高速公路工作區(qū)可變限速建模研究.pdf

1、社會(huì)不斷發(fā)展前進(jìn)的同時(shí)，機(jī)動(dòng)車保有量也不斷增加。在這樣的情況下，早期建成的高速公路逐漸出現(xiàn)了交通設(shè)施設(shè)備和路面狀況的不同程度的損害?；诖耍蟛糠脂F(xiàn)有的老舊高速公路已經(jīng)不能滿足日益增加的交通服務(wù)需求。所以，各地的高速公路的部分區(qū)段陸續(xù)進(jìn)入了大力維修、保養(yǎng)與改擴(kuò)建時(shí)期。高速公路工作區(qū)的出現(xiàn)給所在路段交通流造成了很大壓力，其限速問題一直以來都是社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)，傳統(tǒng)的固定限速并不是唯一的解決方法，也不能有效地緩解工作區(qū)高峰時(shí)期的擁堵問題。本文

2、以借用對(duì)向車道通行的四車道高速公路工作區(qū)為研究對(duì)象，提出了針對(duì)高速公路工作區(qū)的可變限速模型方案。
　　首先，參考《中華人民共和國交通運(yùn)輸部公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程(JTGH30-2015)》，根據(jù)施工方式的不同將四車道高速公路工作區(qū)分為借用對(duì)向車道通行的高速公路工作區(qū)，封閉內(nèi)側(cè)車道高速公路工作區(qū)，外向車道封閉養(yǎng)護(hù)高速公路工作區(qū)、封閉路肩的高速公路工作區(qū)四類，選取借用對(duì)向車道通行的高速公路工作區(qū)為研究對(duì)象，通過對(duì)交通組成、車速分布及車頭

3、時(shí)距三個(gè)方面進(jìn)行分析，總結(jié)高速公路工作區(qū)交通特性。車輛在借用對(duì)向車道通行的四車道高速公路工作區(qū)通行時(shí)，駛?cè)刖鎱^(qū)到駛出終止區(qū)的過程中會(huì)經(jīng)歷減速，強(qiáng)制性合流、交通流的重分布、交通流的穩(wěn)定階段幾個(gè)過程;經(jīng)過對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)的處理，分析出警告區(qū)和工作區(qū)車道占有率均可擬合為二次拋物線，上游正常路段與和警告區(qū)合流段車頭時(shí)距都符合以為負(fù)指數(shù)分布，最后對(duì)格林希爾茨模型進(jìn)行擬合，確定了速度-密度，速度-流量模型。
　　在工作區(qū)運(yùn)用可變限速解決交通擁堵問

4、題，提出了基于費(fèi)用、時(shí)間、安全的可變限速模型，分別構(gòu)建高速公路工作區(qū)的燃油費(fèi)用函數(shù)、延誤時(shí)間費(fèi)用函數(shù)和事故費(fèi)用函數(shù)，考慮駕駛員服從率，道路能見度的相關(guān)系數(shù);其中燃油費(fèi)用考慮車輛在加減速過程中燃油與車速的關(guān)系，加入了道路坡度與車輛載重量的參數(shù);時(shí)間費(fèi)用函數(shù)考慮車輛因?yàn)榈缆翻h(huán)境變化而限速產(chǎn)生的延誤所導(dǎo)致的費(fèi)用增加;事故費(fèi)用函數(shù)考慮了道路V/C比與事故的關(guān)系，確定事故費(fèi)用;對(duì)廣義費(fèi)用模型考慮駕駛員服從率和道路能見度的相關(guān)系數(shù)，對(duì)限速值進(jìn)行進(jìn)一

5、步優(yōu)化。
　　最后本文運(yùn)用VISSIM仿真軟件，搭建了工作區(qū)可變限速仿真平臺(tái)，并且結(jié)合實(shí)際情況對(duì)模型中的參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定，參數(shù)的標(biāo)定參考借用對(duì)向車道的四車道高速公路工作區(qū)交通特性以及交通調(diào)查數(shù)據(jù)。仿真結(jié)果表明，在警告區(qū)開始處固定限速與可變限速平均速度相差不大，在緩沖區(qū)開始處，在交通量較大的時(shí)候可變限速控制下，車流更加穩(wěn)定，排隊(duì)現(xiàn)象很少，而固定限速狀況下在合流處車輛排隊(duì)現(xiàn)象嚴(yán)重，廣義費(fèi)用方面，可變限速對(duì)比固定限速平均降低了16.47％