高速公路加减速车道合流分流特征分析

根据实际调查，分析在高速公路加减速车道的合流（分流）区车辆的速度、加速度、减速度、合流点分布、汇入间隙等交通特征。为高速公路加减速车道长度的设置、出入口控制策略的制定，提出分析基础。     

基于自然驾驶数据的跨江大桥小客车驾驶行为特征研究

跨江大桥历来都是城市交通的命脉和交通结点,为明确跨江大桥的运行速度特征以及驾驶行为模式,在重庆市菜园坝大桥展开了30位被试的小客车实车驾驶试验,使用航姿测量系统和Mobileye630采集自然驾驶状态下汽车的连续行驶速度、加速度和道路环境信息.基于自然驾驶数据,明确了菜园坝大桥的速度变化模式,分析了车辆合、分流对大桥主线行驶车辆运行特性的影响.研究结果表明,菜园坝长江大桥2个行驶方向都呈"加速-减速-加速-减速"的变化趋势;在自由流状态下,桥头和桥尾15th百分位与85th百分位速度的差值从10 km/h增加到20 km/h,不同驾驶人在大桥上的速度幅值具有较强的离散性,表明车辆之间存在严重的纵向冲突,揭示了跨江大桥车辆追尾事故的本质原因.菜园坝大桥菜苏方向合流区平均减速距离131 m,平均减速度为-0.301 m/s2,分流区平均减速距离213 m,平均减速度-0.406 m/s2,苏菜方向分流区平均减速距离267 m,平均减速为-0.387 m/s2,车辆在合流点附近的减速距离和减速度要低于分流点,合流与分流车辆的换道行为会显著影响大桥主线直行车辆的运行状态,导致驾驶人采取减速行为.匝道出入口与桥头距离越近,车辆速度受到的影响程度就会高,有必要加强分/合流点附近的交通管控和行车引导,提高车辆行驶安全性.      

地下道路出入口设计的相关研究

该文提出了地下道路出入口布置的基本原则和方法,比较了直接式和平行式变速车道、分离式和整合式分流合流布置形式的优缺点和适用条件,分析了不同情况下出入口视距设计保障和过渡段设计要求。     

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.     

地下道路匝道设置交通汇入专用车道方案研究

深圳市前海地下道路是国内首条多点进出的城市地下道路,地处深圳前海自贸区,交通组织较复杂,现有设计方案中入口匝道变速车道和渐变段总长度仅有70 m左右,汇入长度不足,容易引发交通事故。通过微观交通流仿真,分析深圳前海地下道路入口匝道合流区的安全性。结论是:地下道路入口匝道合流区采用主线在物理鼻端前变换车道的交通组织方式更能提高效率和安全性;地下道路入口匝道合流区内的主线车道三变二路段采用较长的渐变段距离更能提高交通流的安全性及运行效率。     

考虑主线车道数与匝道车速的快速路出入口最小间距计算方法

为完善现行标准、规范,满足日趋精细化的工程实践需求,开展了快速路出入口最小间距计算方法研究.总结了快速路出入口组合形式与最小间距划分方式,根据车辆变道,提出将交织段进一步划分为合流变道段与分流变道段;以尽量避免分合流车辆对主线交通流干扰为原则,重新建立了不同组合形式下出入口最小间距计算式.针对快速路主线自由流、稳定流上段和稳定流3种运行状态,考虑匝道车速,分别建立了加、减速段长度计算模型;引入间隙接受理论,建立了等待合流段长度计算模型;以变道条件最差为前提,结合主线车道数,提出了车道变换长度的确定方法 ,并据此优化了加速车道、减速车道、车道变换、出口标志识认4类长度的计算方法.给出了三级服务水平下,对应于不同主线设计速度、车道数和匝道设计速度的出入口最小间距推荐值,结果表明,在76.5% 的工况中,推荐值小于规范值;推荐值高于规范值的情况集中于主线设计速度高于80 km/h,单向车道数为4的工况中;对应于60 km/h,80 km/h,100 km/h的主线设计速度,推荐值平均比规范值低160 m,138 m,70 m.与规范值相比,推荐值能满足更为灵活的设计需求.      

