入匝道系統(tǒng)交通排放特征及其管控策略研究.pdf

1、經(jīng)濟的快速發(fā)展導致城市機動車擁有量的劇增，引發(fā)世界性的交通擁堵及尾氣污染問題。交叉口、入匝道等交通瓶頸是城市交通擁堵的咽喉地帶，同時也是尾氣排放污染嚴重區(qū)域，對其交通尾氣排放的控制策略研究有利于城市環(huán)境的改善。以此為出發(fā)點，本文選取典型的入匝道高速公路系統(tǒng)進行研究，由于入匝道車輛對主路車輛的干擾，經(jīng)常導致長時間長距離的交通擁堵，產生大量尾氣排放，而且車輛時走時停、頻繁的啟動制動和加減速，進一步加劇尾氣排放物在此處的堆積，嚴重影響了環(huán)境質

2、量?？梢娊煌鬟\行狀態(tài)和交通流量是對污染物濃度影響最大的兩個因素，其進行有效的管理控制是緩解交通擁堵，減少道路尾氣排放污染的關鍵。
　　基于此本文選取帶有入口匝道的單車道高速公路系統(tǒng)作為研究對象，根據(jù)交通流模型和尾氣排放模型相結合的思想已完成的主要工作有：
　　第一，采用經(jīng)典元胞自動機模型(NaSch模型)對入匝道系統(tǒng)的交通特性和復雜的交通行為進行仿真模擬；根據(jù)交通模型和尾氣排放模型相結合的思想建立基于交通流特征的尾氣排放模

3、型，并從基本圖和時空圖兩個方面分別對CO排放規(guī)律進行分析，進而研究尾氣排放與交通流狀態(tài)之間的關系。結果發(fā)現(xiàn)，交通流狀態(tài)為自由流時，CO排放量較低；交通密度較大的擁堵區(qū)域，CO排放量相應較大；與交通流量變化趨勢相似，在臨界密度點達到最大值，說明CO排放在車輛怠速行駛時排放量較大，應采取有效的控制策略避免匝道與主路車輛的影響，緩解交通擁堵已達到減少CO尾氣排放的目的。
　　第二，確定交通流狀態(tài)與CO尾氣排放的相關關系后，從提高道路系統(tǒng)

4、通行能力、增大平均車速及減少延誤時間等改善交通流的直接影響因素入手，有針對性地提出交通管理和控制策略，由改善交通流運行狀態(tài)反饋到車輛對CO的尾氣排放上，最終通過控制實施前后以及各種控制策略之間的對比分析，根據(jù)CO排放的減少量評價各種管理控制策略的有效性，真正達到減少道路上車輛尾氣排放、改善城市交通環(huán)境的效果。本文采用主路限速、主路信號控制、匝道信號控制等控制措施對CO排放的影響進行了分析，結果表明：①主路限速可減少由于車速劇烈的波動造成

5、的擁堵和尾氣排放，動態(tài)可變限速控制對交通擁堵的緩解和CO排放的減少比固定限速控制更加有效；②信號燈控制可以控制車輛規(guī)律的通過道路系統(tǒng)，并能保證較高的交通流量，主路信號控制較匝道信號控制更加合理；③各種單一控制措施相比各有優(yōu)劣；采用聯(lián)合控制，可以優(yōu)勢互補，達到最理想的控制效果。
　　第三，由于入匝道系統(tǒng)交通流行為的復雜性，在入匝道或主路采用單一控制方法不能完全判定某種策略的優(yōu)劣，將主路和入口匝道綜合考慮采用相應的策略協(xié)調控制分析對尾