路外停车驶入对停车场出入口路段影响特性分析与模型研究

摘要

随着我国的汽车化进程加速，居民出行方式的机动化趋势日益显著，这不仅加剧了城市路网的交通压力，而且也对城市停车设施提出了更高的要求。然而长期以来，我国城市对停车问题的认识滞后于客观发展，造成了路外停车场的规划建设不到位，停车设施总量不足等，容易造成出入口处停车排队延伸到邻近道路乃至交叉口。路外停车已经开始影响道路交通并趋于严重，使得很多城市的动静态交通矛盾凸显。因此，如何基于我国城市典型的道路与交通条件，解析不同停车驶入过程对停车场出入口路段的影响机理，研究主路影响区长度形成与变化规律并对停车场出入口进行合理设置与交通组织优化，已经成为现阶段迫切需要解决的问题。
　　本文主要针对我国城市路外停车场出入口路段交通拥堵日益严重的问题进行研究，具体涉及到以下几部分内容:路外停放车辆和出入口路段机非车流特性研究、路外停车驶入对机动车流的影响机理及模型研究、路外停车驶入与非机动车流的相互影响机理及模型研究、路外停车对主路上游影响区长度研究及出入口设置优化方法。本论文的研究工作开展，依托于国家自然基金项目《基于机动车辆停放的动态交通作用分析理论及资源配置优化方法》（基金号:51078084）。
　　首先，基于路外停车场出入口的交通管理规则，并结合城市道路的三、四幅路的断面类型、车辆驶入形式、驶入频率、各驶入阶段的微观行为特征等，分析了停车驶入对机非车流造成影响的主要因素。选取路外停车场出入口接入主路的上游影响区路段，结合城市路外停车场接入路段的断面形态、停车场出入口位置等道路条件，根据研究对象与目标设计了科学合理的调查方案，同时结合预调查的数据，确定了以1分钟作为交通流的统计时间间隔，分析了停放车辆的驶入时间、驶入速度以及到达分布等特征。
　　其次，指出了分车道建立停车驶入前后的速度——流量关系模型，研究出入口影响区范围内主路车流的运行状态的必要性。基于不同停车驶入方式对停放车辆驶入前后出入口影响区路段交通流的运行影响因素进行了定性分析，根据实测数据，利用数理统计的方法分别对四幅路与三幅路各车道的流量分布、车头时距、速度与车辆变道特性等进行了分析。利用相关性分析的方法确定了各车道速度的相关变量，建立了速度-流量基本模型，并利用实测数据进行了标定，确定了具体的模型参数。选择一定的流量区间，通过仿真计算分析了各车道流量-速度的变化曲线，并与实测数据进行了对比分析，结果证实了模型的有效性与可靠性。
　　再次，分析了停车驶入的不同形式对路段社会车辆速度的影响机理，以3种影响形态为基本类型，构建了驶入过程对路段交通流的影响模型，并进行了敏感性分析。主要基于停放车辆右转及左转驶入两种形式，将停车驶入对路段社会车辆的影响分为3种类型，即右转驶入无变道、右转驶入有变道和从对向左转驶入。针对停放车辆从本向最右侧车道右转驶入的情形，构建了该车道社会车辆受影响后的速度与停车驶入影响时间、平均减速距离和停放车辆初始速度的基本关系模型，并基于实测调查数据对模型进行了参数拟合;进一步考虑本向车道社会车辆在受停车影响后可能会变道至相邻车道的行为，针对车辆变道的具体过程，提出了变道时间阈值与速度差和加速度密切相关的结论，并结合基本关系模型构建了变道摩阻影响模型;选择交通冲突概率为主要参数，剖析了停放车辆左转驶入与本向社会车辆的影响机理，并结合基本关系模型构建了左转穿越冲突影响模型
　　此外，解析了路外停车驶入与停车场接入非机动道车流的相互影响机理。提出了“交通冲突缓和（增强）系数”和“冲突强度等级”的概念来表征停放车辆对非机动车辆的影响程度;给出了具体的计算方法;分别从出入口与机非隔离带开口位置、非机动车道宽度和驶入速度的角度进行了定量的分析。论文将停车驶入穿越时间表征为“穿越等待时间”与“穿越行驶时间”之和，基于理论推导与实测数据分别建立了两个阶段的模型，结合不同的停车到达率，构建了穿越时间的计算分析模型。基于不同的非机动车道宽度、驶入速度等对进行了模型的敏感性分析
　　最后，构建了路外停车场出入口路段的影响区范围内，主路各车道车流在受到3种基本影响形式下的影响区动态长度的计算模型。以主路各车道的机动车流量、非机动车流量的变化区间为基本形态，分析了在不同机非流量区间组合下的影响区动态长度。基于路外停车场出入口的设置要求，结合影响区动态长度的变化特性，提出了出入口在路段设置的合理区间范围。同时，对非机动车道宽度、非机动车流量、驶入车辆的频率等与影响区长度的关系进行了定量分析，探讨了停车场出入口的交通组织优化策略与方法，提出了对出入口进行合理规划与交通组织的优化设计流程。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 立题的背景及意义

