高速公路交织区运行分析方法对比研究

为梳理高速公路交织区运行分析脉络,本研究以美国HCM2010、德国HBS2015、瑞典METKAP和周荣贵《公路通行能力手册》中交织区运行分析方法为对象,分别从运行分析步骤、交织构型、运行分析模型和服务水平评价指标及分级4个方面进行对比研究,探讨各种研究方法的特点和适用性;然后以HCM2010交织区篇章案例2为例,选择流量比、汇出比、交织比、交织区长度和车道数为影响因素,对周荣贵方法和HCM2010方法通行能力的敏感性进行对比分析;最后通过实测西安绕城高速公路曲江互通交织区交通流数据,获取实际最大通行能力值,并与HCM2010方法和周荣贵方法计算值进行比较。结果表明:HCM2010方法未考虑交织比且高估了流量比对通行能力的影响;周荣贵方法低估了流量比对通行能力的影响,交织比对通行能力的影响因汇出比和汇入比的不同呈现出相反的变化趋势,这与主交通流具有优先通行权规则不符。据此改进周荣贵方法通行能力模型,将模型中汇出比指标替换为交织比,采用最小二乘法对改进模型的流量比、交织比系数进行重新标定,拟合优度为0.96,表明该回归模型对样本数据点拟合程度较好。交织区交通流实测数据是建立运行分析模型的基础,数据库的大小及其精度影响模型的可信度,智慧交通能够实时精确采集交织区域的交通流参数,也可实现海量数据的处理及深度挖掘,是今后交织区运行分析数据采集方式的一个重要发展方向。     

2010HCM交织区通行能力分析方法适用性研究

首先以相同数据分别定量分析了2000版和2010版美国《道路通行能力手册》中交织区通行能力分析方法中的交织速度和非交织速度计算模型,设计了不同交织区交通运行的组合条件,对2010版交织区速度计算模型进行了定性分析.认为2010版美国《道路通行能力手册》对非交织车流运行速度计算存在重复折减,致使非交织车流运行速度预测过低,交织车流运行速度大于非交织车流运行速度,与实测运行特性不相符.在此基础上,对2010版交织区通行能力分析速度计算模型进行了探讨和改进,选取天津市卫昆立交桥交织区作为调查对象,开展了交织区交通流运行状态调查,并从定量和定性两方面对改进模型进行了效果分析.结果表明:改进模型在预测精度和特性描述上均有所提升.     

快速路交织区车头时距分布特征

针对快速路交织区中车流的频繁交织行为引发车头时距重分布现象,系统研究了快速路交织区车头时距分布的内在规律,得出了城市快速路交织区内车头时距分布随断面流率动态变化的结论。选择北京、上海、广州等7个典型城市的城市快速路系统为研究对象,利用数理统计方法对采集的代表性快速路中A类交织区中车头时距数据进行分车道分断面统计分析,拟合分析及x~2检验的结果表明断面流率小于250 veh/h时,车头时距服从负指数分布;当断面流率位于250～750 veh/h时,车头时距服从移位负指数分布,而当断面流率位于750～1500 veh/h时,车头时距则服从Cowan M3分布,为城市快速路交织区的通行能力分析、规划管理等方面的深入研究提供了理论依据。     

影响高速公路互通区运行车速因素的理论分析

结合《公路项目安全性评价指南》对高速公路路段进行一次单元划分，再针对高速公路互通区的特殊性对运行车速模型进行二次单元划分，最后利用美国《通行能力手册2000》中速度折减模型提出高速公路互通区运行车速模型。     

基于元胞自动机的快速路交织区建模仿真

快速路匝道处的交通流因交织方向多而显得具有混乱、复杂和难于管理.匝道交织区的交通管理对于提高快速路通行能力、加强交通安全运行具有非常重要的意义.文中引入"冒险系数"来表达驾驶员的驾车习惯,并使用元胞自动机模型来仿真快速路交织区中交织车辆的跟车和换道行为.仿真得到交通流量、交织区长度等参数对交织路段交通所产生的效果和影响,并用宏观流速曲线验证了模型.     

