可变临界间隙条件下的加速车道车辆汇入模型

考虑驾驶员在入口匝道加速车道上行驶过程中车辆汇入的临界间隙变化的情况,应用微分法推导求得加速车道上车辆的汇入概率模型。该模型更好地考虑了道路物理特征和主路交通状况对驾驶员汇入行为的影响,并揭示了加速车道长度、主路外侧车道车流量对于车辆汇入概率的影响规律。结果表明:当主路外侧车道流量较低时,车辆在加速车道始端较近距离内就可以寻找到可汇入间隙;而当主路流量较大时,车辆在加速车道始端汇入主路的概率大大降低。另外,随着加速车道长度的增加,驾驶员在加速车道上的汇入紧迫感下降,会导致相同位置汇入概率的降低。     

高速公路加速车道长度设计与车辆汇入模型研究

为了探讨加速车道长度对高速公路主线交通流的影响,利用可接受间隙理论,分析上匝道合流区通行特性和通行能力;基于最小车头时距,研究了加速车道上车辆汇入高速公路主线的概率;以高速公路主线和加速车道的车流量、最小车头时距等参数为基础,优化了高速公路加速车道长度设计方法,获得了入口匝道交通流控制模型.结果表明:运用该方法设计高速公路加速车道长度,控制入口匝道交通流,在高速公路主线车流量不变的情况下,入口匝道车流量比传统方法增加了近1倍.     

高速公路合流区上匝道混合车流通行能力经验计算法

研究高速公路合流区上匝道混合车流的通行能力的计算问题。利用已有的高速公路合流区外侧车道交通特征分析结论,推求在外侧车流不同车头时距分布特征下的上匝道混合车流汇合概率模型。运用回归技术和统计方法,建立了加速车道合流点分布概率的实测经验模型。对可接受间隙理论的原型进行了形式上的修正,最终建立高速公路合流区上匝道的混合车流通行能力经验模型,它是主路交通量、匝道交通量、加速车道长度、匝道混合车流比例以及各自的临界间隙和随车时距的函数。最后结合实例介绍经验模型的数值积分求解方法,并证实该经验计算方法具有较高的实效性和可操作性。     

高速公路主线同侧连续入口最小间距研究

以高速公路互通式立交主线同侧连续合流形式为研究对象,通过对大小型车的加速特性进行分析,并基于可插入间隙理论,确定了不同匝道车道数车辆汇入主线的加速车道模型;然后通过分析驾驶员操作规律,考虑反应距离、决策距离、换道或减速距离3个方面的需求,建立了主线车辆与下游匝道汇入车辆间安全视距模型;最后确定以小型车为研究对象的加速车道长度值与换道模型确定的安全视距值之和,建立高速公路主线同侧连续入口最小间距计算模型,并提出了基于主线和匝道设计速度、入口匝道车道数的高速公路主线同侧连续入口最小间距指标值。研究成果是对我国有关规范和设计细则的完善和补充。     

基于交通冲突的城市地下互通左出匝道减速车道长度研究

为了确定城市地下互通左出匝道分流区减速车道长度的合理区间,研究减速车道长度与主线、匝道的交通量和设计速度的交互作用对左出分流区交通冲突的影响,该文以武汉市两湖隧道工程地下互通立交为例,开展VISSIM微观交通仿真试验,并提取冲突率(R_CR)和碰撞暴露时间(T_TET)指标进行分析。结果显示：(1)随着减速车道长度增加,分流区冲突率减小而T_TET增大;(2)随着主线交通量或匝道交通量的增大,分流区冲突率未呈现显著变化,而T_TET有不同程度的增大;(3)随着主线设计速度的增大或匝道设计速度的减小,分流区冲突率和T_TET均呈现增大的趋势;(4)方差分析和多重比较表明,减速车道长度是引起冲突率和T_TET变化的关键原因,且综合来看地下互通立交左出匝道分流区减速车道长度的一般合理区间应设置为120～170 m,考虑工程经济性最大长度宜控制在195 m以内。     

高速公路立交变速车道长度研究

我国规范对变速车道长度进行了界定,但渐变段是否属于变速车道界定比较混乱,同时没有明确提出匝道车速、等待时间对变速车道长度的影响.通过对变速车道类型和驾驶行为分析,确定加速车道宜采用平行式,减速车道宜采用直接式.然后,根据驾驶员的驾驶行为和车辆在变速车道的速度变化,分别确定了平行式加速车道、直接式减速车道每一部分长度的计算方法,重点是利用移位负指数分布模型,推导了平行式加速车道等待段中车辆等待一个可插入间隙的平均等候时间.最后通过算例确定了主线和匝道在不同设计车速下的加、减速车道长度.该长度比现有规范中的参考值偏大,因为该变速车道长度考虑了三角渐变段长度,为相邻立交间距的确定奠定了基础.     

