我這個人很簡單的，最敬重的就是專業的人，不像很多人剛好跟我相反，尤其是政客…
herblee wrote:
我們都知道, 車流...(恕刪)
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257287 wrote:
大型車保持安全距離車速減20
其實這是理論，但實際上的數字
大型車的距離，有些甚至連小轎車都沒辦法插入
...(恕刪)
是的, 就是沒保持安全車距, 大家都想往前衝,都想要快, 但前面已經慢下來了?後面的車卻往前衝?反而導致"車距"縮小了 , 這裏又是"道路瓶頸", 不保持車距, 將會無法吸收因道路瓶頸所產生的"衝擊波",而造成塞車 。
先由Kerner(1998)的F-S-J 三相車流理論開始說起
Kerner將車流分為三種
1.Free flow (F)自由流 (這是沒有路隊長的車流), 在此狀態下有足夠的安全車距, 車輛能自由選擇車速,自由選擇車道行駛
(超車道是通暢的,沒有路隊長,未被佔用)
這就是不塞車,車很少, 有很長車距的車流 ,即8-1-3但書之" 不堵塞行車之狀況下"
大家都希望是F自由流, 多好開! 但是,道路是公用的,但道路不是只有一台車, 必須Share分享, 當我們只顧自已往前衝, 忘記這樣會阻擋到旁車,會產生車流擾動,最後造成堵塞, 就會反噬到自己。
2.Synchronized flow (S)同步流
當車輛密度增加,前車和後車一起同步前進, 前/後車的車距,保持在對等的狀態,稱為homogeneous Synchronized flow 和協同步車流。車速被制約, 只能跟著前車走, 也很難變換車道。
車流佇列 (有車群形成, 排成一列) ,有路隊長, 就是 S同步車流
在同步流(S)當中, 又分為二種狀態; 分別是(1)Stable 穩定狀態, 及 (2)Metastable準穩定狀態。
若車輛密度沒有增加,能(1)Stable 穩定狀態一整列車同步前進。但是,S同步車流也會因為爬坡減速,車道縮減,車流匯入,變換車道,收費站,休息站,地磅站等等瓶頸,而發生"車流擾動"disturbances" ,車流擾動會造成 speed adaptation 車速調整, 改變(1)Stable 穩定狀態,即前車和後車"穩定"行駛的狀態。
如果是較大的"車流擾動", 車距縮短, (1)Stable 穩定狀態同步流變為不穩定的狀況, 往(2)Metastable準穩定狀態發展 , 可能發生走走停停(Stop & Go)的現象。
3.Wide moving jam (J)廣域移動阻塞流
若車輛密度持續增加,車流就往圖表右邊的曲線發展,最後會完全停滯,必須前車移動,後車才有車距
例如1公里(1000m)車道內擠入200台車, 完全是保險桿頂保險桿。
這種J阻塞車流, 堵塞不是只停留於原地
這種阻塞可以突破停滯的車輛,以《衝擊波》往前或往後傳遞, 當傳遞到"瓶頸"時,會引發另一波"相變"。讓原本的F車流降等為S同步車流, 原本的穩定行駛的(1)S stable同步車流,轉變降等"相變"為(2)Metastable準穩定狀態, 呈現出走走停停的現象。
(若要回到F車流,往F-S-J車流曲線圖的左邊走, 圖形橫軸為車輛密度,因此必須降低車流密度,單位長度內的車要變少!)
Q車流量 = D(密度/車距) × V(車速)
車流量Q是有上限max的 , D 和 V 是呈反比的
如果是在 Qmax 最大車流量(臨界點)之前(即F自由車流), 斜率dQ/dD=V>>0的狀況下, 車速V增加, Q車流量也會增加 , 此時車速越快, 越能消化車流。
但是, 在超過Qmax 最大車流量(臨界點)之後,此時 dQ/dD=V <0 斜率是負值, 此時車速V增加, Q車流量反而會減少。此時車速越快,反而堵塞車流。
車流崩潰/反轉(相變)的機制
Kerner's車流理論, F flow 車流量在 C min(最小容量)←→C max(最大容量)之間上下範圍, 都有可能發生車流崩潰(相變)。
但是,在F(自由流),車流量保持低於C min(最小容量),有足夠安全車距,就算行車到瓶頸處, 也不會發生F → S 的車流崩潰
因為 衝擊波"backward travelling wave" 被"安全車距"成功吸收了! 沒有產生車流擾動!
