互通式立交主线同侧相邻入口最小间距研究

为提高高速公路互通式立交主线同侧相邻入口路段的交通安全,满足当前越来越复杂的互通式立交相邻入口的行驶安全需求,在规范的规定不够全面的情况下,以主线同侧相邻的匝道入口间距为研究对象,分析驾驶人进入上游入口后的驾驶特性。考虑车辆由匝道驶入主线时加速行驶距离、等待可插入间隙行驶距离和变换车道所需距离,建立了最小间距计算模型。结合相关调查结果及国外规范的成熟研究成果,对匝道入口处关键参数取值进行了分析,确定了不同匝道设计车速对应的合流鼻初速度、不同主线设计速度的合流点末速度、不同车型在加速段的平均加速度及合流车辆等待可插入间隙的平均等待时间等参数。通过对匝道合流处的驾驶员视距研究,分析了合流前识别决策距离、合流前换道距离以及合流前减速距离。最后从行车安全角度,提出了基于主线和上游匝道设计速度的高速公路主线同侧相邻入口最小间距指标建议值。结果表明:主线同侧相邻匝道入口最小间距与主线和匝道的设计速度均存在较强的关联,两者的速差越大,所需要的间距越大。《路线规范》中未区分相邻出口和入口,相邻出口的间距和相邻入口的间距相同,且未考虑匝道设计速度,所规定的主线同侧相邻匝道入口最小间距存在不合理的地方。     

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.      

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。     

关于高速公路匝道连续分流点最小间距的探讨

以高速公路匝道连续分流点最小间距为研究对象,通过分析其影响因素、车辆行驶路径及最小间距组成等,建立了考虑高速公路主线设计速度、运行速度过渡段及匝道设计速度等因素的匝道连续分流点最小间距模型,提出了基于该模型的匝道连续分流点最小间距值。模型计算值相较规范规定值更详尽,与不同匝道设计速度搭配取用,可为相关设计提供一定参考。     

高速公路主线提前换道与入口匝道协同控制研究

为提高多车道高速公路合流区采用入口匝道控制的管控效果，针对多车道高速公路不同车道之间的交通特性，通过调整合流区路面标线施划方式，提出了多车道高速公路主线提前换道与入口匝道协同控制策略。利用主线提前分散换道诱导更多主线车辆选择内侧车道行驶，以降低主线上游驶入合流区选择外侧两车道的比例，而入口匝道控制根据主线外侧两车道流量动态调整匝道车辆汇入主线的时机和数量，以达到合流区整体运行效率最优，提升合流区通行能力。案例分析发现，在入口匝道流量为600 pcu/h时，若主线上游流量分别为3 600、4 800和5 400 pcu/h,诱导150 pcu/h主线车辆提前换道可以分别降低整体车均延误4.41%、7.57%和50.55%,诱导300 pcu/h主线车辆提前换道可以分别降低整体车均延误5.94%、10.39%和61.03%,验证了协同控制策略的有效性。     

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。     

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。     

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。     

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。     

快速路入口匝道车辆汇入决策模型研究

快速路合流区交通行为复杂,车辆行驶轨迹不固定,导致车辆行为难以预测.为了深入研究入口匝道车辆汇入决策发生条件,在不做任何理想化假设的情况下,对平峰、高峰期间快速路合流区汇入车辆行驶数据进行全区域采集.通过统计合流区车辆汇入间隙频率分布来分析汇入行为发生条件.发现高峰与平峰汇入间隙差别明显,初步判断外侧车道高峰临界间隙约为3s,平峰临界间隙约为2s.在此基础上,梳理高峰期间数据,筛选出对车辆汇入决策影响较重要的变量,建立高峰匝道车辆汇入决策Fisher判别[1]模型.最后,对所建立模型进行交叉验证,发现模型准确率可达87％.     

几何设计对快速路立交匝道行车安全性的影响

由于城市快速路转向交通流量大、线形设计标准低,快速路立交匝道成为交通事故的多发点。利用上海市快速路3年事故数据和交通流量检测数据,以上海市浦西地区快速路立交匝道为研究对象,根据车辆在匝道上的行驶特征以及车辆交互特性,将立交匝道划分成出口段、衔接段和入口段及左转匝道、右转匝道等5个研究单元,针对各单元分别建立负二项模型分析匝道几何设计及其组合参数、交通流特征对于安全的影响。结果表明,出口段及入口段的安全性与几何特征的联系较为紧密;迂回式左转匝道相较于右转匝道受几何线形影响大;流量越大、长度越长,事故风险越高,但出口段的长度与事故发生呈负相关关系;出口处为直线、入口处存在长直下坡路段、入口处线形与主线差异大的立交匝道安全性差;迂回式左转匝道上存在过小半径曲线,特别是将小半径曲线设置在出口处,会极大增加事故几率。     

无收费站的服务式四岔喇叭形立交连接线最小净距研究

针对无收费站的服务式四岔喇叭形立交,以其连接线为研究对象,确定其满足交通流稳定驾驶员正常进行分合流换道等驾驶行为所需最小净距。考虑合分流楔形端、标志认读、驾驶员等待可插入间隙和判断、车辆换道及确认出口6个相关因素,基于最不利的情况进行研究。基于合理假设以两反向相交圆曲线几何模型为基础,建立楔形端距离计算模型;根据车辆进行换道时的特征和轨迹,建立五阶换道模型计算车辆换道距离;据此建立连接线最小净距计算模型,提出最小净距建议值。最后通过VISSIM仿真分析,验证最小净距的计算模型和建议值的合理性,结果表明:净距大于等于建议值时,冲突率满足灰色聚类数学评价方法中的安全冲突率指标,最小净距的计算模型合理可靠,据此计算连接线的最小净距值可保证行车安全。     

