城市快速路交织区控制策略研究综述

由于快速路交织区及其影响范围内存在大量不同流向车辆的换道行为,导致交织区成为快速路的交通瓶颈。为保障交织区交通高效安全运行,文中在综合分析交织区运行特性和安全特性的基础上,综述交织区匝道、主线等控制策略,建立快速路交织区及影响区域交通运行协同控制框架,考虑车辆行驶行为因素,分别对主线、匝道和交织区的拥堵情况、紊乱程度、排队溢出等交通状态进行识别和预测,建立涵盖匝道控制、可变限速、车道信号、定向车道、标线诱导、实体隔离等方案的协同控制策略,并进行预评估与反馈校正,实现交织区从信息采集、预测控制、策略执行的全链条反馈校正流程;最后提出交织区交通控制面临的挑战和研究方向。     

城市快速路与地面道路交通整合控制分析

阐述了城市快速路与普通城市道路交通整合控制的必要性,叙述了国内外研究者提出的比较成熟的匝道控制方法及匝道与地面交通整合控制方法,提出了以城市快速路主线流量与匝道流量之和应小于合流处通行能力、主线车辆占有率应小于最佳占有率、速度约束以及普通城市道路地面交叉口的最大排队长度应小于路段长度为匝道控制约束条件;提出了以通过城市快速路系统和地面交叉口的总旅行时间最小为优化目标函数,实现城市快速路与普通道路的上、下匝道整合控制,以取得最优的城市综合交通系统效益.     

城市高架快速路“先入后出”匝道的布置研究与应用

城市高架快速路"先入后出"式出入口,是影响快速路主线通行能力的主要因素。在工程实践中,为便捷衔接地面道路网络,一般将上下匝道设置在主要交叉口处,将导致高架道路出入口交织段较短、出入车流严重影响主线交通等问题。针对这些问题,现分别针对常规布置方法、辅助车道布置方法、集散车道布置方法、"剪刀叉"布置方法的优缺点及适用性进行分析,以期用合理的代价减少高架道路交织影响。接着,以石家庄市和平路高架快速路工程设计为例,对不同匝道布置方案进行分析,得出:对于该工程采用设置"剪刀叉"的匝道布置方案交通运行及工程代价等方面综合考虑较优。该匝道布置方案为高架快速路出入口间距无法满足规范要求且周边地块交通集散有需求的情况下,创造了设置匝道的有利条件。     

城市快速路入口匝道速度控制研究

针对现有城市快速路入口匝道控制方法中驶入匝道的车辆需停车后才能汇入主线的典型问题,提出了对城市快速路入口匝道进行速度控制的方法。以速度为控制参量,在传统的需求-容量控制的基础上,提出了匝道汇入速度控制方法,使匝道上的车辆能够不停车地汇入主线;根据快速路主线上下游的通行能力以及运行特征,得到匝道汇入率,再由交通流基本流密速关系,确定匝道上车辆的控制速度。以上海市典型匝道———内环内侧武宁路上匝道为例,借助Vissim仿真软件,建立微观仿真模型,对该入口匝道进行速度控制的仿真评价。结果表明,与定时控制和无控制相比,对入口匝道进行速度控制可以减少路网平均延误和匝道平均延误,提高主线下游平均车速;减少匝道车辆平均停车次数。该类方法特别适合于上坡汇入高架快速路的匝道控制。     

集成ETC系统的城市快速路常发性交通拥堵管理策略

分析城市快速路常发性交通拥堵特点,基于ETC(电子不停车收费)系统功能和匝道控制原理,提出了快速路ETC匝道控制和匝道出入口OD流量分析模型。通过判断分析关键匝道出入口及其常发性拥堵的不同原因,提出相应的拥堵管理策略,为快速路的常发拥堵管理及匝道控制提供参考。     

