雨雪天气下新疆高速公路交通流特性及安全控制研究

摘要

随着全球气候的变化，恶劣天气已大面积的渗透到人们生活的方方面面，对交通道路安全方面的影响表现尤为突出。新疆气候特点在全国范围内独树一帜，恶劣天气在新疆气候方面占有很大比例，对该地的交通运行产生了极其严重的影响，因降雪、降雨引起的车辆打滑、甩尾、刮擦、翻车等交通事故发生概率极高，甚至导致局部交通瘫痪。为缓解这类问题，对恶劣天气下交通流特征分析变得尤为重要。因此，需要对不同等级恶劣天气条件下的交通流特征进行系统、全面、科学的分析研究，掌握其规律，为制定合理的交通安全管理措施提供科学有效的理论依据。
　　首先以视频为主人工为辅的数据采集方案采集数据，经Autoscope软件与人工处理获得交通流各类参数，选取降雨和降雪恶劣天气条件下的交通状态作为研究对象。利用历年统计新疆北疆高速公路沿线主要城市降雪气象资料，研究了新疆北疆降雪时空变化特征与降雪日数的变化特性，得出受降雪影响最为严重的三大集中区及受影响的异常路段。其次针对降雪和降雨天气对道路安全的影响问题，利用多模型比较检验法研究了速度、车辆到达率、车头时距在不同等级降雪时的特征规律;运用非线性回归的方法，对比分析了不同强度降雨在不同车道上的交通流特征的规律。降雪时车辆速度、到达率呈衰减趋势，车头时距呈增加趋势。随着降雨强度的增加，速度、流量减少的程度越大，同强度降雨对高速车道的影响比低速车道的大，但呈现的规律表现基本一致。
　　其次通过Matlab软件建立速度、流量、密度的散点图，利用曲线拟合和线性回归模型得到了三大参数关系模型表达式。其结果表现为:与正常天气相比较，在速度与流量共同作用下，交通状态随着降雪量的增加，交通状态趋向拥堵;在速度与密度的共同作用下，随着降雪量的增加，在相同天气下，不同车速对应的车密度变化幅度增大。
　　最后在前者基础上，利用限速模型和安全制动模型分别提出了降雪和降雨时车速和安全距离控制推荐值，从真正意义上控制不良天气对高速公路道路安全的影响。

目录

声明

论文说明

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

1．3 研究目标

1．4 研究内容

1．5 拟解决的关键问题

1．6 技术路线

第2章 新疆北疆降雪研究及交通数据采集

2．1 新疆高速公路分布状况

2．2 冬季降雪对新疆高速公路安全的影响

2．3 新疆降雪时空分布特征

2．4 集中区划分

2．5 北疆高速公路降雪预防重点

2．6 交通数据采集

2．7 调查目的

2．8 调查区域

2．9 调查时间

2．10 数据调查方案

2．11 本章小结

第3章 降雪对新疆高速公路交通流特性的影响分析

3．1 速度特性分析

3．2 车辆到达率分析

3．3 车头时距特性分析

3．4 建立交通模型

3．5 本章小结

第4章 降雨对新疆高速公路交通流的影响分析

4．1 新疆降雨时空分布及等级

4．2 降雨对高速公路安全的影响

4．3 交通特性分析

4．4 本章小结

第5章 降雪和降雨条件下的安全控制

5．1 限速控制

5．2 安全距离控制

5．3 安全管理措旅

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 主要研究成果

6．2 研究工作展望

附录

参考文献

致谢

作者简历