互通式立交出口匝道运行速度过渡段长度研究

为确定车辆在互通式立交出口匝道满足安全行驶需求的运行速度过渡段最小长度,分别建立了满足超高过渡、变速行驶、3 s行程时间及横向加速度变化率适中等要求的运行速度过渡段长度计算模型。采用UMRR链式开普勒雷达测速仪,实测不同主线设计速度下立交出口匝道分流鼻运行速度,结合SPSS软件分析,得到分流鼻运行速度。基于运行速度过渡段长度计算模型和典型参数的分析论证,得到了满足不同需求下的运行速度过渡段长度。结果表明:匝道设计速度为30~40 km/h时,车辆变速行驶需求为运行速度过渡段长度的主要控制因素;匝道设计速度为50~80 km/h时,超高过渡、3 s行程时间为运行速度过渡段长度的主要控制因素;基于安全行驶需求,提出了互通式立交出口匝道运行速度过渡段长度最小建议值及纵坡修正系数。     

互通立交匝道运行速度预测模型

匝道是互通立交的重要组成部分,基于运行速度的匝道设计理念是目前公路及互通立交一种新的设计思路。文中以互通立交匝道小型车辆的运行速度为主要研究目标,通过分析互通立交匝道运行速度的影响因素,制订了正交试验方案,运用车载高精度GPS设备,采集了北京市4座互通式立交共14条匝道车辆连续运行速度数据。按照车辆在互通立交匝道上的运行速度特性将匝道分为3段,即减速段、匀速段、加速段,构建互通立交匝道各个分段运行速度与影响因素之间的预测模型,并对预测模型进行了验证。     

不良车辆行为图谱及其在匝道区精细化车道管理中的应用

车辆行为图谱能够综合反映交通流中的车辆行为特征及车辆行为的动态变换,便于分析特定场景下的驾驶行为优劣.本文首先分析了城市道路的车辆行为特征,建立了不同交通流模式下的车辆行为图谱,并结合微观车辆行为对宏观交通流的影响方式,得到针对特定道路环境和交通流模式的不良车辆行为图谱.接着分析了不良车辆行为图谱与交通拥堵之间的致因链生成机制及结构,提出截断拥堵致因链的拥堵缓解方案.匝道区车辆的换道行为对交通流有很大的影响,通过对匝道区车辆换道行为图谱的分析,利用合理的车辆换道行为引导方法,建立面向匝道区精细化车道管理的拥堵致因链截断方法.最后利用VISSIM交通仿真平台进行了验证,结果表明:改善匝道区车辆换道行为图谱能够降低或消解不良车辆换道行为引发的匝道区交通拥堵.     

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。     

城市主干路框架隧道段出口与主路出口最小间距研究

随着城市路网的不断发展,城市主干路两侧开口越来越多,研究城市主干路框架隧道出口与主路出口的最小间距,有助于合理设置出入口位置,优化交通组织,提高主干路服务水平。文中通过对车辆出隧道后驶出主路出口的驾驶特征分析建立最小间距计算模型,针对不同设计速度和车道数,结合已有研究成果进行参数标定与计算,提出框架隧道段出口与主路出口的最小间距建议值;对成都正公路一框架隧道出口进行实例评价,结果表明该出口间距满足等待可插入间隙下的最小行车间距要求。     

高速公路车道分配与入口多匝道协同控制方法

为提升多车道高速公路主线合流区通行效率，由于主线合流区各车道交通特征差异，针对多条匝道相互合流再一同汇入主线的情况，分析了主线合流区流量均衡状态、各车道饱和状态和匝道流量对通行效率的影响，提出了多车道高速公路车道分配与入口多匝道协同控制模型，主要通过主线车道控制引导上游主线车辆提前选择合适车道行驶，同时采用入口多匝道控制协调匝道合流区各汇入匝道车辆的驶入，实现主线和匝道的通行效率最大化提升。仿真验证及工程应用结果表明：通过主线车道控制引导上游主线车辆尽量选择内侧车道行驶，尽管会增加内侧车道行驶车辆的车均延误，但明显降低了主线和匝道的整体车均延误，说明主线车道控制与入口多匝道控制相结合对合流区通行效率提升优势明显，且主线合流区各车道流量均衡有助于提升入口匝道汇入效率。     

互通式立交匝道车速研究

通过对国内外互通式立交匝道设计速度取值的分析对比,结合我国的实际情况和惯例,针对匝道设计速度与互通式立交类型和匝道形式的对应关系,通过计算分析进行研究,提出匝道设计速度与互通交叉类别和匝道形式、主线设计速度取值的关系,据此提出了匝道设计速度的取值范围.     

客货分离式互通立交收费站与客货分流点间距研究

客货分离式互通立交，不同车型车辆通过客车、货车匝道分别流入流出，匝道上存在方向、客货连续分合流点的特殊情况。为研究客货分离互通立交匝道收费站与方向分流点(L₁)、方向分流点与客货分流点(L₂)的合理间距，从交织段通行能力角度，对L₁段和L₂段的长度分别进行了研究。计算了匝道四级服务水平上下限条件下，不同交织比、交织长度下L₁段和L₂段的长度和对应的最大服务交通量，得出满足匝道四级服务水平时，不同情景对应L₁段和L₂段的合理长度。结合沈阳至山海关高速公路改扩建工程葫芦岛东互通立交设计实例，给出了针对于该互通立交交通量、交通组成、大型车混入率等参数对应的L₁段和L₂段长度建议值，为客货分离高速公路立交设计提供了参考。