先入后出型城市快速路匝道组合的最佳间距

以上海市某先入后出型匝道组合为例,利用校验后的仿真软件TSIS研究了匝道间距与交织区平均速度的变化关系.结果表明,随着匝道间距的增加,交织区平均速度呈先增加后趋于稳定的趋势,且匝道间距对主线最外侧车道的影响程度远远高于对内侧车道的影响.借助统计软件SPSS分析了主线设计速度分别为60、80、100 km/h时匝道间距、流量、汇入比、分流比与交织区平均速度的关系并建立了相应的定量模型.结果表明,主线设计速度不同时,影响交织区平均速度的因素也有所变化.根据定量模型分别计算了不同设计速度和交织区平均速度条件下的匝道间距,并根据实际情况对计算值进行了修正,最终给出了合理的推荐值,并与《城市快速路设计规程》(CJJ129-2009)中的推荐值进行了对比.结果表明,定量统计模型计算值较为合理,且更加详细,便于工程应用.     

城市快速路互通立交交织区运行速度模型研究

对比分析了国内外现有交织区运行速度分析模型应用在快速路互通立交交织区运行分析中的不足,提出了车道变换次数的预测方法,应用建模技术建立了城市快速路互通立交交织区交织速度和非交织度预测模型,并进行了精度验证.结果表明:该模型精度较高,满足快速路互通立交交织区运行速度预测的需要,为城市快速路互通立交的规划选型和评价提供理论基...     

城市快速路入口匝道模糊控制器的设计及仿真研究

入口匝道控制是缓解快速路交通拥挤最为有效的措施之一。首先分析了快速路交通流的运行特性和匝道控制模型。提出了考虑相匝道交通运行状态的入口匝道模糊控制方法,该方法以两个相匝道的上游交通密度和入口匝道排队长度为模糊控制的输入量,建立了包含13条模糊控制规则的规则库,利用MATLAB工具对该控制系统进行了仿真实验,实验结果表明该模糊控制器在快速路入口匝道控制中具有良好的应用效果。     

金海路快速化工程申江路匝道布设方案研究

快速路匝道的布置方案不仅影响快速路对区域的服务能力,也影响快速路总体交通功能的发挥。结合金海路快速化工程,对工程控制条件复杂的申江路匝道布设方案进行研究,分别结合主线的不同方案进行比选,从整体发挥快速路交通功能、可实施性、对现状影响小的角度,提出推荐方案。以期为同类复杂控制条件的快速路匝道布置方案提供借鉴。     

仿真求解城市快速路交织区合理长度

城市快速路交织区长度的合理设置对于提高交织区的通行能力和服务水平,减少对快速路非交织段交通流的影响具有重要意义。对菱形立交先入后出式出入口进行数据收集,利用该数据标定和验证VISSIM微观仿真模型,建立城市快速路交织区仿真模型。通过仿真试验结果分析,得出城市快速路先入后出式出入口交织区长度建议值。     

城市高架快速路出入口匝道的优化设计

为进一步优化城市快速路的出入口匝道设计,分析了布置在高架快速路出入口匝道的交叉口交通特性,研究了合理化交织区设计、立体分离横向道路直行交通、均衡路网流量和分担疏解功能等空间布置策略,并提出了各种优化方案的适用条件。     

城市快速路匝道控制设计与仿真分析

通过对城市快速路匝道特性的分析,利用神经网络的多模型融合预测交通流,设计了城市快速路协调控制系统,并用仿真实例进行了验证。该系统以匝道控制为手段,减少或消除入口匝道交通流对城市快速路主线交通运行的干扰和影响,使城市快速路能够快速、安全和高效的运行。     

Development of analytical procedure for selection of control measures to reduce congestions at various freeway bottlenecks

Variable speed limit (VSL) and ramp metering (RM) affect freeway traffic operations in different ways and, accordingly, result in different effects on system travel time. The primary objective of this study is to propose an analytical procedure to help determine which control measure should be selected given different freeway bottlenecks and traffic conditions. The bottlenecks considered included an isolated merge bottleneck, a merge bottleneck with a closely spaced upstream off-ramp, and a diverge bottleneck with a closely spaced upstream on-ramp. Two RM and a VSL control strategies were considered, including the ALINEA, ALINEA/Q and feedback based VSL. The maximum achievable improvements in system efficiency by various control measures were calculated and the results were tested using modified cell transmission models. A coordinated control strategy that combined ALINEA/Q and VSL control was also proposed. The effects of VSL and RM control on system travel time at different freeway bottleneck areas were compared to identify the applicable conditions of different control measures. The analytical procedure was proposed for the selection of control measures at different bottlenecks and the ex-ante estimation of control effects were also discussed.     

