Page 180 - 《应用声学）》2023年第5期
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0 引言 1 基于道路限速的随机用户均衡模型
随着城市的快速发展，环境噪声问题日益显著。 为在路网规划阶段研究道路限速策略下噪声
据2021中国环境噪声污染防治报告 [1] ，全国城市昼 的变化规律，需要在分配过程中模拟出道路限速约
间区域声环境受交通噪声影响比例达 21.7%，城市 束下的交通控制策略。随机用户均衡模型作为交通
居民长期处于交通噪声污染的危害当中。鉴于此， 分配的主要应用模型，根据出行分布情况及道路阻
设置声屏障或隔离带、实行车辆限行管理、合理分 抗函数的设置对出行者的出行情况进行预测，从而
配交通干道车流量等措施经常被用来减轻道路交 得到路网中交通量的分布，然后结合噪声预测模型
通噪声污染。而规划路网限速控制策略由于其预防 对噪声进行模拟计算。本文对Fisk随机用户均衡模
性噪声控制的特性引起了广泛关注。 型 [16] 添加道路限速约束，建立基于道路限速的随
长期以来，学者们研究道路限速主要聚焦于安 机用户均衡模型。
全问题 [2−3] 。Aarts 等 [4] 验证了道路限速和交通事
1.1 道路限速约束条件下的阻抗函数
故发生率之间的关系。聂进等 [5] 研究了道路限速和
道路阻抗函数反映道路上行程时间与交通负
行人自行车的安全关系，发现降低车辆行驶速度可
荷之间的关系，决定交通分配中的路径选择。道路
以明显降低行人和自行车骑车人伤亡风险。同时，
限速策略分两种情况：当车辆行驶速度高于限制速
道路限速也会带来路网效率的变化 [6] 。Lave 等 [7]
度时，需减至限制速度；当车辆行驶速度小于限制速
发现限速可以影响整个路网的交通流分布，并可能
度时，车辆沿原速度行驶。根据速度、时间与流量的
减少出行时间。近年来，随着环境问题日益受到重
关系，阻抗函数以流量作为自变量，故使用临界流量
视，不少学者开始研究道路限速与环境污染之间的
代替限制速度描述阻抗函数。本文基于美国联邦公
联系 [8−9] 。Madireddy等 [10] 的案例研究表明，如果
路局(Bureau of public road, BPR)函数 [17] 建立限
将住宅区的速度限制从 50 km/h 降低到 30 km/h，
速约束下道路阻抗函数。鉴于限速条件在用户均衡
CO 2 和氮氧化物排放将减少约 25%。但是，结合道
下的存在性和路段阻抗的唯一性 [14,18] ，限速控制下
路限速与噪声污染的研究很少。同时，路网规划阶
的阻抗函数可以表现为
段决定了路网流量分配，在路网规划阶段中，考虑道
[ β ]
路限速策略，可以从系统整体说明限速的影响 [11] 。 t 0 1 + α (q a /c a ) , q a < q a ,
e
f(q a ) = (1)
Yang等 [12] 从网络层面研究特定路段限速重新分配 ] 0 < q a < eq a ,
f(q a ),
交通流的方法及系统表现，描述了道路限速阻抗函
式(1) 中：f(q a )为路段a 上的行驶时间，h；t 0 为车辆
数的形式。Wang [13] 研究了速度限制对路网效率的
影响，发现采取道路限速后，总出行时间可能减少或 以自由流速度运行在路段 a 上时的行驶时间，h；q a
增加，不同起讫点 (Origin-destination, OD) 对的道 为路段 a 的实际交通量，pcu/h；c a 为路段 a 的实用
路使用者的出行时间变化趋势不同。帅斌等 [14] 研 通行能力，pcu/h；α、β 为标定参数，α = 0.15，β = 4。
]
f(q a ) 为车辆在限制速度下在路段a 的出行时间，计
究了限速条件下多模式交通网络中的分类问题，得
到了限速有使交通量从私人交通向公共交通转移 算方式如下：
]
的作用。王丹丽等 [15] 研究了道路上下限速时，用户 f(q a ) = l a / ev a , (2)
均衡状态的改变以及系统总时间和总污染排放的
式 (2) 中：l a 为道路 a 的长度，m；ev a 为路段 a 在限速
变化。
控制下的限制速度，km/h。
综上，现有研究没有从路网规划角度，考虑道
路限速策略带来的区域噪声和系统整体的变化情 1.2 基于道路限速的随机用户均衡模型
况。因此，本文通过建立基于道路限速的随机用户 在进行交通分配的过程中，确定性用户均衡模
均衡模型，对路网进行交通分配，研究规划阶段道路 型假设出行者完全掌握其他出行者的出行信息。由
限速策略控制噪声的规律，为采取道路限速策略进 于上述假设在实际出行过程中过于理想，因此本文
行噪声控制提供有效参考。 采用随机用户均衡模型进行交通分配，该模型更能