或是是較小的"車流擾動",車流仍停留在 Stable穩定狀態的範圍內(被"安全車距"成功吸收了!),能保持穩定前進。。若車距有更大空間,會回到F自由車流。
FSJ三相車流當中,只有在F車流的情況下,用路人能自由決定車速,也能變換車道
S,J車流的車速都受制於前車,無法自行決定!
單單道路瓶頸並不會產生"衝擊波", 整條馬路只有一台車, 並不會產生衝擊波。 必須要加上高車流量,二者加在一起才會產生。
也就是, 您不是被道路設施所堵住的, 而是被其它的車所堵住的。
就是用路人你堵我,我堵你, 自己堵自己了 !
如果是高車流量之下, 所有車都同時降速, 同時減少車距, 以整列S同步流的方式佇列而行,車流並不會停下來, 但這不可能, 因為有反應時間, 當速差出現造成車距縮短,為防追撞!後車必然剎車, 衝擊波"backward travelling wave"往後傳遞是必然造成"安全車距"縮短,不可能後車和前車同步剎車? 因為有踩剎車反應時間的遲滯,造成空走一段距離,前後車不會等距,必然會有車距變化,必然會產生速差,也就必然產生衝擊波"backward travelling wave"。
依據交通部運輸研究所90.04.24.運安字第900002569號函 ,轉述日本研究報告顯示，一般駕駛人發現危險情況後，反應時間為0.4~ 0.5秒，右腳由加油踏板移至煞車踏板之時間為約0.2秒，踩煞車踏板所需時間約0.1秒。
時速110km/h的車, 每秒前進30.3m , 當路隊長後面那台車發現路隊長剎車了,到他自己開始剎車的時間差, 安全車距已經少掉12m-15m,由原本的55m下降到只剩下40m(依高管規則 6,其所對應的車速只能是80km), 除非後面佇列的後車,眼睛餘光, 能一直盯住路隊長,以此類推,路隊長後方第 5-6台車,想踩剎車時, 安全車距已經是 0 了!
當速差出現造成車距縮短,為防追撞!後車必然剎車, 衝擊波"backward travelling wave"往後傳遞又必然造成"安全車距"縮短, 必然產生衝擊波"backward travelling wave"。
任何造成車距縮小的原因, 都會導致塞車
例如
車多(真的車多到超過道路負荷, 和假性的車多(車群)
車流擾動(任意變換車道,未保持安全車距...)
道路瓶頸(凹陷部(下坡後爬坡), 合流部(交流道/車道縮減/系統交流道匯流....)
到達臨界點(縮小過多車距!無法被安全車距所吸收/中和/緩衝)
再參考東京大學 西成活裕 教授的渋滞吸収理論,以"車間距離"說明 ,如下
東大 西成活裕 教授的實驗故意拉出較長的車距
上下兩列車流的先頭車都暫停了5秒, 向後傳遞"『壅塞波』
上方有拉開車距吸收車之車流 , 所拉開的車距吸收了前方傳遞過來的『壅塞波』, 壅塞波 沒有繼續傳遞下去, 差別可以看出, 有保持車距"吸收車"之上方車流, 最後尾車沒有停下來, 一直在前進
兩者差別可以看"最後尾車"的位置
沒有了"保持車距吸收車"的下方車流, 最後尾車受到『壅塞波』的衝擊而停下來,車流壅塞了, 上方車流的"最後尾車"已經行駛到達它前方再前方那台車的位置了!
這些都是在突顯"保持安全車距"的重要!
257287 wrote:
今天(12/5) 早上7點岡山段就沒有塞車
原因是 地磅站沒有開
這是當然
地磅站原本就是道路瓶頸 , 地磅站一開, 就多了一線車流要匯入原本的主線車道, 造成車流擾動 。
如果大家都降速保持安全車距, 排隊/禮讓通過,守次序融入主線車道, 就會減低 車流擾動 的效應。
同樣,火災發生的時候,大型活動發生踩踏事件時, 為何死傷最多是在逃生門口?
