高速公路事件影响区速度限制研究

摘要

随着高速公路通车里程的增加，发生在高速公路上的交通事件开始增多，对驾驶员的行车安全造成了影响，易引发二次事故，降低道路的使用效率。而在交通事件影响区附近，需进行限速设置，合理的影响区限速值能兼顾驾驶员安全及道路利用效率。本文针对我国高速公路系统特性，结合影响区各区段的交通组织形式，分析了各区段车辆行驶特性，研究了交通事件发生在高速公路基本路段和匝道——主线相连部分时考虑安全及效率的最优限速问题。
　　通过对事件区路段速度离散性与事故率关系的分析，对事件区排队长度与事件区上游车辆平均速度的研究，选取道路上的冲突率和事件区车辆的最大排队长度分别作为事件区安全与效率的表征指标。元胞自动机作为一种简洁且高效的模型，在交通流建模中具有独特的优势，本文采用元胞自动机建模，选取冲突率和排队长度分别作为安全与效率的表征指标，以单车道NaSch模型为基础，建立了双车道元胞自动机模型更新规则及仿真方案，得到了冲突率和最大排队长度随不同限速值的变化规律。根据安全与效率对限速值变化的灵敏度不同，对冲突率及排队长度进行无量纲化处理，得到二者在不同交通量下的权重值，最后采用加权平均的方法得到效率安全均衡最优下的限速值。研究结果表明:在高速公路二级服务水平下，基本路段事件影响区建议限速值为70km/h，三级服务水平下，建议限速值为60km/h;在匝道—主线相连部分，高速公路二级服务水平下，事件影响区建议限速值为60km/h，三级服务水平下，事件影响区建议限速值为50km/h。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 非交通事件下限速研究现状

1．2．2 交通事件下限速研究现状

1．2．3 交通流模型

1．2．4 国内外研究现状总结

1．3 研究的主要内容

第2章 交通事件下交通流特性分析

2．1 交通事件的类型以及特性分析

2．1．1 交通事件的定义

2．1．2 交通事故与施工作业特性分析

2．1．3 交通事故与施工作业特性比较

2．2 事件影响区的划分及长度计算

2．2．1 事件影响区的划分

2．2．2 事件影响区长度

2．3 匝道交通流特性

2．3．1 匝道设计特征分析

2．3．2 入口匝道形式

2．4 交通事件下匝道路段交通流特性

2．4．1 位于入口匝道上游

2．4．2 位于入口匝道下游

2．4．3 位于平行式匝道加速车道附近

2．5 本章小结

第3章 速度大小与安全及运行效率关系研究

3．1 速度值对安全影响分析

3．1．1 速度离散性与事故率关系

3．1．2 速度离散性与安全的建模分析

3．1．3 交通冲突与交通安全关系

3．2 速度大小与运行效率的关系

3．2．1 排队长度与运行效率关系

3．2．2 速度值对排队长度的影响

3．3 本章小结

第4章 元胞自动机模型规则的制定

4．1 高速公路行车规范分析

4．1．1 限速规定

4．1．2 同车道行驶间距规定

4．1．3 换道行驶规定

4．1．4 车辆分类

4．2 车辆行驶特性

4．2．1 不换道行驶

4．2．2 换道行驶

4．3 建模关键因素

4．3．1 安全性

4．3．2 随机性

4．4 更新规则

4．4．1 不换道规则

4．4．2 自发换道规则

4．4．3 强制换道规则

4．5 本章小结

第5章 基于元胞自动机模型的限速值研究

5．1 高速公路基本路段限速值

5．1．1 仿真方案及参数

5．1．2 仿真结果分析

5．1．3 限速值的确定

5．2 高速公路匝道路段限速值

5．2．1 仿真方案及参数

5．2．2 仿真结果分析

5．2．3 限速值的确定

5．3 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献