快速路交织区通行能力研究

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1、博士学位论文快速路交织区通行能力研究RESEARCHONTHECAPACITYOFWEAVINGSECTIONSINURBANEXPRESSWAY徐大伟2007年3月国内图书分类号：U491 国际图书分类号：580工学博士学位论文快速路交织区通行能力研究博士研究生：徐大伟导师：裴玉龙教授申请学位：工学博士学科、专业：道路与铁道工程所在单位：交通科学与工程学院答辩日期：2007年3月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:U491 U.D.C:580DissertationfortheDoctoralDegreeinEng

2、ineeringRESEARCHONTHECAPACITYOF WEAVINGSECTIONSINURBAN EXPRESSWAYCandidate:XuDaweiSupervisor:Prof.PeiYulongAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpeciality:Road&RailwayEngineeringAffiliation:SchoolofTransportationScience&EngineeringDateofDefence:March,2007Degree-Conf

3、erring-Institution:HarbinInstituteofTechnology摘要摘要快速路交织区是城市道路系统的重要组成部分，承担了大量的客、货运输任务。随着我国城市化进程以及快速路建设步伐的加快，对快速路交织区交通流和通行能力进行系统研究显得尤为迫切。本文依托2004年度高等学校博士学科点专项科研基金项目，系统地分析我国快速路交织区的交通运行状况，通过分析影响交织区通行能力的因素，总结出交织区运行分析的方法，并提出我国快速路交织区通行能力的计算方法。这些理论的研究将为快速路交织区的规划、设计、运营管理和控制提供科学的依据，

4、对充分发挥快速路在城市道路系统中的优势和作用，改善城市交通状况具有重要意义。本文利用NC97、气压管和视频等交通流检测设备，进行基础数据的采集，为研究的顺利展开奠定了基础。通过总结国内外交织区类型的划分方法，根据交织车流占用主线车道状况和几何特征，提出了我国快速路交织区的类型划分方法，这为明确论文研究对象，提出研究方法奠定了基础。本文从交织区类型、道路条件和交通状况等方面，分析了快速路交织区运行的影响因素；根据分析采集的基础数据，并利用概率论和数理统计的方法，研究了快速路交织区的宏观交通流和微观交通流特性，包括交通流的短时流率、交通量的时空

5、分布以及速度分布特性等，在此基础上，建立了交织区宏观交通流速度-密度、速度-交通量以及交通量-密度关系模型；通过分析交织区入口、出口各车道的车头时距的分布规律，并利用车头时距分布模型对其进行假设检验，揭示了不同交通量条件下快速路交织区车头时距的分布规律；另外，研究了交织区车辆车道变换过程和可接受间隙，对快速路交织区与其它道路交织区交通流特征进行对比分析，这些研究内容将为交织运行分析和通行能力研究奠定基础。提出了利用交织区加速车道与减速车道长度之和来计算交织区长度的思 路，利用加、减速车道长度的计算方法，计算出快速路交织区长度的最大值、 最小

6、值，并利用调查数据，标定了交织速度、非交织速度模型的参数，对交织 强度参数敏感性进行了分析，为我国快速路交织区运行分析提供了合理的方法。 同时，应用回归分析和参数标定，给出快速路交织区通行能力的建议值。 根据主线车速与合流车速，给出了交织区车辆合流时的有效安全间隙。利-I-哈尔滨工业大学工学博士学位论文用可接受间隙理论和对车道变换过程，结合概率论知识建立快速路交织区通行能力模型。其中，可接受间隙理论用于计算交织区交通流产生的间隙数，通过车道变换过程的分析，建立在交织区车辆变换车道的关系模型。根据交通量，确定交织区内的可接受间隙分布，根据交通

7、量比计算完成车道变换并顺利驶入可接受间隙的概率，据此计算推导出完成车道变换车辆数的分布规律，并由此建立快速路交织区通行能力模型。在进行参数标定的基础上，给出了不同设计速度条件下第一类交织区通行能力建议值，该方法为交织区通行能力研究提供了一种新的思路。利用VISSIM软件进行交织区运行仿真研究，通过搭建模型、规则定义和参数标定，获得交织区速度、流量等参数。通过改变输入参数，得到不同道路、交通条件下的仿真结果，并将其与实际调查数据、HCM方法的计算结果进行对比研究。该方法对交织区运行分析、交织区规划与设计都具有重要意义。通过对服务水平定义分析，

8、针对交织区交通流特征，考虑交织交通量、设计速度对服务水平的影响，提出相对密度的概念，并推导出相对密度的计算公式，利用相对密度和交织比参数作为服务水平评价指标。最后，讨论了通行能力