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。     

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。     

城市快速路可变限速策略

对城市快速路可变限速控制策略的理论基础进行了研究.在对快速路上的主线车速、进出口匝道车速、分流点合流点车速的特性及速度分布特性进行深入分析的基础上,建立了快速路主线车速-密度动态关系模型,提出考虑出口匝道、不良天气以及道路线形因素下基于安全性的3种主线车速的约束条件.利用积分调节器建立了入口匝道控制模型;提出了基于道路服务流量、行程时间、入口匝道平均等待时间以及行程时间延误4种可变限速的目标函数,利用4种目标函数的线性组合建立了3种系统最优问题,即:低密度状态下路段通行能力最大,行程时间最短;中密度状态下路段通行能力最大,入口匝道平均等待时间最短;以及高密度状态下入口匝道平均等待时间最短,主线车流行程时间延误最短.利用VISSIM仿真模拟手段对可变限速控制模型进行分析,得到可变限速控制策略下与未采取控制策略下的交通流参数结果,验证了可变限速控制策略的有效性.     

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。     

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。     

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。     

高速公路互通式立交入口管理策略研究

高速公路互通式立交入口区是影响立交整体运行的关键点段,为了减轻入口合流区的拥挤、提高高速公路互通式立交的整体效率、提高车辆行驶的安全性,在交通需求增大到一定程度时,要采用一些交通管理控制措施。根据互通式立交匝道入口区域的特点,本文对高速公路网可靠性作用较大的互通立交匝道和主线的管理控制策略进行了研究。分析了入口合流区的几何和交通特性,对匝道和主线分别提出了不同管理控制策略,即:高速公路匝道入口控制策略和主线车道运行约束策略。     

高速公路入口匝道控制的仿真研究

本文针对Ｍａｒｋｏｓ Ｐａｐａｇｅｏｒｉｏｕ的高速公路交通流宏观，动态，确定性效能流模型，从入口匝道流量对高速公路主线交通流影响的实质出发，通过对入口匝道可汇入量影响因素的详细分析，提出了独立的入口匝道控制和入口匝道联合控制两种控制策略，并以高速公路的总行程时间，总服务流量及入口匝道平均等待时间作为入口匝道控制效果评价的目标函数，将目标函数、交通流模型和入口匝道控制模型化为求解二个最优问题，最后利     

高速公路互通式立体交叉设计中的连续出口和入口间距设计

对高速公路互通式立体交叉设计中的主线同侧出入口最小间距设计进行了研究。根据道路通行能力手册HCM2000,并且对高速公路上的车流道路进行观察和计算,从而对于公路上进入主要路线和合流的车辆交通量和车辆入口出口处的间隔距离,主要对不设置辅助车道条件下,对于高速主道路和侧路的匝道入口出口出的最小间距,设置在辅助道路的条件下的主道路中同侧车辆出入口的最小间距两种情况进行了分析;对于这两种情况下的通车交流下的出入口最小间距建立了模型并进行分析计算;提出了以上游匝道的设计速度、主道理的设计速度、匝道形式的高速公路主道路和同侧匝道入口的最小间距的指标值。     

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。     

基于ALINEA算法的城市快速路入口匝道优化控制策略

为缓解城市快速路入口匝道交通拥堵,采用匝道管控技术,以实际工程为依托,收集了道路实际小时观测数据;将主线交通状态根据上下游实时监测的交通数据分为畅通、拥堵、阻塞3种状态,对应不同状态及之间的过渡,将入口匝道管控策略分为无控制策略、控制放行策略、关闭匝道策略;借助VISSIM仿真平台建立道路仿真模型,基于ALINEA算法,设定ALINEA控制参数;以工程高峰小时交通量为输入,对比分析了无控制和ALINEA控制条件下主线交通量、主线运行速度、匝道排队长度的参数变化。研究结果表明:在主线平均运行速度方面,无控制策略和ALINEA控制策略主线平均运行速度分别为52.93、77.64 km/h,采用ALINEA控制策略的主线平均运行速度增大了46.20%;在主线交通量方面,无控制策略和ALINEA控制策略主线平均交通量分别为235.50、270.08 veh/h,采用ALINEA控制策略的主线平均交通量增大了14.7%;在匝道影响方面,无控制策略和ALINEA控制策略匝道平均排队长度分别为13.79、15.50 pcu,采用ALINEA控制策略情况下匝道平均排队长度增加了14.7%。可见,ALINEA匝道管控能够有效提升主线平均运行速度和交通量。     

