[轉錄]Re: [問卦] 高速公路爬坡段車速的八卦?
※ [本文轉錄自 Gossiping 看板]
看到您的文章
剛好與我的領域有關
貢獻一下我的知識:
回文、推文當中,提到了車輛密度、衝擊波等概念
不過以小弟的理解當中,密度、衝擊波為結果,而還不是我們可以推得的最根本原因。
最根本的原因為跟車模式(car-following model)
也就是車輛性能、人類行為
才是最微觀(microscopic)的根本,決定了我們今天交通的先天限制
(1)長度密度
(2)流量
(3)空間平均速率(Space Mean Speed, SMS) 三個因子,只是
(1)距離車頭距(distance headway)
(2)時間車頭距(time headway)、
(3)單一車輛速率
的巨觀(macroscopic)尺度,因此用來做大尺度(例如路網)的運算,以簡化演算過程
而衝擊波適用這些巨觀尺度(主要以密度、流量計算) 因子所算出的現象
所以是結果,非原因。
真正可以理解原因的在於微觀尺度。
--以上為前言,以下才為重點--
至於以微觀尺度該如何解釋{上坡路段造成的容量瓶頸}
如下:
車輛的操作性能
上坡時 「 馬力/重量 」 不足而造成與前方車會有很大的空隙
(平地時雖有 B M W 和 Kia 的差別
但不會明顯到形成交通問題;上坡時問題就來了)
而空隙無法補回
空隙無法補回的原因很容易用直覺理解:
如果前後車出現了空隙,故意把他填滿,要有一輛快速的車填進去
但是,快速的車填進去的話,後面會有更大的空隙
因此我們可以知道,雖然空隙可以在某段時間被填滿
但若考慮{填進來的後方會造成更大的洞} 我們可知填滿所有空隙是不可能的。
置於空隙有多大,美國因為樣本很多且有固定預算與時間校正
因此有很多資料可參考
美國的<公路容量手冊 (Highway Capacity Manual,HCM)>
給了許多小客車當量(PCU, Passenger Car Unit)
也就是在某情況下 1卡車/公車/拖曳式休旅車 (非小客車)
會等於幾輛小客車的效果
也就是因為它的操作性能產生的空隙
使它看起來好像幾輛小客車在跑:
此數據是美國 TRB 做的觀察數據
在坡道長度為 1 mile~ 1.5 mile的情況下
卡車的 PCU 為
卡車佔總車流
的比例→ 2 4 6 (%)
坡度(%)
↓
┌─────────────
<2│ 1.5 1.5 1.5
│
2 │ 4 3 3
│
3 │ 8 6 5.5
│
4 │ 11 8 7.5
│
5 │ 13 9.5 9
│ \
┘
PCU
WHY "坡度" 及 "卡車比例" 是變數?
就是因為 操作性能 才是決定性的關鍵
坡度嚴重影響卡車性能
尤其在陡坡
卡車把前方的道路浪費很多!
所以坡度 5 % 時卡車的 PCU 甚至高達 13 !!
卡車比例高時,因為同一條路,操作特性類似的車一多起來
邊際效果(Marginal Eff)變小
因此 PCU 不會那麼大
即,第一輛卡車混入,會造成很大衝擊
到了第九輛、第十輛衝擊就不會那麼大了。
所以卡車比例高時,PCU才會變小
至於為何沒給[小客車平地] v.s. [小客車上坡] 的當量轉換
理論上是可以這麼做
但是實務上不實用
因此用其他因素替換掉了
所以我們沒有 [小客車平地] v.s. [小客車上坡] 的當量轉換 的數據
[例如:純小客車環境,
交通工程師喜歡說:{平地路段容量為1700pcphpl
某上坡路段容量為1400pcphpl (純舉例) }
但廣義來說,可以說成{全線容量1700pcphpl
但上坡時有小客車的小客車當量1.21 (1700除以1400)}
只不過大家都以前者為習慣,所以[小客車平地] v.s. [小客車上坡] 的當量轉換
就沒有人在用。 ]
舉剛剛的例子
坡度 5 % 時卡車的 PCU = 13
使他一輛卡車,看起來好像13輛車
可等效上看成:比起平地路段,這個路段平白多出了12輛車在跑!
( 並不是說車子真的冒出來,而是效果等於12輛車冒出來 )
整理起來來說,
是:上坡使得車輛性能變得重要
↓
造成本車與前方車會有很大的空隙
↓
此空隙無法補回 可把空隙看成插入了無中生有的車
↓
效果同於上坡路段冒出一堆車在前面
↓
因此上坡成為較易造成塞車的地方
因此,高速公路在設計時就會將坡度考慮在內
高速公路會有最大坡度準則(criteria)
在設計、選線時
不可超過某坡度
若是真的造成容量瓶頸太嚴重
那麼就要考慮設置爬坡道
也就是把這些看似無中生有的幽靈車紓解
當然,這些幽靈(PCU 造成的等效效果) 在上坡完畢後就會消失
可是他這短暫的存在卻使公路出現了非常大的瓶頸
事實上,敝人認為我國雙車道公路的爬坡道不夠多
尤其是省道。
美利堅於許多US Route等級的道路 (類似我國的省道)
也是有許多爬坡道,這些爬坡道不長,但效果會很好
正因為幽靈只出現一下子,所以爬坡道就蓋這幾百公尺,效果馬上浮現
但很可惜,可能受限於經費(?)
許多路段因為缺乏爬坡道 那麼瓶頸就在於這些上坡處了。
(其實不只上坡,轉彎、隧道口,同樣也會有類似的效果)
有興趣研究的人
可以觀看我在 Road(公路板) #17XRuiGD 的文章 歡迎來公路板討論
目前我也仍在研究摸索階段
不算進化完成
因此可能也有缺陷需要同儕切磋
希望這篇文章有幫助到您。
※ 引述《ljsnonocat3 (喵的真正~)》之銘言:
: 之前蠻常台北-新竹之間跑
: 大家應該都知道高速公路這中間有幾個爬坡路段
: 林口路段 楊梅幼獅路段 湖口路段
: 我常常百思不得其解 為啥明明沒有事故 車流也不算擁塞
: 但是這些路段車速就會龜了下來
: 我開的也只是一般1500cc頭又大的老舊國民車 在這些路段爬坡也沒很吃力
: 只要一路順順爬 幾乎也不需要重踩油門 就一樣可以維持在100km/h
: 但是就無法理解為什麼有人就是會慢下來 很多車還比我馬力大很多....
: 這是得用心理學來解釋嗎? 有沒有人可以八卦?
--
_2 2 the quantum rules on 1-dim
h d ψ(x)
────── ┼ V (x) ψ(x) = E(x) ψ(x)
2 ..
2 m d x ── Erwin Schrodinger
--
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抱歉我發現我語意不夠明確:我加了"雙車道公路" 不是國道
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謝謝Carlin大的分享 我要說的就是台灣比較缺乏南迴這樣較優良的部設
※ 編輯: alen332l 來自: 140.112.4.234 (12/10 21:13)
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