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原文传递高速公路工作区可变限速建模研究

论文题名：	高速公路工作区可变限速建模研究
关键词：	高速公路工作区;可变限速;广义费用;交通特性;车速分布
摘要：	社会不断发展前进的同时，机动车保有量也不断增加。在这样的情况下，早期建成的高速公路逐渐出现了交通设施设备和路面状况的不同程度的损害。基于此，大部分现有的老旧高速公路已经不能满足日益增加的交通服务需求。所以，各地的高速公路的部分区段陆续进入了大力维修、保养与改扩建时期。高速公路工作区的出现给所在路段交通流造成了很大压力，其限速问题一直以来都是社会关注的焦点，传统的固定限速并不是唯一的解决方法，也不能有效地缓解工作区高峰时期的拥堵问题。本文以借用对向车道通行的四车道高速公路工作区为研究对象，提出了针对高速公路工作区的可变限速模型方案。　　首先，参考《中华人民共和国交通运输部公路养护安全作业规程(JTGH30-2015)》，根据施工方式的不同将四车道高速公路工作区分为借用对向车道通行的高速公路工作区，封闭内侧车道高速公路工作区，外向车道封闭养护高速公路工作区、封闭路肩的高速公路工作区四类，选取借用对向车道通行的高速公路工作区为研究对象，通过对交通组成、车速分布及车头时距三个方面进行分析，总结高速公路工作区交通特性。车辆在借用对向车道通行的四车道高速公路工作区通行时，驶入警告区到驶出终止区的过程中会经历减速，强制性合流、交通流的重分布、交通流的稳定阶段几个过程;经过对调查数据的处理，分析出警告区和工作区车道占有率均可拟合为二次抛物线，上游正常路段与和警告区合流段车头时距都符合以为负指数分布，最后对格林希尔茨模型进行拟合，确定了速度-密度，速度-流量模型。　　在工作区运用可变限速解决交通拥堵问题，提出了基于费用、时间、安全的可变限速模型，分别构建高速公路工作区的燃油费用函数、延误时间费用函数和事故费用函数，考虑驾驶员服从率，道路能见度的相关系数;其中燃油费用考虑车辆在加减速过程中燃油与车速的关系，加入了道路坡度与车辆载重量的参数;时间费用函数考虑车辆因为道路环境变化而限速产生的延误所导致的费用增加;事故费用函数考虑了道路V/C比与事故的关系，确定事故费用;对广义费用模型考虑驾驶员服从率和道路能见度的相关系数，对限速值进行进一步优化。　　最后本文运用VISSIM仿真软件，搭建了工作区可变限速仿真平台，并且结合实际情况对模型中的参数进行了标定，参数的标定参考借用对向车道的四车道高速公路工作区交通特性以及交通调查数据。仿真结果表明，在警告区开始处固定限速与可变限速平均速度相差不大，在缓冲区开始处，在交通量较大的时候可变限速控制下，车流更加稳定，排队现象很少，而固定限速状况下在合流处车辆排队现象严重，广义费用方面，可变限速对比固定限速平均降低了16.47％，所以本文所研究的可变限速策略对于降低工作区的广义费用，提高运行效率和安全性是行之有效的。
作者：	何柳云
专业：	交通运输规划与管理；交通运输系统规划与设计
导师：	向红艳
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文