快速路匝道連接段通行能力與匝道設(shè)置研究.pdf

1、城市快速路是我國大、中城市道路網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，是緩解城市交通擁擠的重要舉措之一。然而，城市快速路建設(shè)投資巨大、涵蓋范圍較廣，引導著城市的發(fā)展方向，所以快速路的建設(shè)必須科學、合理。隨著我國城市快速路建設(shè)步伐的加快，對快速路的規(guī)劃、建設(shè)及運營管理的要求不斷提高，現(xiàn)有體系已無法滿足需求，加快快速路規(guī)劃、建設(shè)及運營管理相關(guān)研究顯得尤為迫切。論文以教育部高等學校博士學科點科研專項基金為依托，以快速路入口、出口匝道連接段為研究對象，在進行大規(guī)

2、模交通調(diào)查的基礎(chǔ)上，運用統(tǒng)計分析理論、元胞自動機理論、交通波理論、模糊控制理論等相關(guān)理論與方法，開展快速路匝道連接段交通流運行特性、通行能力計算方法及匝道設(shè)置相關(guān)研究，建立并確定快速路匝道連接段通行能力及匝道設(shè)置指標體系。通過這些方法和模型的研究，以期為我國快速路系統(tǒng)的規(guī)劃、建設(shè)及運營管理提供科學依據(jù)，同時也為其它高速道路提供重要借鑒。
　　論文選用磁映像及氣壓管脈沖等現(xiàn)代交通流檢測技術(shù)，采用組合檢測方法進行調(diào)查方案的設(shè)計和實施，

3、獲取了我國典型大、中城市快速路入口、出口匝道連接段交通流、道路基礎(chǔ)設(shè)施及交通管理措施等方面的數(shù)據(jù)。通過對匝道連接段總體交通運行特性分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合調(diào)查數(shù)據(jù)著重分析了匝道連接段交通流流量速度特性、車頭時距特性、加減速度特性及宏觀交通流三參數(shù)特性，從而建立了匝道連接段車頭時距分布的威布爾模型及宏觀交通流三參數(shù)的相互關(guān)系模型。為后續(xù)匝道連接段通行能力計算模型及匝道設(shè)置研究奠定了基礎(chǔ)。
　　針對當前匝道連接段通行能力的確定基本沿用美國《

4、HCM》方法存在的不足，論文采用間隙接受理論、交通波理論及元胞自動機理論等分別建立了快速路入口、出口匝道連接段的通行能力的計算模型。在對入口、出口匝道連接段的實測數(shù)據(jù)分析和處理的基礎(chǔ)上，對建立模型的相關(guān)參數(shù)進行標定，從而確立了城市快速路入口、出口道連接段的通行能力值，并給出了相應的通行能力推薦值。
　　在入口、出口匝道連接段通行能力計算方法研究的基礎(chǔ)上，分析了快速路入口匝道控制的類型及控制效果，總結(jié)并歸納了三種入口匝道控制策略，即

5、主線優(yōu)先控制策略、交替通行策略和信號控制策略，分析了各種控制策略的優(yōu)缺點，研究確定了入口匝道調(diào)節(jié)條件下的匝道連接段通行能力。
　　針對現(xiàn)有快速路匝道變速車道設(shè)置條件不確定性的不足，提出了快速路變速車道的設(shè)置條件。在此基礎(chǔ)上，利用車輛動力學理論、間隙接受理論建立了快速路變速車道長度計算模型，進一步研究集散車道和匝道間距設(shè)置方法問題，給出了城市快速路主線不同設(shè)計速度下的變速車道長度及相鄰匝道間距的建議值，并給出了集散車道設(shè)置原則及集散

6、車道長度計算方法。結(jié)合模糊理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的優(yōu)點，提出了基于神經(jīng)模糊系統(tǒng)控制法來實現(xiàn)快速路入口匝道的自適應控制，并給出了控制器的設(shè)計步驟和實例，結(jié)果表明入口匝道控制能有效提高快速路入口匝道連接段的通行能力。
　　最后，利用VISSIM微觀仿真軟件構(gòu)建了入口、出口匝道連接段的仿真模型，并結(jié)合實測數(shù)據(jù)對模型參數(shù)進行了標定，給出了仿真結(jié)果。同時，利用Matlab相關(guān)工具箱開發(fā)了快速路入口、出口匝道連接段的元胞自動機仿真模塊，并進行了不