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。     

地下车库联络道出入口设计研究

为保证地下车库联络道出入口设计能够满足运行安全的需求，弥补现行规范对地下车库联络道出入口线形指标和位置间距规定的空缺，调研国内已建和在建地下车库联络道现状，以郑东新区CBD副中心区地下道路和成都金融总部商务区地下道路为设计案例，对比市政和建筑行业规范中地下道路设计方面关键指标的差异，介绍地下车库联络道变速车道和渐变段长度的计算方法，建立地下车库联络道的运行速度协调性评价标准体系和计算模型。最后得出地下车库联络道线形设计的规范选择依据、地下车库联络道变速车道长度的取值标准、出入口位置的选择方法，并提出单向单洞地下车库联络道相邻出入口间距宜按1～3 min行程长度设置，以满足车行防灾疏散的要求。     

城市道路多车道交织区的微观驾驶行为特性

为明确城市道路立交交织区的微观驾驶行为特征,在重庆市主城区南山立交开展小客车实车试验,通过车载高精度GPS和Mobileye采集了32名驾驶员在自然驾驶状态下的交织区实测数据,获得了交织区以及邻近路段范围内的行驶轨迹特征、速度特征、车辆汇入行为、换道时间等微观驾驶行为的变化规律和分布特性,并分析了驾驶人性别、气质类型对微观驾驶行为的影响.结果表明,驾驶人在交织区范围内会经历减速和加速2个阶段,内敛型驾驶人进入交织区时的减速长度显著大于外向型驾驶人,交织区内的加/减速度幅值在±0.5m/s2范围内,交织区进口速度高于出口速度.在交织区范围内,男性驾驶人比女性驾驶人更早执行换道操作;另一方面,男性驾驶人穿越三角区再汇入车流的危险行为占比较大,容易导致交通事故的发生.男性驾驶人和外向型驾驶人通常更偏向以较高的速度通过交织区,并且换道持续换道时间较短;女性和内敛型则相反,速度普遍偏低,且需要更长的换道时间.      

高速公路互通式立交单车道减速车道长度研究

针对我国《公路路线设计规范》(JTGD20-2006)中互通式立交减速车道最小长度取值不合理的问题,通过国内外资料调查和互通式立交分流区车辆运行数据调查,研究主线设计速度为120 km/h的高速公路互通式立交分流区驶出车辆的分流位置和减速特性.基于二次减速理论并考虑三角渐变段长度建立互通式立交减速车道长度计算模型,通过调查数据统计和国内外研究分析确定模型中分流点初速度、分流鼻速度和两次减速度等关键参数取值.利用上述模型对减速车道长度取值的合理性进行了分析,并给出了对应不同匝道设计速度的减速车道长度建议值.其研究方法和计算模型可用于不同设计速度的高速公路减速车道长度的确定,而进一步的调查和计算结果可以作为现行《规范》的补充.     

考虑驾驶心理的封闭式道路车辆出匝换道模型

针对现有分流区车辆换道出匝模型对驾驶人心理因素考虑不足的问题,以换道紧迫感的概念来反映驾驶人心理对驾驶行为的影响,应用微分法建立了车辆出匝的换道模型。该模型揭示了车道数、减速车道长度、交通标志牌的设置、交通流量、行驶车速等对驾驶人出匝换道行为的影响。结果表明:考虑驾驶人心理的出匝换道模型在分流区上游端内更符合实际;驾驶人会依据交通环境对换道地点位置进行自动调节,但指路标志牌位置设置过近时,仍会使出匝车辆无法及时变更车道;交通流量的增大,会使出匝车辆的换道区间变得分散,换道行为更加激进。     

