互通立交出入口匝道混合車流交通特征與通行能力研究.pdf

1、隨著人類社會的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代社會的發(fā)展對交通運輸提出了更高的要求。高速公路運轉(zhuǎn)可靠、效率高、輻射能力強，成為當(dāng)今社會汽車化、城鎮(zhèn)化及現(xiàn)代物流業(yè)快速發(fā)展的必要條件。設(shè)施完善、運轉(zhuǎn)高效的高速公路有利于改變我國交通發(fā)展的落后面貌，提高我國經(jīng)濟發(fā)展的國際競爭力。大規(guī)模建設(shè)高速公路等交通基礎(chǔ)設(shè)施對于促進(jìn)社會經(jīng)濟發(fā)展具有重要作用，也是解決交通擁堵的必要手段。但日趨嚴(yán)重的道路交通擁擠問題僅僅依靠修建道路并不能完全解決，必須在加強基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的同時，大

2、力提高交通管理水平，加強交通信息化和智能化研究，充分優(yōu)化、利用有限的道路時空資源，提高道路通行能力。互通立體交叉是高速公路的重要組成部分，是車輛進(jìn)出高速公路的門戶，對進(jìn)出高速公路的車輛起著梳理及控制作用。出口匝道和入口匝道是高速公路互通立交的重要組成部分，是車輛進(jìn)出主線的必需通道，其作用是給進(jìn)出高速公路的車輛提供一個安全而舒適的出入機會，實現(xiàn)主線車速與匝道車速之間的平穩(wěn)過渡，維持立交的服務(wù)水平與主線一致。
　　 在高速公路基本路

3、段上，交通流比較穩(wěn)定，通行能力與服務(wù)水平一般能達(dá)到設(shè)計水平，而在互通立交分流區(qū)、合流區(qū)的出口匝道和入口匝道附近，由于車輛間的分流、合流行為，往往會引起主線交通流紊亂，行車速度降低，延誤增大，匝道車輛的強行匯入和主線車輛的強行駛出也往往容易引發(fā)交通事故，形成高速公路的“瓶頸”路段。因此，對互通立交分流、合流區(qū)的交通特征及通行能力進(jìn)行研究，對消除立交區(qū)的瓶頸路段、保證高速公路的通行能力和服務(wù)水平具有深遠(yuǎn)的理論意義和廣泛的應(yīng)用價值。
　

4、　 論文分析探討了國內(nèi)外高速公路互通立交的交通特征和通行能力研究的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢，以高速公路互通立交的出口匝道和入口匝道為研究對象，研究了車輛在出入口匝道附近的交通量特征、變換車道特征、跟馳特征、加速減速特征等，研究了不同條件下出口匝道和入口匝道的通行能力。
　　 論文首先針對高速公路立交分、合流區(qū)的車輛行車特點，制訂了較為完善和行之有效的數(shù)據(jù)采集方案，確定了調(diào)查地點和調(diào)查參數(shù)。通過大規(guī)模實地調(diào)查，得到了論文需要的基礎(chǔ)數(shù)

5、據(jù)，并將先進(jìn)的圖象識別技術(shù)應(yīng)用于野外調(diào)查與室內(nèi)數(shù)據(jù)處理，對調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理分析。
　　 其次，在對大量調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析的基礎(chǔ)上，研究了出口匝道分流區(qū)內(nèi)的交通流特性和行為特性；分析了互通立交分流區(qū)內(nèi)交通量、車輛行駛速度、車流密度、車頭時距等交通特性的分布規(guī)律；詳細(xì)分析了前車間隙和后車間隙的影響因素，建立了分流部分上游車輛強制性車道變換的間隙接受模型和類正態(tài)分布的距離模型，同時對分流部分及分流部分下游的車輛運行狀態(tài)進(jìn)行了理論分

6、析。
　　 接著，對入口匝道合流區(qū)內(nèi)的交通運行特征進(jìn)行了研究。研究了合流區(qū)內(nèi)主線和加速車道上的流量、車頭時距隨離合流始端距離的變化情況、合流點的分布特性、匯入間隙分布特性等。提出主路在低流量、中等流量和高流量時下車頭時距分別服從移位負(fù)指數(shù)分布、2階Erlang分布和3階Erlang分布。建立了合流區(qū)加速車道上匝道車輛的最大匯入交通量模型，模型是主路交通量、匝道交通量、匝道車輛臨界間隙、隨車時距及加速車道長度的函數(shù)。
　　

7、 再次，分析了互通立交分流區(qū)的駕駛特性，研究了分流區(qū)減速車道上的車輛第一次減速過程和第二次減速過程，根據(jù)各個減速過程中的行駛行為特性，研究了分流區(qū)減速車道合理長度的設(shè)置方法。通過對減速車道長度的分析研究，并結(jié)合汽車長度、制動距離、車速與駕駛員反應(yīng)時間及車頭間距等綜合因素，推導(dǎo)出互通立交分流區(qū)的通行能力模型。
　　 最后，建立了合流區(qū)通行能力模型。以單位時間內(nèi)匝道車輛匯入并通過合流區(qū)主路的交通量與主路通過合流區(qū)交通量之和達(dá)到最大為