高速道路入口匝道控制方法及应用探索

入口匝道控制是高速道路交通管理与控制的重要方法.对国外高速道路入口匝道的交通机理和控制方法进行系统分析和总结,重点对国外典型的多匝道动态协调控制算法进行论述,并对今后的研究方向提出展望.最后结合国内的实际情况,从交通量、几何线形、通道控制、协调配合、政策制定、仿真评价等方面对入口匝道控制在国内的相关工程应用做了初步探索.     

城市快速路匝道交通特性分析

城市快速路建设的速度远不及交通量的增长速度,且目前我国缺乏对其交通流特性及控制技术的系统研究,大量车流从入口匝道无序的汇入主线,严重影响了城市快速路功能的正常发挥。文中以实测数据为基础,利用设计学原理,分析城市快速路入口匝道交通流特性及其对主线交通流的影响,得出在快速路匝道上的车速特性。     

交通事故导致的高速公路拥堵状态判别方法

为量化分析不同交通事故条件下的高速公路路段拥堵情况,研究路段偶发性拥堵规律,本文构建了1个基于行程时间可靠性指标的高速公路路段拥堵判别方法。建立基于美国《公路通行能力手册》中行程时间可靠性分析方法的路段行程时间可靠性模型,并采用西南某高速公路路段实际数据校准模型。利用蒙特卡洛模拟方法生成交通事故场景,将交通事故解构为交通事故发生位置、交通事故严重程度、交通事故持续时间、交通事故发生频率4个特征,并以行程时间指数为路段拥堵量化指标,研究不同交通事故特征水平下的高速公路路段拥堵规律,并判别路段拥堵程度。研究结果表明:美国《公路通行能力手册》的行程时间可靠性分析方法具有可移植性,校准后可应用于国内高速公路路段;交通量接近饱和时,交通事故发生在出口匝道段的拥堵程度高于基本路段与入口匝道段,单车道关闭场景下的交通事故影响远高于路肩关闭场景下的交通事故;交通量接近自由流状态时,拥堵程度对严重程度不敏感;任何交通量水平下,单车道关闭场景下的交通事故持续时间一旦超过15 min,路段拥堵程度极有可能剧增。本文构建的路段拥堵判别方法,可以在精细化探究偶发性交通事故拥堵规律的同时划分路段拥堵等级,为相关部门的事故管理提供理论支撑。      

基于模糊逻辑的高速公路入口匝道控制方法

为提高高速公路入口匝道的控制能力,以达到增进车流平稳性的目的,对传统闭环控制器ALINEA进行了扩展,并结合模糊逻辑理论,给出一种新的入口匝道控制器。该模糊控制器加入了流量变化的因素,以交通流量为控制目标,实际流量与设定期望值的偏差及流量变化量作为输入,根据所设定的模糊规则给出匝道控制率的调节量。最后通过实例对控制器进行了评价。仿真试验表明:该模糊控制器能够快速地将交通流调整到期望状态,可以适应主干道交通流以及匝道需求的大幅变化,有效抑制波动的产生;同传统的ALINEA策略相比,模糊匝道控制器具有更加稳定的控制效果。     

城市高架路下匝道衔接道路通行能力研究

在分析道路衔接的构造特性及交通流特性基础上,采用回归分析技术及可接受间隙理论,综合考虑车辆驶离匝道后汇入地面道路、完成交织运行、顺利进入交叉口的运行过程,从系统的角度构建下匝道衔接道路的通行能力模型.结合实际调查数据,通过与Vissim仿真值进行比较,对模型的正确性进行了验证,结果表明模型是有效的.