高速公路互通立交分合流区车道级行驶速度特性及短时预测模型研究

为研究高速公路互通立交分/合流区行驶速度特性，采用基于无人机视频的实时交通参数获取方法，提取试验路段全样本高精度时序速度数据，对比分析互通立交分流区和合流区车道级速度分布差异；研究不同车型速度特性；针对时序数据的长期依赖问题，构建基于时序Transformer的车道级行驶速度短时预测模型，运用平均绝对误差(MAE)和相对误差指标(MAPE)对比分析不同车道的预测精度。分析结果表明：分/合流区施划虚实线两侧客货车道切换过程中，速度变化幅度最大，且2个车道速度离散度最高；分/合流区速度分布基本符合内侧车道实际运行车速比外侧车道高的特性，但合流影响区加速车道较相邻主线车道速度统计值高；主线最高限速值与各车道85%分位车速平均差值为11.77km/h;两种车型速度分布总体呈现双峰特征，且小型车速度分布更为离散；最终所构建的模型预测准确率可达到98.35%,平均绝对误差为0.996km/h。上述结果表明：在工程设计、安全设施布置优化等方面需考虑客货车道的速度顺适过渡以及加速车道和相邻主线车道的速度协调性关系；主线限速标准对于互通分/合流区并不完全适用，驾驶人车速控制主要受行车环境和驾驶需求影响；...     

基于路段平均速度的坡道变速车道长度修正研究

通过对7条国道交通量数据的统计分析,选出我国高等级公路上行驶的有代表性的车型作为研究对象,以道路上车辆行驶的路段平均速度为基础,利用汽车行驶理论推导出坡道上变速车道长度修正系数的计算公式。讨论道路坡度对车辆加速性能的影响,进而推导出道路坡度与变速车道长度的关系,同时计算出不同道路坡道时的变速车道长度的修正系数,并与现行道路路线设计规范进行对比分析,给出坡道上变速车道长度的修正系数参考值,供公路设计人员设计山区或丘陵区高等级公路时参考。     

城市路侧禁令标志对公交车驾驶员驾驶行为影响研究

针对交通标志对公交车驾驶员驾驶行为影响程度问题,从禁令标志的角度出发,分析其对公交车驾驶员驾驶行为的影响.外业采用自然驾驶调查、录像观测、表格记录等方法调查和记录驾驶员驾驶行为,内业根据区间时间间隔和区间距离,计算获得每公里停车次数、每公里车道变换次数、每公里加减速次数、区间运行速度等表征指标.采用相关性分析法,获取调查数据内在规律特征,得到每公里禁令标志分布量与车道变换次数、加减速次数影响因素显著相关,并分别构建了指数模型和立方模型予以拟合.结果表明,在调查路段和调查周期内,城市路侧禁令标志分布量显著影响公交车驾驶员操作行为;可将1.6作为禁令标志分布量变化量指标的判断阀值,当车道变换次数平均值变化量低于0.8、加减速次数平均值变化量小于1.1时,公交车驾驶员驾驶行为较为稳定;当禁令标志分布量变化量高于1.6时,驾驶员操作复杂性增加,表现为车辆频繁车道变换和加减速.      

基于蒙特卡罗模拟的平行式加速车道长度模型

为了研究车辆合流过程需要的平行式加速车道长度问题,在分析车辆合流过程的基础上,考虑道路运行和设计属性、驾驶员属性、车辆属性及合流车辆汇入过程随机属性,结合运动学模型和可接受间隙理论模型,以汇入过程随机属性为突破口,根据合流车辆的相对位置,建立了基于动态汇入过程的平行式加速车道长度计算模型。通过蒙特卡罗模拟进行仿真,将适宜百分位数的长度确定为加速车道长度,实现了模型的求解。最后通过案例分析介绍了模型的使用方法,案例结果大于规范推荐值,证明模型具有一定的适用性。     

城市地下快速路匝道入口车辆运行特征分析

以实车驾驶数据为基础,对比分析在地下、地上快速路上车辆行驶速度的差异性及变化特征;对车辆在地下快速路加速车道上的行驶距离进行分析研究。对比实测值与计算值,参照国内外加速车道长度取值,建议城市地下快速路主线限速60km/h、匝道限速40km/h的情况下,加速车道的长度不小于110m。     