城市快速路苜蓿叶互通立交的通行能力模型

分别建立了城市快速路苜蓿叶互通立交合流影响区、分流影响区、交织区的端部外侧车道交通量预测模型和车头时距分布模型,根据实测数据标定了快速路苜蓿叶互通立交各区域的通行能力模型;综合上述模型建立了苜蓿叶互通立交整体通行能力计算模型,应用该模型确定了苜蓿叶互通立交的通行能力,并应用仿真方法进行了验证。结果表明:所建立的模型为研究快速路互通立交的通行能力提供了理论基础。     

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。     

高速公路交织区服务水平敏感性分析

影响交织区服务水平的主要因素包括交通流量、交织流量比、自由流速度、交织区长度、交织区内车道数和交织构型等。选取西安绕城高速公路吕小寨立交-朱宏路立交之间交织区为调查对象,开展道路条件和交通流运行状况调查。运用调查数据对美国道路通行能力手册(HCM2010)交织区交织速度和非交织速度预测模型进行修正,重新标定相关参数。基于该速度预测修正模型,利用Visual Basic语言开发交织区运行分析计算工具,定量分析影响因素对交织区通行能力和服务水平的敏感性。     

基于匝道控制的快速路合流区通行能力分析

对快速路合流区交通运行特性进行了研究,由交通调查数据得出合流影响区汇入车辆数与主线车道交通量的关系.通过研究合流区通行能力及其影响因素,由交通运行特性及运营管理的需要,给出了合流影响区通行能力定义;用实地调查数据并借助交通仿真技术对分析需要数据进行补充,得出主线到达流率、汇入流量和合流影响区通行能力三者间的关系.应用回归分析方法得出快速路合流影响区通行能力计算模型,并借鉴RWS-C控制策略提出基于影响区通行能力的匝道控制方法.      

苜蓿叶形枢纽互通设置集散车道的必要性论证

由于全苜蓿叶或相邻象限设置环形匝道的部分苜蓿叶互通存在距离很近的相邻进出口,互通内主线存在交织区且交织长度短,交织车辆易对主线直行车辆造成影响。为提高主线的通行能力与行车安全,经验上一般在存在交织区的主线设置集散车道。考虑设置集散车道后,互通的占地与工程造价会较大幅度增加,设计阶段需对设置集散车道的必要性进行论证。利用美国《道路通行能力手册》（HCM2000）中对高速公路交织区通行能力的计算方法,介绍了全苜蓿叶枢纽互通是否需要设置集散车道的论证过程与方法。     

公路通行能力的再探讨

在分析对比我国现行《公路工程技术标准》(JTJ001—97)和美国《公路通行能力手册》对高速公路相同服务水平下的最大服务流率等计算结果的基础上，再次探讨在使用中应该注意的问题。     

高速公路交织区运行分析方法综述

交织区是高速公路系统的瓶颈路段,为给规划、设计、运营等各阶段选择科学合理的交织区运行分析方法,通过对国内外大量研究文献的分析,首先详细综述了交织区运行分析采用回归分析法、理论解析法和微观交通仿真法的研究成果;然后探讨了各种方法的特点,从交织区构型分类、交织区长度和宽度、影响因素选择及相关模型、服务水平指标及其分级4个方面的历史演变对回归分析法进行了评析,以间隙接受理论为例说明了理论解析法存在的问题,阐述了微观仿真法的关键步骤和难点,指出了我国在高速公路交织区研究中存在的主要问题;最后结合我国交织区运行分析现状和交通领域研究热点,探讨了高速公路交织区研究发展方向。结果表明:交织构型的划分趋向于单一化,有利于提高交织区运行分析模型的普适性;现有通行能力模型未考虑大型车比例和出入口匝道通行能力等影响因素;服务水平评价指标还需考虑交织区的紊乱程度。交织区数据采集方式、通行能力建模、服务水平评价标准、微观交通仿真、特殊交通运行环境下交织区运行分析、交织区运行分析应用研究是未来发展的方向。     

城市快速路通行能力再认识与新分析体系构建

为了解决目前城市快速路通行能力理论与经验研究中存在的3个问题,基于上海城市快速路与美国加州快速路的大量实测数据,从期望通行能力、随机通行能力、动态通行能力与运行通行能力4个方面系统梳理了快速路通行能力的计算方法。研究结果提出依次采用失效前稳定流率、考虑删失数据的生存分析方法、综合考虑动静态影响因素的多层统计分析模型、不同时间占有率/速度区间下的威布尔分布来估计上述4类通行能力;构建了一套适用于城市快速路规划、设计、运行与管理几个不同阶段的通行能力新分析体系,旨在为快速路生命周期全过程的通行能力计算提供关键技术支撑;对比分析国内外基本通行能力研究结果,从规划设计角度给出了基本通行能力的新定义：在通常的道路、交通与管控条件下,某一点或均匀断面,在15%的失效概率下,所容许通过的5 min失效前稳定流率。     

