車道變換行為特性及其對道路服務(wù)水平影響的研究.pdf

1、車道變換行為及相關(guān)應(yīng)用研究的必要性體現(xiàn)在兩方面：理論研究方面，車道變換行為對道路通行能力、交通流參數(shù)、道路服務(wù)水平、交通運(yùn)行安全的影響等方面研究的薄弱嚴(yán)重影響了交通流理論和交通沖突理論的進(jìn)一步發(fā)展；實(shí)際應(yīng)用方面，隨著我國交通建設(shè)步伐的加快及對交通管理水平要求的不斷提高，開展車道變換行為管理手段和應(yīng)對措施的研究顯得尤為迫切。論文依托2006年度國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目，將車道變換行為作為研究對象，進(jìn)行了車道變換行為特性及其對道路服務(wù)水平影

2、響的研究。
　　設(shè)計(jì)了定點(diǎn)觀測和跟車觀測的調(diào)查方案，獲取了哈爾濱、沈陽、大連、青島、濟(jì)南、南京、上海、蘇州、深圳、廣州、北京、西安等城市典型地點(diǎn)的車道變換行為特性數(shù)據(jù)。按照方向、軌跡、進(jìn)程、意圖對車道變換行為進(jìn)行了分類，進(jìn)行了車道變換行為的意圖產(chǎn)生、間隙選擇、執(zhí)行等階段的數(shù)學(xué)描述。
　　構(gòu)建了基于緩和曲線段、圓弧段、直線段等幾何線形的車道變換行為運(yùn)行軌跡，借助理論推導(dǎo)和數(shù)據(jù)標(biāo)定兩種手段，給出了關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算方法。根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)，

3、統(tǒng)計(jì)分析了在運(yùn)行速度、車輛類型、操作行為等因素影響下的車道變換行為持續(xù)時(shí)間，據(jù)此進(jìn)行了車道變換行為的標(biāo)準(zhǔn)化，提出了車道變換行為發(fā)生率的概念和計(jì)算方法，給出了車道變換行為發(fā)生率的時(shí)空分布特征。
　　采用Greenshields模型法和HCM方法計(jì)算了理論道路通行能力，從道路空間的使用率角度出發(fā)，構(gòu)建了主觀意愿式和客觀被動(dòng)式車道變換行為對道路通行能力影響的模型，推導(dǎo)了兩車道和三車道的主觀意愿式車道變換行為對道路通行能力影響的系數(shù)，引入

4、駕駛員感受指標(biāo)，獲得了的車道變換行為與交通流速度的關(guān)系，進(jìn)而修正了道路服務(wù)水平分級的速度域值。
　　通過整理、分析現(xiàn)場觀測交通流數(shù)據(jù)中存在的規(guī)律，揭示了在一定交通環(huán)境下，車輛運(yùn)行速度和車道變換行為發(fā)生率之間存在的對應(yīng)關(guān)系(常量)，并給出了推薦值。根據(jù)回歸分析得到的車道變換行為發(fā)生率和交通量的關(guān)系式，聯(lián)立經(jīng)典交通流理論中關(guān)于車速和交通量的關(guān)系式，得到了車道變換行為發(fā)生率和速度的關(guān)系，并進(jìn)行了相關(guān)參數(shù)的標(biāo)定?；谲嚨雷儞Q行為對車頭時(shí)距

5、影響的數(shù)學(xué)描述，理論分析了車道變換行為對原始車道和目標(biāo)車道車頭時(shí)距的影響，并給出了相應(yīng)的計(jì)算模型，修正了道路服務(wù)水平分級的密度域值。
　　在交通事故成因分析的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析了違章會(huì)車和不按照規(guī)定讓行等行為造成事故的成因。研究了車道變換行為的碰撞形式，以車道變換行為的運(yùn)行軌跡為基礎(chǔ)，考慮了碰撞過程中車輛幾何尺寸對碰撞的影響，構(gòu)建了碰撞事件判別方程和安全距離的計(jì)算函數(shù)。在車頭時(shí)距特征分析的基礎(chǔ)上，提出了車道變換行為對交通運(yùn)行安全性的

6、評價(jià)函數(shù)，借助交通沖突理論，驗(yàn)證了所構(gòu)建車道變換行為安全評價(jià)指標(biāo)的可信度。
　　制定了“現(xiàn)象分析、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、特性分析、理論推導(dǎo)、結(jié)論驗(yàn)證、指導(dǎo)應(yīng)用”為主的技術(shù)路線。首先，設(shè)計(jì)車道變換行為數(shù)據(jù)的采集與處理方案，獲取所需的具有代表性的車道變換行為數(shù)據(jù)。其次，開發(fā)相關(guān)的數(shù)據(jù)處理軟件，提取其中的交通流(三參數(shù))、車道變換行為發(fā)生率、車道變換行為運(yùn)行軌跡、持續(xù)運(yùn)行時(shí)間等數(shù)據(jù)，進(jìn)行車道變換行為進(jìn)程特征分析。然后，依據(jù)上述數(shù)據(jù)開展車道

7、變換行為對道路通行能力、交通流參數(shù)、交通運(yùn)行安全、道路服務(wù)水平影響的研究。
　　論文的創(chuàng)新點(diǎn)集中體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：車道變換行為的分類、車道變換行為對道路通行能力的影響、考慮車道變換影響駕駛員感知的道路服務(wù)水平評價(jià)指標(biāo)體系、不良車道變換行為的處罰依據(jù)。這些方面的研究，為進(jìn)一步開展相關(guān)理論和應(yīng)用的研究奠定了基礎(chǔ)。
　　論文著眼于在交通運(yùn)行過程中普遍存在且頻繁發(fā)生的車道變換行為，探討車道變化行為特性及其對道路服務(wù)水平的影響，具有