.2140
    [6.5, 7.5) 14 0.6265 0.5940 0.0325 0.1770
    [7.5, 8.5) 12 0.7711 0.7528 0.0183 0.1267
    [8.5, 9.5) 9 0.8795 0.8656 0.0139 0.0742
    [9.5, 10.5) 5 0.9398 0.9306 0.0091 0.0453
    [10.5, 11.5) 3 0.9759 0.9611 0.0148 0.0389
    ≥11.5 2 1 0.9727 0.0273 0.0273
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    表  5  分组编号3样本服从正态分布的假设检验

    Table  5.   Normal assumption examination for the sample group 3

    起动波速 频数 Fk (xi) F0 (xi) Fk (xi) -F0 (xi) Fk (xi+1) -F0 (xi)
    < 3.5 3 0.0370 0.0316 0.0054 0.0918
    [3.5, 4.5) 7 0.1235 0.0955 0.0280 0.1514
    [4.5, 5.5) 10 0.2469 0.2025 0.0444 0.2049
    [5.5, 6.5) 13 0.4074 0.3513 0.0561 0.2042
    [6.5, 7.5) 12 0.5556 0.5228 0.0328 0.1686
    [7.5, 8.5) 11 0.6914 0.6867 0.0046 0.1281
    [8.5, 9.5) 10 0.8148 0.8167 0.0019 0.0845
    [9.5, 10.5) 7 0.9012 0.9022 0.0009 0.0608
    [10.5, 11.5) 5 0.9630 0.9488 0.0142 0.0512
    ≥11.5 3 1 0.9698 0.0302 0.0302
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    表  6  分组编号4样本服从正态分布的假设检验

    Table  6.   Normal assumption examination for the sample group 4

    起动波速 频数 Fk (xi) F0 (xi) Fk (xi) -F0 (xi) Fk (xi+1) -F0 (xi)
    < 3.5 2 0.0364 0.0246 0.0118 0.0663
    [3.5, 4.5) 3 0.0909 0.0799 0.0110 0.1201
    [4.5, 5.5) 6 0.2000 0.1807 0.0193 0.1647
    [5.5, 6.5) 8 0.3455 0.3300 0.0154 0.2154
    [6.5, 7.5) 11 0.5455 0.5094 0.0360 0.1966
    [7.5, 8.5) 9 0.7091 0.6845 0.0246 0.1337
    [8.5, 9.5) 6 0.8182 0.8231 0.0050 0.0859
    [9.5, 10.5) 5 0.9091 0.9123 0.0032 0.0513
    [10.5, 11.5) 3 0.9636 0.9588 0.0048 0.0412
    ≥11.5 2 1 0.9785 0.0215 0.0215
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    表  7  分组编号5样本服从正态分布的假设检验

    Table  7.   Normal assumption examination for the sample group 5

    起动波速 频数 Fk (xi) F0 (xi) Fk (xi) -F0 (xi) Fk (xi+1) -F0 (xi)
    < 3.5 0 0.0000 0.0126 0.0126 0.0168
    [3.5, 4.5) 1 0.0294 0.0501 0.0207 0.0969
    [4.5, 5.5) 4 0.1471 0.1358 0.0112 0.1877
    [5.5, 6.5) 6 0.3235 0.2851 0.0384 0.2149
    [6.5, 7.5) 6 0.5000 0.4837 0.0163 0.2222
    [7.5, 8.5) 7 0.7059 0.6855 0.0204 0.1674
    [8.5, 9.5) 5 0.8529 0.8421 0.0109 0.0697
    [9.5, 10.5) 2 0.9118 0.9349 0.0231 0.0357
    [10.5, 11.5) 2 0.9706 0.9768 0.0062 0.0232
    ≥11.5 1 1 0.9913 0.0087 0.0087
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    表  8  分组编号6样本服从正态分布的假设检验

    Table  8.   Normal assumption examination for the sample group 6

    起动波速 频数 Fk (xi) F0 (xi) Fk (xi) -F0 (xi) Fk (xi+1) -F0 (xi)
    < 3.5 14 0.0442 0.0360 0.0082 0.0965
    [3.5, 4.5) 28 0.1325 0.1092 0.0233 0.1747
    [4.5, 5.5) 48 0.2839 0.2306 0.0533 0.2174
    [5.5, 6.5) 52 0.4480 0.3947 0.0533 0.2173
    [6.5, 7.5) 52 0.6120 0.5752 0.0367 0.1755
    [7.5, 8.5) 44 0.7508 0.7372 0.0136 0.1240
    [8.5, 9.5) 35 0.8612 0.8555 0.0057 0.0719
    [9.5, 10.5) 21 0.9274 0.9259 0.0015 0.0457
    [10.5, 11.5) 14 0.9716 0.9601 0.0115 0.0399
    ≥11.5 9 1 0.9736 0.0264 0.0264
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    表  9  分组编号1样本服从泊松分布的假设检验

    Table  9.   Poisson & apos; s assumption examination for the sample group 1

    起动波速 频数 Fk (xi) F0 (xi) Fk (xi) -F0 (xi) Fk (xi+1) -F0 (xi)
    3 4 0.0625 0.0858 0.0233 0.1330
    4 10 0.2188 0.2162 0.0026 0.2528
    5 16 0.4688 0.3746 0.0941 0.2660
    6 11 0.6406 0.5352 0.1054 0.2461
    7 9 0.7813 0.6746 0.1067 0.1848
    8 5 0.8594 0.7805 0.0789 0.1570
    9 5 0.9375 0.8520 0.0855 0.1167
    10 2 0.9688 0.8955 0.0733 0.0889
    11 1 0.9844 0.9195 0.0649 0.0805
    12 1 1 0.9317 0.0683 0.0683
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    表  10  分组编号2样本服从泊松分布的假设检验

