基于交通冲突技术的高速公路互通式立交最小间距研究

摘要

随着中国经济的不断发展，高速公路的建设也得到了飞跃式的提升。现今的高速公路建设不仅要满足行车安全的基本要求，还要达到行车舒适及运行通畅。互通式立交作为高速公路的重要组成部分，对高速公路之间或高速公路与干道公路之间的交通流量起着转换、梳理和控制作用，对周围地区的交通量的分配与吸引和交通的运输与集散都有着重要的意义。然而随着道路运输的急剧发展，需转换的交通流增多，并且对相邻互通式立交间距研究的不足，使得互通式立交的增设出现“随意性”，导致近距离的“互通式立交群”开始增多。这虽然提升了高速公路的运输能力，但却对道路的通行能力与行车安全造成了极大影响。因此为了改善互通式立交区域的安全性和通行能力等，本文运用交通冲突技术并结合对相邻互通式立交的微观仿真模拟，研究高速公路互通式立交的最小间距。
　　本文首先对高速公路相邻互通式立交之间的间距组成进行了定义，并分析了在相邻互通式立交路段内的各个区域中的交通流特性和现象，包括在普通路段下、分流区区域内、合流区区域内以及整个交织区区域内的交通流特性，分析在相邻互通式立交路段内产生交通冲突的交通流原理特性。然后对交通冲突技术的定义进行了基本的概述，并对一般冲突和严重冲突进行了确定。通过相邻互通式立交路段内的各个区域中的交通流特性和现象分析了交通冲突的影响因素，包括交通量、交织区长度、交织流量比、交通流车型组成、变速车道长度、车速及车道数等因素均影响着交通冲突的产生。然后运用VISSIM微观仿真模拟软件设计实验，分析了在特定设计车速、车型组成、变速车道长度条件下，当量交通量、交织区长度及交织流量比与交织区交通冲突的关系，并绘制了关系曲线图。通过分析曲线图建立了在三中设计速度条件下的交织区交通冲突预测模型。
　　对于互通式立交的匝道长度的确定，是通过建立互通式立交模型而得出的匝道模型值与对调查所得互通式立交构造长度的样本进行统计分析而得出的匝道统计值进行调整对比确定的。相邻互通式立交的交织区长度是根据VISSIM微观仿真模拟软件对调查所得的相邻互通式立交样本进行仿真模拟，得出关键指标交织区内冲突率，通过确定冲突率最小值并结合交通冲突预测模型而确定的。最后通过互通式立交的匝道长度与相邻互通式立交交织区长度来联合确定互通式立交的最小间距。
　　论文的研究为解决相邻互通式立交内的交通问题提供了新的理论与参考，为现有规范中对于互通式立交间距的规定提供了新的思路，具有一定的现实意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 问题的提出

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 本课题研究方案

1．3．1 研究目标及主要研究内容

1．3．2 研究方法

1．3．3 技术路线

1．4 本章小结

第二章 高速公路互通式立交间距组成及路段交通流特性

2．1 互通式立交间距的组成

2．2 互通式立交交通流特性

2．2．1 车辆运行特性及驾驶员行为

2．2．2 交织区交通流特性

2．2．3 合流区交通流特性

2．2．4 分流区交通流特性

2．3 本章小结

第三章 交通冲突理论基础及影响因素分析

3．1 交通冲突概述

3．1．1 交通冲突技术的提出

3．1．2 交通冲突技术的有效性

3．1．3 交通冲突的分类

3．2 有效交通冲突的判定

3．2．1 判定指标的选择

3．2．2 判定指标的确定

3．3 交通冲突的影响因素分析

3．3．1 交通量对交通冲突的影响

3．3．2 交织区长度对交通冲突的影响

3．3．3 交织流量比对交通冲突的影响

3．3．4 交通流车型组成对交通冲突的影响

3．3．5 加、减速车道长度对交通冲突的影响

3．3．6 车速对交通冲突的影响

3．3．7 车道数对交通冲突的影响

3．4 本章小结

第四章 基于VISSIM仿真的交织区交通冲突预测模型建立

4．4．1 VISSIM仿真原理及仿真可靠性分析

4．1．2 VISSIM仿真模拟流程

4．1．3 VISSIM的交通冲突数统计

4．2．1 实验设计

4．2．2 实验结果分析

4．3 交织区交通冲突预测模型

4．4 本章小结

第五章 互通式立交匝道长度分析

5．1 互通式立交匝道长度结构模型

5．2．1 样本处理

5．2．2 样本计算方法

5．2．3 枢纽式立交样本统计

5．2．4 左侧喇叭形立交样本统计

5．2．5 右侧喇叭形立交样本统计

5．2．6 一般其他形立交样本统计

5．3 互通式立交匝道长度

5．4 本章小结

第六章 相邻互通式立交最小交织区长度分析

6．1 相邻互通式立交交织区长度评价指标确定

6．1．1 评价指标的选取

6．1．2 指标可靠性分析

6．2 相邻互通式立交仿真模拟

6．3．1 灰色聚类定义

6．3．2 冲突率的灰色聚类分析

6．3．3 冲突率最小安全值评价

6．4 互通式立交最小交织区长度

6．5 本章小结

第七章 相邻互通式立交最小间距实例分析

7．1 工程概况

7．2 项目立交间距分析

7．2．1 交通参数取值

7．2．2 交织区长度模拟分析

7．3 项目立交间距设计

7．4 项目设计间距检验

7．5 本章小结

第八章 结论与展望

8．1 主要研究结论

8．2 论文的创新点

8．3 需进一步研究的问题

附录

致谢

攻读硕士期间发表的论文和完成的科研成果

参考文献