快速路入口匝道合流區(qū)的瓶頸形成機理與特性研究.pdf

1、近年來隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，小汽車出行比重不斷攀升，而交通基礎(chǔ)設(shè)施的供給相對滯后，供需矛盾持續(xù)擴大，由此引發(fā)城市交通擁堵問題日益嚴(yán)重，交通擁堵問題已成為世界各大城市亟待解決的熱點問題。城市快速路是城市道路網(wǎng)的主骨架，是城市交通的主動脈，但是近年來交通擁堵問題日益突出，嚴(yán)重影響了快速路交通效率的發(fā)揮。論文以城市快速路系統(tǒng)交通擁堵的主要起因——匝道合流區(qū)瓶頸為研究對象，利用廣州市快速路系統(tǒng)的交通調(diào)查數(shù)據(jù)，深入研究了快速路匝道合流區(qū)瓶頸

2、擁堵的產(chǎn)生、擴散和消散過程中的交通流特性及其內(nèi)在機理，具體研究工作及結(jié)論如下:
　　首先，基于大量的交通實測數(shù)據(jù)，研究了快速路匝道合流區(qū)在擁堵產(chǎn)生、擴散和消散全過程的交通流時變特性，即快速路交通流參數(shù):流量、速度和密度隨時間的變化特性，以及交通流參數(shù)相互關(guān)系特性，從中總結(jié)出了快速路擁堵過程中交通流變化的一般規(guī)律;并基于交通流特性分析提出了快速路交通流狀態(tài)轉(zhuǎn)換時刻的確定方法，可以應(yīng)用于快速路瓶頸擁堵發(fā)生和消散的檢測。
　　其次

3、，立足于快速路匝道合流區(qū)內(nèi)部的交通運行環(huán)境，通過大量的微觀觀測數(shù)據(jù)，研究了合流區(qū)內(nèi)的車輛運行特征，包括:主線車流速度、加速車道速、匯入間隙及其與速度的關(guān)系、合流點分布、主線外側(cè)車道車頭時距分布等，總結(jié)出了合流區(qū)內(nèi)的交通運行一般規(guī)律，并基于此提出了合流區(qū)加速車道匝道車輛匯入模型和行駛距離模型，使主線流量和合流點分布兩個變量之間建立起了聯(lián)系;并從速度和流量兩個方面對合流區(qū)的擁堵特性進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析，回歸建立了導(dǎo)致合流區(qū)擁堵發(fā)生的臨界主線、匝道

4、流量曲線，為理論建模做好準(zhǔn)備。
　　最后，從定性和定量兩個方面深入研究了快速路匝道合流區(qū)的擁堵發(fā)生和擴散機理。定性方面，認(rèn)為匝道車輛的換道和換道對主線后續(xù)車流的減速影響是擁堵發(fā)生的根本原因，并利用跟馳理論和交通波理論分析了減速擾動在處于跟馳狀態(tài)下的車隊中的傳播方式和過程，得出合流區(qū)通行能力降低的一般規(guī)律;定量方面，以跟馳理論和交通波理論為基礎(chǔ)，假設(shè)加、減速波速恒定相等的前提下，建立了匝道車輛以較低速度匯入主線車道后造成的速度擾動傳

5、播模型，制定了傳播過程中交通流發(fā)生擁堵的條件，從而算出在一定的主線流量水平下，交通流保持穩(wěn)定的最大可接受匝道匯入流量，由此繪制出導(dǎo)致?lián)矶掳l(fā)生的匝道—主線臨界流量曲線，發(fā)現(xiàn)曲線方程為二次函數(shù)，與實際觀測結(jié)果吻合。
　　通過本文研究，深入理解了快速路匝道合流區(qū)瓶頸的交通運行特性和交通流特性并總結(jié)出一般性規(guī)律，構(gòu)建了一個可以準(zhǔn)確描述快速路合流區(qū)匯入車輛擾動傳播及擁堵的模型，使擁堵發(fā)生和主線、匝道流量之間建立起了直接聯(lián)系，為緩解城市快速路