公路通行能力分析系统HCSC

公路通行能力分析系统是由北京九方畅通交通科技有限公司与北京工业大学交通工程北京市重点实验室联合开发的．是与我国第一本《公路通行能力手册》配套使用的通行能力分析程序。系统融合了国内通行能力最新的研究成果。     

城市道路交叉口进口道车道功能置换适应性研究

城市道路路段车辆交织行为对道路路段通行能力有较大影响,在一定的道路交通条件下,进行车道功能置换设计可减少车辆交织行为,有助于提高道路通行能力.通过借鉴国内外对快速路交织区研究的成果,在分析城市道路路段车辆交织行为的基础上,运用微观仿真软件 Vissim 对各种道路交通条件下车辆交织行为进行仿真分析,以路段平均行程车速为评价指标,得到了车道功能置换设计方法的适用条件.     

驾驶行为特性对道路通行能力影响的量化研究

驾驶行为特性对道路宏观交通流特性及通行能力有着重要影响.但在2010年版《道路通行能力手册》(HCM2010)中,驾驶人总体特征修正系数取值在通常情况下建议为1 ,并未给出具体解释以及进一步量化.为了进一步细化研究不同驾驶员行为特性对道路通行能力的影响,将驾驶员类型分为冒险型、一般型和保守型3种,利用交通仿真软件Vissim 5 .3构建基本路段和交织区仿真场景,提出以仿真实验为基础的通行能力影响量化分析方法.结果表明,在限速为80 km /h的城市快速路上,自由换道行为可以提升道路设施空间利用率,提高交通流由自由运行状态向稳定运行状态的转变速度,而对道路通行能力没有显著影响;跟驰行为与强制换道行为对道路通行能力有显著影响.提出基本路段通行能力分析的修正系数,对应冒险型、一般型、保守型驾驶员分别为1 .04 ,1 .03 ,0 .86 ;交织区通行能力分析的修正系数;在交织比为0 .1~0 .4的情况下,3类驾驶员对应的值有所差异,进一步细化了HCM2010中驾驶员的修正系数.      

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...     

城市高架快速路地面交织流对交通的影响及改善措施探讨

城市高架快速路是改善城市交通环境的重要手段之一。在城市建成区内,高架快速路匝道建设受到现状路网制约较多,匝道布置从区域路网交通分析来看,满足交通功能的前提下,可供选择建设地点一般建设条件有限,一般匝道落地点距离地面平交口较近。该文分析交织段的交通行为,辅以工程实例,探讨快速路匝道与地面平交口之间的配合问题,提出从改善交织区的交通通行能力方面进行工程及控制措施,提高快速路与地面平交口的匹配能力。     

快速路分、合流影响区交通特性及通行能力研究

分、合流区通行能力是影响快速路通行能力的重要因素之一,而分、合流影响区的通行能力是制约分、合流区通行能力的关键原因。文章从分析分、合流影响区内的车辆运行特性入手,根据北京、上海、广州等城市大量的实测数据,分别通过统计车头时距、速度-流量关系和饱和流时高频率出现的流率等方法推荐了快速路分、合流影响区的通行能力,为快速路分、合流区的交通规划和设计,交通组织和管理的改善提供了理论基础。     

城市互通立交桥区通行能力的仿真研究——以天津市卫昆互通立交为例

互通立交桥是城市快速路系统的重要组成部分,其通行能力直接影响到快速路主线的服务水平以及快速路疏散、分流城市交通的能力。现阶段,由于资金、技术、设备以及交通环境的限制,不能获得立交桥区大量的实测数据,使得应用观测数据研究立交桥区通行能力具有一定的困难。应用仿真软件——VISSIM,以天津快速路卫昆互通立交为研究对象,在仿真模型标定和验证工作的基础上,通过仿真实验设计,得到了立交桥区各部分及整体的通行能力值,为互通立交桥的交通规划、设计、交通组织管理提供了新的方法和理论依据。