基于VISSIM仿真的快速路出口控制方式研究

针对当前城市快速路普遍存在的出口匝道控制问题,采用VISSIM仿真软件,根据城市快速路的出口匝道交通特性,对软件的交通模型参数进行标定,运用二分法及控制变量法获得匝道出现停车的交通量临界值,确定基于出口匝道交通情况的辅路交通量和主路交通量综合分区图.在此条件下,选取辅路延误和主路延误为评价指标,以福州市南二环快速路首山出入口交通控制为研究对象,针对分区图的不同阶段,分别进行辅路车辆让行主路车辆控制、出口辅路感应控制、现状仿真研究,结果表明:畅行阶段采用不控制方式,缓行及拥堵级别Ⅱ阶段采用出口辅路感应控制方式,拥堵级别较高阶段采用辅路车辆让行主路车辆或关闭出口匝道方式.     

互通立交入口匝道大型车加速车道长度研究

加速车道长度设计是否合理对车辆运行安全至关重要。为提高互通立交入口匝道加速车道长度设计的合理性及车辆运行的安全性，通过分析合流影响区车辆交通特性，基于修正的二阶爱尔朗车头时距分布模型，建立大型车在不同坡度（-2%≤i≤2%）、不同比功率（8~12 kW/t）下的加速车道长度计算模型，重点研究大型车在不同坡度、不同比功率下的加速车道长度。研究发现：坡度、比功率与加速车道长度均成正比。该研究可以为针对大型车的高速公路互通立交加速车道长度相关规范的修订提供参考。     

高速公路主线流量对入口加速车道设计影响分析

提出了以高速公路加速车道合流等待理论为基础的加速车道长度设计方法和以排队论为孤入口匝道交通控制方法。这些方法克服了传统方法中忽视主线交通量的情况，特别是在主线较 挤的条件下加速车道上排队的情况，地正确地设计加速车道长度，避免交通拥挤和 交通事故有一定的理论意义。     

高速公路改扩建分离式立交左入导改匝道控制方法

为解决两侧新建模式下高速公路枢纽互通改扩建期间形成的匝道左入导改点，存在的合流区车辆速度离散程度高、匝道车辆左入汇入主线风险隐患突出、S型切换车辆加速条件受限等问题，通过分析左入导改点车辆运行特征，提出了高速公路改扩建分离式立交左入导改匝道控制方法，包括入口匝道控制、速度引导、碰撞预警等主动交通控制策略，以确保在左入汇入合流区处匝道上车辆行驶速度与主线内侧车道上车辆接近，提升匝道左入汇入行车安全水平。甬台温高速公路改扩建工程(三门麻岙岭至临海青岭段)的吴岙枢纽互通实践效果表明，在枢纽互通改扩建期左入导改点实施主动交通控制，有利于保障行车秩序、降低合流区速度离散性、提升交通安全水平。     

隧道与互通出口小净距路段换道可靠性研究

为分析高速公路隧道与互通出口小净距路段在不同交通流状况下的车辆驶出概率,提出了基于交通仿真的安全换道概率模型。首先,采用VISSIM标定仿真模型并进行正交试验,获取小净距路段在不同净距长度、交通量、驶出比例、大型车比例下的交通数据,在此基础上确定瞬时交通流密度及相应车流平均速度的计算方法,构建相应的分布模型,通过K均值聚类算法研究不同速度下的瞬时交通流密度大小和出现概率;同时引入可靠度方法并利用微分法来构建车辆安全换道概率模型,综合考虑车速、车流密度、目标车道临界可插入间隙等因素的不确定性,应用蒙特卡罗仿真法搭建求解概率模型的算法,并通过MATLAB对模型进行求解;针对分流车初始位置的不同,分别得到了不同交通量、大型车比例、净距长度下的换道驶出成功率,进而研究不同交通流状况组合下的净距长度。结果表明：交通量、大型车比例、净距长度对净距路段内侧车道车辆换道驶出成功率有显著性影响,研究结果可为规范的进一步完善提供参考。     

集装箱卡车对高速公路入口匝道通行能力影响的仿真分析

基于合流区交通流作用机理,从时间和空间层面梳理了高速公路入口匝道通行能力的影响因素。结合集装箱卡车混合交通流的合流特征,通过实际观测数据对Vissim仿真参数进行了标定,进而定量分析了主路流量、主路及匝道交通组成、加速车道长度对入口匝道通行能力的影响。研究成果可以为集装箱卡车交通较多的高速公路入口匝道管理、合流区道路设计提供参考依据。     

