一种城市道路客货分离的车辆分类方法

技术领域

本发明属于交通工程领域，特别涉及了一种城市道路客货分离的车辆分类方法。

背景技术

客货分离(separating trucks and passenger vehicles,STPV)，指将道路上的客车流和货车流分隔成相互独立的两股车流，避免客车和货车之间产生干扰。目前，我国关于客货分离的探索和应用主要集中在高速公路上，而针对城市道路的相关研究为数不多。在道路可达性、出行需求和公共交通等方面，城市道路的交通环境与高速公路存在很大差异，因此适用于高速公路的客货分离系统无法直接应用于城市道路。同样地，由于车辆组成类型上的区别，城市道路的客货分离系统也不应该像高速公路那样仅仅依据用途和荷载将车辆简单分为客车和货车。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种城市道路客货分离的车辆分类方法。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种城市道路客货分离的车辆分类方法，包括以下步骤：

(1)将交通安全、通行效率和道路养护作为主要优化目标，对城市道路客货分离系统中车辆分类的各种因素进行分析；

(2)基于城市道路客货分离系统中车辆分类的主要因素，建立车辆分类方法，将车辆分为轻型车辆和重型车辆；

(3)根据车辆的环境影响对城市道路客货分离系统中的部分车辆采取激励措施。

进一步地，在步骤(1)中，所述交通安全的评价指标包括车速离散系数和平均换道次数：

其中，SV表示车速离散系数，σ为车速的标准差，μ为车速的均值；

进一步地，在步骤(1)中，所述通行效率的评价指标包括平均行程速度和平均延误，所述平均延误是自由流状态下的行程时间与实际行驶的行程时间之差。

进一步地，在步骤(2)中，城市道路客货分离系统中车辆分类的主要因素包括动态性能、物理尺寸、车轴荷载和行车安全。

进一步地，在动态性能中，通过车辆的最高设计时速将车辆分类为轻型车辆和重型车辆。

进一步地，在物理尺寸中，通过车辆的宽度和/或长度将车辆分类为轻型车辆和重型车辆。

进一步地，在行车安全中，将带有挂车和集装箱的车辆、长途客车、工程车辆、有轨电车、危险化学品车辆归类为重型车辆。

进一步地，在步骤(3)中，所述环境影响的评价指标包括每百公里燃油消耗和每升燃料的污染物排放量。

采用上述技术方案带来的有益效果：

1、本发明创新性地针对城市道路进行车辆分类方法的研究，运用本发明方法，相关部门和单位能够有效加强客货分离系统对于城市道路的有益影响，从而建设更加高效、安全、环保的城市道路生态；

2、本发明从环境友好的角度出发，根据车辆的环境影响和排放特性设计了与车辆分类方法相匹配的激励机制，降低城市道路客货分离系统的违章率的同时提高了城市道路系统的环境可持续性。

附图说明

图1是本发明的方法流程图；

图2是车辆分类示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

本发明设计了一种城市道路客货分离的车辆分类方法，如图1所示，步骤如下：

步骤1：将交通安全、通行效率和道路养护作为主要优化目标，对城市道路客货分离系统中车辆分类的各种因素进行分析；

步骤2：基于城市道路客货分离系统中车辆分类的主要因素，建立车辆分类方法，将车辆分为轻型车辆和重型车辆；

步骤3：根据车辆的环境影响对城市道路客货分离系统中的部分车辆采取激励措施。

本发明的车辆分类方法从动态性能、物理尺寸、车轴荷载和行车安全等多角度综合考虑，将城市道路中的车辆分为轻型车辆和重型车辆；而传统的车辆分类方法仅根据负载和用途，将车辆分为客车和货车。实例操作中，两种分类方法对于常见车辆的分类结果如图2(图2中序号及对应类型、说明如表1)。其中，点划线区域表示本发明的分类方法所认定的轻型车辆，虚线区域表示传统分类方法所认定的轻型车辆。

表1常见车辆类型及说明

为了检验不同车辆分类方法的性能优劣，在实例操作中引入关于城市道路客货分离系统的评价指标体系。具体的评价指标体系如下：

①通行效率

a)平均车速

平均车速

b)平均延误

平均延误

②交通安全

a)车速离散系数SV：

许多研究表明，车速离散系数SV与事故率之间存在较强的正相关关系，因此在缺乏直接的事故率数据的情况下，可以将其作为交通安全的评价指标。σ表示车速的标准差；μ表示车速的均值。

b)平均换道次数

平均换道次数

③环境影响

a)燃油消耗c

F

表2不同车型的每百公里油耗

b)污染排放

以汽车尾气污染物中的NO

表3不同车型每升燃料的污染物排放量

本实施例选择的城市道路路段长3km，限速80km/h，白天和夜间的车流量都比较大。该路段为双向四车道，车道宽度3.5m。高峰时段的流量为1500pcu/h，且卡车占比超过10％。该路段车流量和卡车占比都比较大，适合建立客货分离改造系统。关于该城市道路路段交通组成的具体数据收集在表3中。

经过研究，选择车道限制作为该路段的客货分离系统，并在VISSIM仿真软件中建立仿真模型，驾驶行为设置参考Wiedemann 74模型。具体而言，在传统的车辆分类方法中，规定货车可以在外侧两车道行驶，客车在内侧两车道行驶；在本发明的车辆分类方法中，规定重型车辆在外侧两车道行驶，轻型车辆在内侧两车道行驶。此外，考虑到激励机制的影响，在该仿真模型中设置较低的违章率，设为2％。

表4城市道路路段的交通组成

为了减少仿真过程中的极端事件对仿真结果的影响，对两种车辆分类方法的模型分别进行50次模拟，然后计算各项评价指标的平均值。所得平均结果如表5-6所示。

表5-a传统车辆分类方法的评价指标数据

表5-b本发明提出的车辆分类方法的评价指标数据

表6-a传统车辆分类方法的评价指标数据(基于车辆类型)

表6-b本发明提出的车辆分类方法的评价指标数据(基于车辆类型)

根据表5-6，本发明的车辆分类方法使得内外车道的延误都减少了，且所有类型车辆的通行效率都得到了改善。这表明，本发明的车辆分类确实有助于提高城市道路的服务水平，改善城市道路生态。

实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。