快速路設(shè)置收費(fèi)車道對(duì)路段通行能力的影響研究.pdf

1、為了緩解交通擁堵，滿足出行者對(duì)出行時(shí)間的不同需求，進(jìn)一步提高城市快速路的通行效率，本文提出了在城市快速路設(shè)置收費(fèi)車道的交通管理模式。所謂的收費(fèi)車道是指城市快速路上提供公共交通服務(wù)的車輛免費(fèi)通行，而私人出行方式的車輛則需要繳納一定的費(fèi)用才能使用的一條專用車道。公共交通類的車輛包括了常規(guī)公交車、長途客車、公司通勤大客車、救護(hù)車以及特殊的應(yīng)急車輛等具有公共服務(wù)功能的車輛，不包含出租車等小型車輛。單獨(dú)設(shè)置的收費(fèi)車道不僅以專用道的形式可以滿足公交

2、優(yōu)先的需求，還允許私家車通過繳納一定的費(fèi)用來使用此專用車道，以充分利用此車道的剩余通行能力。交通管理者則可以通過設(shè)置不同的收費(fèi)費(fèi)率調(diào)整進(jìn)入收費(fèi)車道的私家車交通流量，以保證收費(fèi)車道具有較高的服務(wù)水平。在某種程度上，設(shè)置收費(fèi)車道的交通管理方式不僅兼具擁堵收費(fèi)和公交專用道的優(yōu)點(diǎn)，還可以避免設(shè)置公交專用道時(shí)可能出現(xiàn)的車道利用率不充分以及實(shí)施擁擠收費(fèi)時(shí)會(huì)出現(xiàn)的社會(huì)公平性問題。
　　論文依托國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)課題(2012CB

3、725402)，以及江蘇省普通高校研究生科研創(chuàng)新計(jì)劃課題(CXZZ13_0121)，采用我國快速路實(shí)際交通流數(shù)據(jù)，從機(jī)理分析、理論研究、案例應(yīng)用三個(gè)層面出發(fā)，探索研究了快速路設(shè)置收費(fèi)車道后路段通行能力的變化情況。論文首先設(shè)計(jì)了一種新的交通流數(shù)據(jù)采集方法，分析了我國快速路交通流的自有特性，構(gòu)建了符合我國快速路混合交通流特性的車輛跟馳與換道模型?；诮煌骰緢D模型，從理論上分析了設(shè)置收費(fèi)車道對(duì)快速路路段通行能力的影響。以此為基礎(chǔ)，結(jié)合元胞

4、自動(dòng)機(jī)基本模型以及本文構(gòu)建的車輛跟馳、換道模型，建立了一個(gè)快速路交通流仿真系統(tǒng)，作為研究快速路通行能力變化機(jī)理的工具。最后，選擇了一條快速路作為實(shí)際案例，研究快速路收費(fèi)車道設(shè)置對(duì)路段通行能力的影響情況。論文進(jìn)行的主要研究內(nèi)容如下:
　　首先，分析對(duì)比了現(xiàn)有主流交通流數(shù)據(jù)采集方法的適應(yīng)性，選擇路側(cè)激光與微波雷達(dá)檢測器相互結(jié)合的方式作為獲取快速路交通流數(shù)據(jù)的采集方法。根據(jù)不同檢測器的設(shè)置要求，確定了交通流數(shù)據(jù)采集的時(shí)間和地點(diǎn)。根據(jù)調(diào)查

5、數(shù)據(jù)的自身特性，分別基于車輛分型數(shù)據(jù)、流量波動(dòng)數(shù)據(jù)以及速度波動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)清洗。以此為基礎(chǔ)，分別從交通流量、速度、密度的車道分布差異性對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，研究了我國快速路駕駛員的車道選擇偏好性，以及不同車道上不同車型車速的分布差異性對(duì)快速路通行能力的影響。
　　其次，通過對(duì)現(xiàn)有車輛跟馳模型研究成果的分析對(duì)比，基于我國道路交通流特性，綜合考慮不同類型車輛的跟馳行為，車輛自身加減速性能限制條件，以及不同類型跟馳行為的車頭間

6、距關(guān)系，構(gòu)建了一個(gè)新的車輛跟馳模型。通過對(duì)獲取的快速路車輛跟馳數(shù)據(jù)的分析，選擇非線性最小二乘回歸分析方法對(duì)本文提出的跟馳模型進(jìn)行參數(shù)擬合。以此為基礎(chǔ)，利用實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)，將本文模型與Edie跟馳模型以及Gazis跟馳模型進(jìn)行了對(duì)比分析。
　　第三，通過對(duì)快速路車輛換道特性的分析，基于效用函數(shù)模型框架，構(gòu)建了一個(gè)新的快速路車輛換道模型。模型通過不同效用函數(shù)的解釋變量，分析了駕駛員面對(duì)不同交通流狀況的換道偏好性。利用實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)，使用最

7、大似然方程對(duì)換道模型進(jìn)行了標(biāo)定。借助ROC曲線，對(duì)比了本文模型與Choudhury模型在分析我國快速路車輛換道行為時(shí)的有效性。
　　第四，基于交通流基本圖模型，從理論上研究了混合交通流對(duì)路段通行能力的影響情況。借助移動(dòng)瓶頸理論，分析了收費(fèi)車道的交通流特性以及收費(fèi)車道設(shè)置后對(duì)路段其他車道通行能力的影響情況，確定了收費(fèi)車道的交通運(yùn)行條件，從理論上分析了設(shè)置收費(fèi)車道對(duì)提高快速路通行能力的作用。
　　第五，基于元胞自動(dòng)機(jī)模型，結(jié)合本

8、文構(gòu)建的車輛跟馳模型、換道模型，建立了一個(gè)完整的城市快速路交通流仿真體系。本文建立的模型不僅可以從理論上分析快速路交通流狀態(tài)的微觀變化規(guī)律，還能夠很好的描述實(shí)際道路交通流的宏觀特性，研究導(dǎo)致快速路路段通行能力出現(xiàn)折損的關(guān)鍵原因。
　　最后，以龍?bào)绰窞槔?，基于本文?gòu)建的交通流仿真模型，以實(shí)際案例的形式研究了設(shè)置收費(fèi)車道前后路段通行能力的變化情況。
　　作為一種新興的交通管理與控制技術(shù)，收費(fèi)車道在美國不僅取得了很多成功的工程應(yīng)用