因為逃生門就是一個動線上的"瓶頸"
因為緊急,誰都不讓誰, 擠在門口,通道堵死, 全都無法逃生
如果能依照次序,一個一個通過,不要往前擠!速度雖然較慢, 只要不發生人擠人/人堵人,堵死在門口, 大家都可以逃生。
257287 wrote:
當高速公路實施禁止變換車道時
就會跟雪山隧道一樣
整條線的最高速度，就是取決於最慢的那台車
這是沒錯,當路隊長的前方若有足夠車距, 路隊長卻不加速也不離開, 就形成S同步車流,後車和前車同步, 此時的最高速限不是路邊標誌上寫的數字, 而是路隊長的車速, 路隊長後面的車只能跟車 。
當路隊長的前方若無足夠車距, 路隊長有前車,那路隊長就不是路隊長了!
當路隊長的前方有足夠車距, 依照規則,路隊長就必須回到右邊車道, 補滿右/外車道, 空出左邊的車道
當路隊長不離開? 無論是任何車速, 這台車都佔用了自己的車身長度5m+前方車距(40-55m)
就會形成"車群"
法規明文規定了『內側車道為超車道』, 超車道路權為超車 ! 非超車喪失路權!台灣國道卻產生了『車群』這種特有的"現象"???
就是一群車擠成一堆塞車 ! 車群和車群之間卻空無一車! 『車群』讓道路空間沒有真的充份利用 。
通常都是兩車併駛, 形成車群,車群和車群之間, 切割成一個個無車空間(如上圖黃框),造成道路空間的浪費。 車群形成,為保持安全車距,車群中有汽車會踩下煞車,產生負的加速度-a向後傳遞, 形成壅塞
任何車速的路隊長,只要不離開 ,就無法讓內側車道成為超車道! 就會形成車群 !
並不是龜速不能佔用!最高速就能佔用? 不是! 是所有車都不能佔用"超車道" !
超車道是高速公路上解決壅塞的設計,是車流的疏洪道,是一個繞道bypass, 繞過去回到原車道就不塞了!
觀察螞蟻就能了解, 在一列螞蟻的動線上放上一個障礙物, 一開始螞蟻會不知所措塞在一起,不久就會沿障礙物旁繞道,走出一條新路,超越障礙物再回到原路線上,而且繞道時的"蟻速"還會加快,這就是『超車道』
但是, 超車需要"安全車距"! 無安全車距的超車只會引發車流擾動!
如果平時就將疏洪道(超車道)裝滿水, 洪水(車流量大)來時,疏洪道(超車道)無法分流,當然是氾濫成災(塞車)。
說什麼最高速限行駛就不堵塞?就是塞車的主因! 並不是110km往前衝, 前方就會自動生出55m的車距?
忘了一台車只要在車道上,自己就佔去車體5m+車距55m的空間, 超車道就少了60m的長度可用於超車, 非超車佔用內側車道,是把道路能容納幾台車"超車"的最大容積做小了。
雪隧不能超車, 就喪失這個補滿外車道空間的機會, 將道路可容納幾輛車的空間做小了!
反正台灣會是沒有安全車距也硬要超車 ~ ,反而引發車流擾動
雪隧真的達到了道路最大容量嗎? 沒有
如下方 美國國家科學院交通委員會出版的HCM2000, 那張對於車流量和車速的關係圖
雪隧車速90km那條線, 在LOS D :22pc/km/ln 的範圍 ,在超過1750車以上,才會因為車距不足受迫降速,無法維持為90km/h 。
但是雪隧的資料, 大約為雙車道2400車, 即單車道 1200車時,未達1750車! 雪隧就開始塞車了!
所以雪隧的車道,並沒有得到最充份的運用
Newell's car-following model跟車理論, 描述"車流"是,車輛與其之前的車輛之間保持最小的空間和時間間隔一起前進的流體。
每一台車必須視《車體+車距》為同一個最小單位
也就是雪隧的車流,並不是保持每公里內(20台車+20個45m車距)的 S同步車流, 以90km等速前進的理想狀態,而是每公里未達20車。
當然,這其中有慢車未達最高速限,並無法離開超車道(內側車道),去外側車道,而與前車拉出超過45m以上的車距時(喔,對不起, 雪隧還修法增加車距為50m), 並沒有"變換車道"這個機制來讓慢車回到原車道,去補滿外側車道, 或讓快車"超車",先補滿內側車道, 或超越慢車回原車道,再補滿外側車道。
可知, 雪隧是因為1km內沒裝滿20台車,造成道路空間的浪費,在未達1750車之前就塞住了!
