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原文传递高速公路互通立交净距计算及净距路段车道线设置研究

论文题名：	高速公路互通立交净距计算及净距路段车道线设置研究
关键词：	高速公路;互通立交;换道行为;车道线设置;VISSIM仿真
摘要：	靠近城市的互通立交密度越来越大，间距越来越小，需要对净距进行控制。若相邻互通净距设置过小则容易导致路段拥堵和交通事故频发，净距过大则不便于车辆转换。考虑过去研究中的不足，本文在前人研究的高速公路互通最小净距计算模型的基础上，充分考虑驾驶人换道行为，对净距计算模型进一步完善。同时，考虑以净距为控制的路段往往具有交通量大，车道数多，车流交织程度高等特点，车辆行驶环境相比满足最小间距要求的互通路段更为复杂，本文结合前述净距计算改善模型，提出相邻互通立交净距段减少交织流的交通组织方法，以改善净距路段行驶环境，提高净距路段的通行效率及安全水平。主要研究成果如下：　　基于高速公路互通立交净距定义，选取并分析了影响高速公路互通式立交净距确定的因素，包括交通流状态、交通标志设置、驾驶人换道行为以及分合流车辆行驶特性等。　　根据驾驶人换道行为特性、道路交通条件以及交通标志设置情况，考虑车辆驶出主线最不利方式，确定了相邻互通式立交最小净距组成。基于交通流理论，充分考虑驾驶人换道行为等影响因素，建立了高速公路互通式立交最小净距计算模型，并分别计算出不同设计速度、车道数下的互通立交极限、理想和保守净距值。其中，120km/h设计速度单向四车道下，互通极限净距值为1600m、理想净距值为2000m、保守净距值为2900m。　　选取冲突率为安全评价指标，通过VISSIM软件仿真了净距长度差异的路段，并采用聚类分析及模糊评价方法对结果进行了安全水平分析。结果表明，120km/h设计速度单向四车道下，1600m的互通极限净距段、2000m的理想净距段、2900m的保守净距段以及《立交设计细则》规定的1200m最小净距段的安全水平分别为临界安全、较安全、安全和危险，验证了互通最小净距计算模型较为可靠。　　在互通立交最小净距计算模型的基础上，考虑驾驶人行为特性和车辆驶出主线互通最不利情况，确定了净距路段的车道线设置空间位置及形式，并构建了车道标线虚线段、虚实渐变段、实线段及渐变距离计算模型。计算得到120km/h、100km/h、80km/h设计速度下，车道分隔线渐变段长度分别为500m、400m、300m，渐变段数分别为10段、8段、6段，相邻段相邻车道标线间隔变化分别为80cm、100cm、120cm。　　从通行效率和交通安全两个方面，选取断面平均速度和冲突数为评价指标，运用VISSIM软件，仿真了有无特殊设置车道线的净距路段，利用交通冲突轨迹图，分别比较分析了120km/h设计速度、单向4车道极限净距长度和不同交织流量比下，净距路段的交通安全和通行效率。结果显示，设置车道分隔线有利于约束车辆的换道行为、减少净距路段的交织程度、改善路段安全水平以及帮助车辆通行、提高净距计算模型的适应性。当设计速度为120km/h，且交织流量比大于0.30时，为避免净距路段最外侧车道交通量超出其承受范围，建议同时设置辅助车道以缓解最外侧车道交通量承载压力。
作者：	李琪霖
专业：	道路与铁道工程
导师：	王红
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2022