城郊高速出入口匝道选址模型

高速公路出入口匝道选址不合理,会造成拥挤、延误等问题,甚至不利于城市经济的发展.文中提出的城郊高速公路出入口匝道选址模型,以得到高速公路入口匝道的最佳位置.按照行政区域划分出入口匝道连接片区;利用人口、人均国内生产总值和社会消费品零售总额3个指标计算各片区重要度.计算所有片区重要度平均值,将重要度大于平均值的片区作为连接片区.按照道路等级选择连接片区内可连接的道路类型,根据饱和度确定可连接道路.根据高速公路出立交匝道间距为确定城郊高速公路出入口匝道的布设位置.这一方法确保了高速公路主线、出入口匝道、连接道路三者车流的安全与通畅,以及城市经济的良好发展.      

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。     

主路不同流量条件下入口匝道通行能力研究

详细分析入口匝道和无信号控制交叉口交通行为的异同之处,借鉴无控制交叉口通行能力的诸多研究成果,运用接受间隙理论分析研究入口匝道通行能力,提出主路在低流量、中等流量和高流量时下车头时距分别服从移位负指数分布、2阶Erlang分布和3阶Erlang分布。考虑不同类型车辆汇入的临界间隙和跟车时距,建立主路不同流量条件下的入口匝道通行能力模型。求出相应条件下混合车流的入口匝道通行能力值,为高速公路及城市快速路的入口匝道控制以及系统控制提供基础信息。     

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。     

瓶颈路段公交和小汽车共享车道通行能力研究

城市空间紧缺,公交专用道通常通过转变现有普通车道获得。在城市道路瓶颈路段处,如果公交车发车频率较低,不仅公交专用道难以充分利用并造成道路空间的浪费,还会加重小汽车的延误。针对这个问题,国外已有研究在选定的瓶颈路段设置公交车和小汽车的共享车道方法。文中梳理了在相应的共享策略下瓶颈路段的通行能力计算方法,并考虑到小汽车在瓶颈处的扰动对通行能力的影响。通过对深圳市皇岗路与新彩路交叉口处入口匝道的仿真分析表明,当小汽车有低于20%驶入共享车道时,设置共享车道可以在不对公交车运行造成影响的情况下降低入口匝道和新彩路主线上的小汽车延误。但当小汽车驶入共享车道的比例大于20%时,对公交车的运行开始产生影响,并且对新彩路主线上的小汽车运行有一定的影响。随着小汽车驶入共享车道的比例继续增大,这种影响有呈指数增加的趋势,证明了车流的扰动因素对瓶颈通行能力有很大的影响。      

基于仿真的冰雪条件快速路合流区交通特性研究

文章重点对冰雪条件下快速路合流区交通特性进行研究,基于大量调查数据,利用VISSIM仿真软件,通过控制快速路主线交通量,对快速路在正常条件、积雪条件、冰板条件以及冰膜条件四种情况下的匝道及主线的延误情况、入口匝道的排队长度进行了详细的分析,并建立回归模型。分析结果表明:当主线交通量大于2800veh/h时,冰雪条件对入口匝道的影响急剧增加。因此如果快速路预计的未来小时交通量超过2800veh/h,需要考虑通过适当增加合流区过渡段的长度来减小冰雪条件带来的影响。本研究成果可以为快速路交织区的设计提供参考。     

上海城市快速路匝道处交通分析与控制方案设计

分析了上海市城市快速路交通运行的特点和主要症结,对关键瓶颈位置实施单点匝道控制方案.以洛川路入口匝道为切入点,分析了洛川路主线、匝道的交通状况和相关地面交通状况,针对洛川路入口匝道的具体情况设计匝道控制方案,具体研究了工程控制阈值和匝道调节方案的适用条件.最后对实施的方案效果进行评估,可改变现有拥挤、瘫痪的交通状态,提高快速路的使用效率.     

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。