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原文传递多车道高速公路运行方式对分流区交通安全影响研究

论文题名：	多车道高速公路运行方式对分流区交通安全影响研究
关键词：	多车道高速公路;分流区;运行方式;交通安全;车道限制;交通冲突
摘要：	我国通道型高速公路多为双向六车道及以上的多车道高速公路，其运行方式较为灵活，可在左侧车道限制货车通行。这种运行方式在降低客货车混合程度的同时，导致货车集中在右侧车道，对换道车辆形成屏障，易产生冲突。在分流区，存在大量强制性换道，货车屏障效应较为明显，研究多车道高速公路运行方式对分流区交通安全的影响，具有重要意义。　　论文界定了运行方式的基本概念，统计车道限制策略下某高速公路的交通量、车头时距和速度，分析交通流特征。基于数据流分析技术，采用在线聚类和离线聚类双层框架，对货车屏障进行识别。　　研究了分流区的几何特征、运行特征和性能指标。明确了分流区和分流影响区的范围，将分流区在长度上划分为预告、准备、实施、恢复四个阶段，分析了分流区宽度对交通运行的影响。根据强制性换道的最低次数及换道性质，划分了分流区的四种基本构型，并由此组合形成3种常见的多重分流区。提出以一定分流数量下，直行最大交通量作为分流区通行能力，并基于间隙-接受理论进行计算。同时以密度作为分流区服务水平判别标准，划分了顺畅、抢道、延误、中断四种分流形态。观测了某高速公路上的分流行为，建立并统计了分流强度、分流长度、分流速度等描述分流难易程度的性能指标。　　从宏观和微观两个层次建立分流区交通流模型。归纳了交通流相变特征，以及交通流的流体力学模型和动力学模型，研究了分流区交通流的动力机制、混沌现象和稳定性。分析了不同运行方式下交通流建模特征。阐述了驾驶行为的动力机制、影响因素和层次结构，把驾驶行为模型分为行为主义、符号主义和联结主式三类模式。以强制性换道作为分流区的主要行为特征，基于有限理性准则和前景理论建立模型，利用元胞自动机对模型进行仿真验证。分析了车道限制策略对小车换道行为的影响。　　采用交通冲突技术对分流区的交通安全进行评价。分析了分流区交通冲突形成机理及特征。综合交通冲突的潜在性、严重性、持续性、动态性和有限性，提出指标需求，建立基于动量的瞬时冲突、累积冲突、平均冲突和统计冲突等四项指标。为校验模型的准确性，制定交通冲突的观测、统计和修正方法。引入换道阶段模型和Newell跟驰模型，计算换道过程中的交通冲突，标定了模型参数。分别基于回归分析、神经网络和分形理论，集成交通冲突和交通稳定性等其他交通安全评价指标。提出不同运行方式下分流区交通冲突仿真方案。　　从运行方式选择、上游限速和长度设置等三方面建立分流区交通安全对策体系。构造了运行方式选择流程，参照Wardorp平衡原理，预测交通流在车道上的分布，标定交通流参数。分别基于效用函数和区间概率，建立运行方式选择的决策模型。考虑到交通运行的不确定性，运用模糊推理，制定分流区上游限速策略。运用回旋曲线拟合车辆换道轨迹，进而采用重复博弈理论建立连续多次换道的轨迹模型，计算分流区合理长度。
作者：	段力
专业：	交通运输工程
导师：	过秀成
授予学位：	博士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文