第1页共17页基于正交试验的过饱和交通状态关键因素辨识摘要：过饱和状态是交通需求大于道路通行能力的状态，如对其无法有效识别，极易演变为排队溢出、甚至死锁等严重威胁路网运行效率的状态。文章通过对过饱和交通状态的分析，对各影响因素进行了水平划分，设计了各种影响因素不同水平组合的正交试验，并通过微观仿真软件VISSIM完成了相关的仿真试验。最后，通过相关案例的极差分析，给出了各影响因素对过饱和交通状态影响的排序，通过方差分析的F检验，认为场景特性、交叉口间距、大车比例是对过饱和交通状态最为显著的影响因素。关键词：交通工程；过饱和交通状态；正交试验；极差分析；方差分析：F570文献标识码：AAbstract：Oversaturatedtrafficisthestatusthat第2页共17页trafficdemandisgreaterthanthecapacityoftheroad.Ifit'snotidentifiedeffectivelyintime，thetrafficstatuswilleasilyevolvetoqueuespillback，orevenworsegridlock，whichwillthreatentheefficiencyoftheroadnetworkseriously.Basedontheanalysisofoversaturatedtrafficstatus，wefirstdivideditsimpactfactorsintodifferentlevels，andthenorthogonaltestwithcombinationofdifferentlevelofdifferentimpactfactorwasdesigned，whichwasimplementedinmicrotrafficsimulationsoftwareVISSIM.Finally，fromthecasestudy，wegottherankofimpactfactorsofoversaturatedtrafficstatusviarangeanalysis，andmoreover，throughvarianceanalysis，weconcludedthatscenariocharacteristics，intersectionspacing，andtruckratioarethemostremarkableimpactfactorsofoversaturated第3页共17页trafficstatus.Keywords：trafficengineering；oversaturatedtrafficstatus；orthogonalexperiment；rangeanalysis；varianceanalysis0引言在现有交通设施供给相对稳定的情况下，城市交通需求的不断增加，路网交通流状态逐步从畅通到临界饱和，到过饱和，再到排队溢流，最终向路网死锁演变恶化。过饱和状态是交通需求超过通行能力的状态[1-2]，处于整个路网交通流状态演化链的中间，属于城市交通管理中较难处理的交通状态之一，对其处理不当，极易带来多米诺骨牌效益，因此，抓住关键影响因素，对其快速准确的辨识，进而采取相应控制策略，可以防患于未然，有效降低溢流、瘫痪等路网交通流状态恶化发生的概率[3-5]。对于过饱和交通状态的辨识，交叉口层面主要基于停车线和上游出口的检测器，进行相关的参数估计[6]，如Akcelik等基于交通第4页共17页流到达驶离模型对过饱和的排队长度进行估计[7]，金凤等在此基础上考虑车辆到达和交叉口影响建立了延误和排队模型[8]；HenryX.Liu等基于交通波动理论对交叉口滞留排队的参数进行了估计[9]。关于路网交叉口群过饱和交通状态的辨识，Luyanda等人引入了绿地有效利用率的概念对过饱和状态进行辨识[10]；李岩等引入了更大时空范围内，关联周期或关联交叉口的数据，对过饱和交通状态的扩散范围和持续时间这两个参数进行了估计[11]。这些参数估计的方法假设条件过多，对检测器特别是上游出口检测器的依赖较大，对于检测器附近的车辆抛锚、事故等亦无法有效剔除。此外，对过饱和状态的影响因素及相应参数复杂多变，上述方法仅针对其中的一些参数进行估计，无法有效体现各因素对过饱和状态的影响程度，及各因素间交互作用的影响，也就无法从中找出关键的影响因素。另一方面，随着应用统计学的发展，诸多学者逐渐将其应用到交通流状态的辨识过程中，如林瑜等人将正交试验的方法应用到交通阻塞的影响分析中，并进行了显著性分析[12]；姜璐璐等人将第5页共17页Fisher判别分析法应用到短连线交叉口溢流状态的预测当中，取得了较好的效果[13]。本研究引入统计学中的正交试验方法，在归纳和分析路网过饱和状态影响因素的基础上，对其进行水平划分，设计相关试验，通过相关的实际案例进行极差、方差及显著性分析，给出过饱和状态辨识的关键因素。1过饱和交通状态影响因素分析与水平划分1.1过饱和状态的定义过饱和状态为饱和度大于1时的交通运行状态，饱和度可用交通流量与通行能力的比值（V/...