    Table  10.   Poisson & apos; s assumption examination for the sample group 2

    起动波速 频数 Fk (xi) F0 (xi) Fk (xi) -F0 (xi) Fk (xi+1) -F0 (xi)
    3 5 0.0602 0.0566 0.0037 0.0880
    4 7 0.1446 0.1536 0.0090 0.1356
    5 12 0.2892 0.2865 0.0026 0.1713
    6 14 0.4578 0.4384 0.0194 0.1881
    7 14 0.6265 0.5872 0.0393 0.1839
    8 12 0.7111 0.7147 0.0564 0.1648
    9 9 0.8795 0.8118 0.0677 0.1279
    10 5 0.9398 0.8784 0.0614 0.0975
    11 3 0.9759 0.9199 0.0560 0.0801
    12 2 1 0.9436 0.0564 0.0564
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    表  11  分组编号3样本服从泊松分布的假设检验

    Table  11.   Poisson & apos; s assumption examination for the sample group 3

    起动波速 频数 Fk (xi) F0 (xi) Fk (xi) -F0 (xi) Fk (xi+1) -F0 (xi)
    3 3 0.0370 0.0449 0.0078 0.0786
    4 7 0.1235 0.1263 0.0028 0.1206
    5 10 0.2469 0.2445 0.0024 0.1629
    6 13 0.4074 0.3875 0.0199 0.1681
    7 12 0.5556 0.5358 0.0198 0.1556
    8 11 0.6914 0.6704 0.0210 0.1444
    9 10 0.8148 0.7789 0.0359 0.1223
    10 7 0.9012 0.8577 0.0435 0.1053
    11 5 0.9630 0.9097 0.0533 0.0903
    12 3 1 0.9412 0.0588 0.0588
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    表  12  分组编号4样本服从泊松分布的假设检验

    Table  12.   Poisson & apos; s assumption examination for the sample group 4

    起动波速 频数 Fk (xi) F0 (xi) Fk (xi) -F0 (xi) Fk (xi+1) -F0 (xi)
    3 2 0.0364 0.0417 0.0054 0.0492
    4 3 0.0909 0.1187 0.0278 0.0813
    5 6 0.2000 0.2324 0.0324 0.1130
    6 8 0.3455 0.3723 0.0269 0.1731
    7 11 0.5455 0.5198 0.0256 0.1893
    8 9 0.7091 0.6560 0.0531 0.1622
    9 6 0.8182 0.7676 0.0506 0.1415
    10 5 0.9091 0.8500 0.0591 0.1136
    11 3 0.9636 0.9053 0.0583 0.0947
    12 2 1 0.9393 0.0607 0.0607
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    表  13  分组编号5样本服从泊松分布的假设检验

    Table  13.   Poisson & apos; s assumption examination for the sample group 5

    起动波速 频数 Fk (xi) F0 (xi) Fk (xi) -F0 (xi) Fk (xi+1) -F0 (xi)
    3 0 0.0000 0.0375 0.0375 0.0081
    4 1 0.0294 0.1085 0.0791 0.0386
    5 4 0.1471 0.2157 0.0686 0.1078
    6 6 0.3235 0.3508 0.0273 0.1492
    7 6 0.5000 0.4968 0.0033 0.2092
    8 7 0.7059 0.6345 0.0714 0.2184
    9 5 0.8529 0.7503 0.1027 0.1615
    10 2 0.9118 0.8378 0.0740 0.1328
    11 2 0.9706 0.8979 0.0277 0.1021
    12 1 1 0.9358 0.0642 0.0642
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    表  14  分组编号6样本服从泊松分布的假设检验

    Table  14.   Poisson & apos; s assumption examination for the sample group 6

    起动波速 频数 Fk (xi) F0 (xi) Fk (xi) -F0 (xi) Fk (xi+1) -F0 (xi)
    3 14 0.0442 0.0531 0.0089 0.0794
    4 28 0.1325 0.1455 0.0130 0.1384
    5 48 0.2839 0.2774 0.0095 0.1735
    6 52 0.4480 0.4241 0.0239 0.1879
    7 52 0.6120 0.5731 0.0389 0.1777
    8 44 0.7508 0.7028 0.0479 0.1584
    9 35 0.8612 0.8033 0.0579 0.1241
    10 21 0.9274 0.8734 0.0541 0.0983
    11 14 0.9716 0.9177 0.0539 0.0823
    12 9 1 0.9435 0.0565 0.0565
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    表  15  正态分布和泊松分布拟合优度对比

    Table  15.   Contrast of imitation degree between normal and Poisson' s assumption

    分组编号 1 2 3 4 5 6
    正态分布 0.2913 0.2140 0.2049 0.2154 0.2222 0.2174
    泊松分布 0.2660 0.1881 0.1681 0.1893 0.2184 0.1879
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    表  16  起动波速计算公式误差

    Table  16.   Errors of the starting wave speed formula

    分组编号 1 2 3 4 5 6
    平均排队长度L/m 28.4 36.0 43.4 50.4 61.6 41.6
    按式(3) 计算的μ/m·s-1 6.08 6.86 7.24 7.43 7.57 7.17
    表 2给出的μ/m·s-1 6.08 6.86 7.26 7.45 7.56 6.97
    相对误差/% 0.00 0.00 0.28 0.27 0.13 2.87
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  • 收稿日期:  2001-10-29
  • 刊出日期:  2002-03-25

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