高速公路工作區(qū)可變限速建模研究.pdf

1、社會不斷發(fā)展前進的同時，機動車保有量也不斷增加。在這樣的情況下，早期建成的高速公路逐漸出現(xiàn)了交通設施設備和路面狀況的不同程度的損害?；诖耍蟛糠脂F(xiàn)有的老舊高速公路已經不能滿足日益增加的交通服務需求。所以，各地的高速公路的部分區(qū)段陸續(xù)進入了大力維修、保養(yǎng)與改擴建時期。高速公路工作區(qū)的出現(xiàn)給所在路段交通流造成了很大壓力，其限速問題一直以來都是社會關注的焦點，傳統(tǒng)的固定限速并不是唯一的解決方法，也不能有效地緩解工作區(qū)高峰時期的擁堵問題。本文

2、以借用對向車道通行的四車道高速公路工作區(qū)為研究對象，提出了針對高速公路工作區(qū)的可變限速模型方案。
　　首先，參考《中華人民共和國交通運輸部公路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程(JTGH30-2015)》，根據(jù)施工方式的不同將四車道高速公路工作區(qū)分為借用對向車道通行的高速公路工作區(qū)，封閉內側車道高速公路工作區(qū)，外向車道封閉養(yǎng)護高速公路工作區(qū)、封閉路肩的高速公路工作區(qū)四類，選取借用對向車道通行的高速公路工作區(qū)為研究對象，通過對交通組成、車速分布及車頭

3、時距三個方面進行分析，總結高速公路工作區(qū)交通特性。車輛在借用對向車道通行的四車道高速公路工作區(qū)通行時，駛入警告區(qū)到駛出終止區(qū)的過程中會經歷減速，強制性合流、交通流的重分布、交通流的穩(wěn)定階段幾個過程;經過對調查數(shù)據(jù)的處理，分析出警告區(qū)和工作區(qū)車道占有率均可擬合為二次拋物線，上游正常路段與和警告區(qū)合流段車頭時距都符合以為負指數(shù)分布，最后對格林希爾茨模型進行擬合，確定了速度-密度，速度-流量模型。
　　在工作區(qū)運用可變限速解決交通擁堵問

4、題，提出了基于費用、時間、安全的可變限速模型，分別構建高速公路工作區(qū)的燃油費用函數(shù)、延誤時間費用函數(shù)和事故費用函數(shù)，考慮駕駛員服從率，道路能見度的相關系數(shù);其中燃油費用考慮車輛在加減速過程中燃油與車速的關系，加入了道路坡度與車輛載重量的參數(shù);時間費用函數(shù)考慮車輛因為道路環(huán)境變化而限速產生的延誤所導致的費用增加;事故費用函數(shù)考慮了道路V/C比與事故的關系，確定事故費用;對廣義費用模型考慮駕駛員服從率和道路能見度的相關系數(shù)，對限速值進行進一

5、步優(yōu)化。
　　最后本文運用VISSIM仿真軟件，搭建了工作區(qū)可變限速仿真平臺，并且結合實際情況對模型中的參數(shù)進行了標定，參數(shù)的標定參考借用對向車道的四車道高速公路工作區(qū)交通特性以及交通調查數(shù)據(jù)。仿真結果表明，在警告區(qū)開始處固定限速與可變限速平均速度相差不大，在緩沖區(qū)開始處，在交通量較大的時候可變限速控制下，車流更加穩(wěn)定，排隊現(xiàn)象很少，而固定限速狀況下在合流處車輛排隊現(xiàn)象嚴重，廣義費用方面，可變限速對比固定限速平均降低了16.47％