1．2 国内外研究现状综述

1．3 研究内容

1．4 研究方法及技术路线

第二章 停放车辆对机非车流影响调查及特性分析

2．1 路外停车场的定义与分类

2．1．1 按服务对象分类

2．1．2 按建筑类型分类

2．2 路外停放车辆的驶入形式及基本特性分析

2．2．1 停车场出入口处的交通管理原则

2．2．2 停放车辆驶入过程的微观分析

2．2．3 停放车辆驶入对停车场接入路段机非车流的影响因素分析

2．3 调查方案设计

2．3．1 调查内容分析

2．3．2 调查方法分析

2．3．3 调查时间与地点的选取

2．3．4 调查样本容量的确定

2．3．5 调数据处理与分析

2．3．6 数据分析与筛选方法

2．4 路外停放车辆驶入特征基本指标的调查与分析

2．4．1 停放车辆的驶入时间特征分析

2．4．2 停放车辆的驶入速度特征分析

2．4．3 停放车辆的到达特性分析

2．5 本章小结

第三章 停车驶入前出入口路段交通流特性分析与建模

3．1 停车驶入前后出入口路段交通流模型研究的必要性分析

3．1．1 交通流模型研究成果

3．1．2 交通流模型研究的必要性分析

3．2 停放车辆驶入前后出入口影响区的路段交通流建模思路

3．2．1 交通流模型理论分析

3．2．2 建模方法选择

3．2．3 出入口影响区路段交通流运行影响因素的定性分析

3．4 各车道交通流基本特性分析

3．4．1 流量分布

3．4．2 车头时距分析

3．4．3 车辆换道特征分析

3．5 停车驶入前的各车道交通流基本模型

3．5．1．各车道车速的数据分析

3．5．2 变量筛选与确定

3．5．3 交通流模型的建立

3．5．4 路外停车驶入前路段交通流基本模型汇总

3．6 本章小结

第四章 停车驶入对出入口路段交通流影响分析与建模

4．1 停车驶入后对路段社会车辆速度影响机理分析

4．2 停车驶入后对路段社会车辆影响模型研究

4．2．1 右转驶入无变道模型

4．2．2 变道摩阻模型

4．2．3 从对向穿越冲突模型

4．3 路外停车驶入后对路段交通流影响模型汇总

4．4 本章小结

第五章 停车驶入与非机动车的交通冲突及相互影响分析

5．1 非机动车流基本特性分析

5．1．1 群的基本概念

5．1．2 群空隙与非机动流量关系分析

5．2 停放车辆对非机动车流影响分析

5．2．1 受停车驶入干扰后的非机动车流车速特性分析

5．2．2 停车场入口与机非隔离带开口在不同组合位置下的交通冲突分析

5．2．3 交通冲突的敏感性分析

5．3 非机动车流对停放车辆的影响特性分析

5．3．1 穿越时间的基本概念

5．3．2 穿越时间的主要影响因素

5．3．3 穿越时间的分析与计算

5．4 本章小结

第六章 停车驶入对主路车流影响的动态长度模型及交通组织优化

6．1 车辆右转驶入对于主路上游车流影响的动态长度模型

6．1．1 车辆无变道

6．1．2 车辆有变道

6．2 车辆从对向左转驶入对于主路上游车流影响的动态长度模型

6．2．1 在对向车道停车等待

6．2．2 在本向车道停车等待或穿越

6．2．3 模型的敏感性分析

6．3 停车场出入口交通组织优化

6．3．1 停车场出入口位置优化布局

6．3．2 停车场出入口交通组织优化

6．4 本章小结

第七章 研究结论与展望

7．1 主要研究成果与结论

7．2 主要创新点

7．3 研究展望

致谢

参考文献

攻读博士期间发表论文及参与科研课题情况