港区互通式立体交叉设计探讨

互通式立体交叉在道路中起着转换交通流量、控制车流的作用,该文结合港区道路交通特性,首先介绍了港区互通式立交的作用与设计依据,然后从互通立交的主线、匝道、减速车道三个主要组成部分出发,探讨港区互通立交的几何线形设计。     

城市快速路互通立交最小间距

为了得到符合我国交通流特性的城市快速路互通立交最小间距,实现城市快速路的安全高效运行,首先对城市快速路互通立交间距的组成要素进行了分析,将其分为加速车道长度、两立交净距和减速车道长度3部分;然后以概率论和微分法相结合的思想,结合主线交通量对加速车道长度进行了研究;以概率论和微分法相结合的思想,结合交通标志的位置设置对互通立交净距进行了研究;运用动力学原理并结合驾驶员的驾驶舒适度对减速车道长度进行了研究。从而得到了城市快速路互通立交最小间距模型。最后计算得到符合我国实际的城市快速路互通立交最小间距值。     

面向新型混合交通流的快速路合流区通行能力建模

面向人类驾驶和具备协同自适应巡航功能的网联自动驾驶组成的新型混合交通流,考虑道路交通特性、道路结构以及匝道汇入前主线交通状态等因素的交互作用机理,基于概率统计理论解析网联自动驾驶渗透率和编队长度间的耦合关系,进一步基于间隙接受理论分析匝道汇入交通对合流区通行能力的折减效应,建立快速路合流区通行能力模型,定量描述不同道路条件下合流区通行能力如何随网联自动驾驶渗透率和编队长度变化。模型中的道路交通特性、道路结构及匝道汇入前部分交通状态参数根据实际道路交通环境标定,提升了模型的通用性与可迁移性。搭建内嵌车辆动力学模块的Vissim仿真平台进行模型评估,结果表明,模型精度在80%以上,且在不同网联自动驾驶渗透率和编队长度条件下皆表现良好。      

城市快速路互通立交合流区交通量预测

分析了快速路互通立交主线总交通量、交织流量比和主线外侧第二车道大型车比例等3种因素对合流区端部主线最外侧车道交通量的影响,得出上述3种因素与合流区端部主线最外侧车道交通量具有非线性关系.在实际调查数据的基础上,采用广义神经网络对合流区主线最外侧车道的交通量进行了预测,并与实际调查数据对比,对比结果证明预测效果良好.     

高速公路作业区汇入提示标志设置研究

考虑驾驶员在作业区上游过渡车道上行驶的过程中,车辆可汇入相邻车道的临界间隙的变化情况,减少作业区警告区末端由于汇入产生的冲突,提出设置汇入提示标志。利用M3分布模型与间隙接受理论,通过微分方法得到次车道上车辆的汇入概率模型。利用该概率模型,得到了在不同交通流状态下的汇入提示标志设置距离,同时对影响汇入概率的交通流参数进行了分析。计算结果表明：当自由流比例及车速均相同时,设置距离随交通流量增大而增大;而当车速与交通流量均相同时,设置距离随自由流比例增大而减小;当自由流比例与交通流量均相同时,设置距离随车速增大而增大。因此应结合作业区的限速值进行汇入提示标志的设置。     

An exploratory investigation of the impact of ramp metering on driver acceleration behavior

Ramp metering has been proven as an effective freeway management strategy; however, the impact of ramp metering on drivers' acceleration behavior has not been fully investigated. A better understanding of acceleration behavior changes with ramp metering is critical to the adequate design of ramp metering facilities. In this study, drivers' speed and acceleration data were collected at two representative metered ramps in Los Angeles, California. The speed and acceleration profiles under meter-on and meter-off scenarios were compared. Statistical results demonstrated that ramp metering affects drivers' acceleration behavior at ramp acceleration lane. It was found that at the metered ramp with short existing acceleration length, the average acceleration rate from ramp meter stop bar to 500 ft downstream under meter-on scenario (4.72 ft./s²) is approximately 40% higher than when meter-off (3.18 ft./s²). The design of acceleration lane length for metered on-ramps should therefore take into account the potential impacts of ramp metering on driver acceleration behavior.     

高速公路施工区交通特性分析

对高速公路施工区的控制区进行了划分,明确了施工区各控制区的主要功能及特征。施工区车辆运行特性表现为合流车辆会造成施工区交通流重分布、超车道车辆优先通行以及合流的强制性等。在大量交通调查的基础上,对施工区行车道、超车道、合流车道的车头时距分布,各控制区的地点车速的频率分布、空间分布．车道占有率以及车辆汇入特征进行了深入分析。