高速公路主线同侧相邻单车道入口与出口最小间距研究

《公路路线设计规范》和《公路立体交叉设计细则》中对主线同侧相邻入口与出口最小间距的规定缺失。为指导设计人员合理选择其指标,提高主线合分流路段交通安全,以主线同侧相邻单车道入口与出口最小间距为研究对象,在分析国内外相关研究的基础上,界定了主线同侧相邻入口与出口间距。通过分析前后合分流区交通量、服务水平、车流密度、构造长度等的影响,考虑变速车道长度和出口标志前置距离的要求,建立了满足合、分流区交通服务水平的主线同侧相邻单车道匝道入口与出口最小间距的计算模型,并提出了无辅助车道情况下高速公路主线同侧相邻单车道入口与出口最小间距推荐值。在此基础上,结合驾驶人对标志的识认过程,建立了满足安全舒适的相邻合分流区预告标前置距离计算模型,提出了不同道路与驾驶特征状态下的标志合理设置位置建议。结果表明:同侧相邻单车道入口与出口最小间距与主线和匝道设计速度、匝道连续入、出口的设计形式均有关系。本研究一定程度上弥补了《公路路线设计规范》和《公路立体交叉设计细则》中关于主线合分流区最小间距指标的空白,为主线同侧相邻合分流区最小间距的设计提供了参考。     

地下环形隧道出入口交通延误影响因素研究

为了分析地下环形隧道出入口交通延误的主要影响因素,提高出入口的通行效率,基于地下环形隧道出入口的特点,首先从人、车、路、环境,以及车库吸引率等方面建立地下环形隧道出入口交通延误影响因素体系,然后从系统的角度出发,利用决策与试验评价实验室(DEMATEL)模型对影响因素进行分析.结果 表明:地下环形隧道出入口交通延误的主要影响因素是出入口坡度、出入口车道长度和地下车库吸引率,最易受到影响的是车辆速度和驾驶人的反映判断能力.研究成果可为提高地下环形隧道和地下车库的通达性,减小地下环形隧道出入口的交通延误提供一定的理论依据.     

交通量临界区设计速度、车道数和服务水平协同研究

公路设计通常先确定设计速度,然后计算车道数,最后进行服务水平验证。设计中发现交通量存在临界区间,区间外不同设计速度计算所得车道数一致,适用常规流程;区间内以不同设计速度计算车道数,一级公路会双向增减2条车道,常规流程可能导致判断片面,工程规模增加较大。鉴于此,文中提出交通量临界区概念与界定公式,通过工程案例,梳理临界区内设计速度、车道数、服务水平协同取值的思路及流程。     

考虑分心驾驶行为的高速公路合流区安全性评价方法

现有的公路项目安全性评价主要基于车辆运行速度的协调性,并未考虑交通状况和驾驶人可能出现的注意力不集中情况。考虑驾驶人分心驾驶和交通状况,提出一种高速公路合流区安全性评价方法：将驾驶行为、交通流及合流区几何设计等因素纳入到安全评价模型中,构建高速公路合流区的Vissim仿真模型,通过设置临时走神的持续时长和发生概率这两个参数实现对分心驾驶行为的模拟;采用灰色聚类方法综合评价高速公路合流区的交通安全性,构建入口匝道合流区的风险预测模型,并应用该模型预测依托工程高速公路入口匝道合流区的交通安全风险。研究发现入口匝道合流区的风险预测值符合多元线性回归,在相似的交通流状态下随着走神时间、走神概率的增加而单调递增。除了驾驶行为因素,交通量、主线与匝道运行速度差是影响合流区交通安全的另外两个主要因素。当高速公路主线交通量较大时,合理的限速可以降低合流区的风险水平。提出的考虑分心驾驶行为的安全性评价方法可快速、全面地评价合流区的风险水平,为制定合理的交通管制措施、改善公路合流区交通安全提供理论依据。