因為,如果是慢車的因素,例如慢車車速只有80km(車距40m), 後面的車也是80km等速前進 ,每公里可以裝22台車(流量1777車/小時)
因安全車距縮小,可多裝幾台車上來, 塞在交流道等候的車就減少了!
能超車才能提升車流量, 但極限是 Qmax
1750車之前, 由1車←→1750車 , FFS=90那條線都是直線, 斜率=0
無論車流量為1台車 或是增加到 1750車 , 車速通通能90km/h , 斜率dV/dQ=0是有安全車距可以超車。
但在1750車以上,斜率dV/dQ<0 ,轉變為負值 <0 ,由於Q車流量 = D(密度/車距) × V(車速),這代表車距將越來越小
dV/dQ<0是沒有安全車距不能超車
斜率(dV/dQ=0及<0)已經說明了, 車速V和流量Q沒有正相關, 只有無關=0(無關塞車) 及<0負相關(造成塞車), 即車速完全無助於提升流量, 完全無助於"不塞車"。不是開越快越不會塞車 !
車速和堵塞無關
反而在車流量Q大時(超過1750車),dV/dQ<0, 車速V越快反而造成車流量下降。因為車速V快,安全車距也拉大,道路容量因此變小而堵塞。
其實, 隧道本身也是一處道路瓶頸。
所有的 FFS在Q值超過道路容量，全都會掉下來 ,受迫於車距 ,這只是主因
就算不是超過 Q max ,FFS 也會因為 車道寬/路肩空出距離/車道數/交流道密度 而降低 ,是次要原因
車道寬度變窄/路肩空出距離/車道數減少/交流道密度增加, 都會讓駕駛人降低車速! ,是次要原因
隧道,比起有天際線的路面,路肩空出距離會變小,這讓視距出現壓迫的障礙, 會不自主減速
FFS=BFFS-fLW(車道寬)-fLC(路肩空出距離)-fN(車道數)-fID(交流道密度)
與其取締超速/取締車距不足 , 不如再多一些車速提醒顯示, 告之車速不足了, 請提高車速!
否則一般人都是怕罰單, 會刻意減速或拉長車距, 讓1km內裝不到20台車
其實, 國外的隧道, 只要單向有二條以上車道, 都是可以超車的
這是義大利北邊 A22 高速公路
257287 wrote:
地磅站的加速道不延長
只要地磅站一開，就跟雪山隧道一樣的狀況
雖然可以變換車道，但是相差不遠
..(恕刪)
地磅站一開, 形成道路瓶頸 → 引發車流擾動
這是搶進同一個車道,在搶道的地方,會讓車距縮小
雪山隧道禁止超車, 快車無法補滿車群之間的無車空間, 是降低了道路的容量,沒裝滿, 無法消化後面的車流
這是拉出過長的車距
兩者原因不大相同
國外那個禁止(大貨車)變換車道, 是彈性的機動措施 ,過了交流道就會恢復, 這是預期安全車距會不足,大貨車無法超車,硬要超車會引發車流擾動 , 所以先行禁止
只要地磅站一開, 原本三線車道就多了一線匯入, 會造成車流擾動, 擾動到原本的主線車道, 是要拉長加速車道(變出車距), 或是以前後車道差別速限來拉開車距,以多出的車距來容納, 讓這一線車能融入主線 ,這也是要變出更長的車距
實例說明,如此處是英國M25, 壅塞了, 所以燈號臨時改了數字! 機動降低速限 ,讓車距縮小, 能容納更多車
前方機動調整速限,將速限提高為60mile,加快車流,拉開了車距, 就不塞了
在國外為何要這樣隨時(機動)改速限?
因為,機動調整速限,"前後路段差別速限",可變車速由 120->80->60=瓶頸點=60->80->120,拉開塞車路段的可行車間距
就能拉開車距, 就改變了車流密度 !
是以機動調整速限來調控車流密度,拉開車距,避免塞車
個人積分：7分
文章編號：71263415
個人積分：43分
文章編號：71323923
個人積分：6243分
文章編號：71325199
個人積分：1890分
文章編號：71380701
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