基于变异型集散道模型的高速公路互通式立交最小间距研究

发布时间：2020-04-22 16:06

【摘要】：近些年,我国经济发展迅速,小客车数量剧增,对道路的需求越来越高。随着高速公路网的不断扩大和完善,互通式立交的设置愈来愈频繁,导致相邻立交的间距越来越近。间距过近,不易满足车辆的运行需求,从而引发一系列问题。为了提高互通式立交路段的通行能力,保证车辆在其上的行驶安全,本文力图从一种新的角度研究相邻互通式立交的最小间距。首先,阐述了影响相邻互通式立交间距的主要因素,并根据间距的不同提出了复合式互通式立交的三种连接方式:辅助车道、集散道以及匝道连接方式,同时论述了每种方式的优缺点。基于现有连接方式的不足,提出了变异型集散道模型的新型连接方式,该模型通过车道交通组织技术消除了交织,使其能够更好的适用于相邻互通式立交间距更小的情况。其次,对于提出的变异型集散道模型,对其进行了四项技术指标的研究和探讨:根据车辆在高速公路出口匝道的运行规律,结合动力学理论,计算得到高速公路不同主线设计速度和匝道设计速度下单车道减速车道总长度建议值;将连接匝道长度分为减速车道长度、运行速度过渡段长度和匝道合流渐变段长度,从而求得连接匝道的最小长度;基于驾驶员对标志的读取要求,计算得到主线同侧连续分流之间的最小间距;从设计、地形以及各自特征的角度对连接匝道与入口匝道之间的上跨与下穿问题分别进行了探讨,以期得到最佳选择。最后,变异型集散道模型有一项重要的技术参数,即非交织区长度,它的确定可以为相邻互通式立交的小间距提供一种新的方案。因非交织区域内不存在交织行为,所以本文基于驾驶员对标志的识别过程以及车道变换理论,对非交织区的最小长度进行计算。同时,运用VISSIM交通仿真软件并对根据交通流理论求得的非交织区长度进行仿真验算。仿真结果表明,本文通过交通流理论求得的非交织区最小长度可以很好地满足车辆在其上的行驶要求,通行效率高,验证了非交织区计算模型的可靠性。最后介绍了德国1号高速公路上采用变异型集散道模型的复合式互通式立交,从而保证了模型的实践可行性。
【图文】：

图 2.1 辅助车道连接的复合式互通式立交相邻两座互通式立交之间的距离一方面要满足驾驶员对交通标志的准确判别并采取行动的距离要求，，另一方面也要满足车辆从最内侧变换到最外侧车道的换道距离要求。若立交间距不能满足这两点要求，则需要将两个变速车道的首尾相接形成辅助车道。另外，若间距过小而不设置辅助车道连接而成的复合式互通式立交时，由于前一座互通式立交的出口距离至下一座立交的入口较近，拟转向出入口的交通流会对直行交通流产生干扰，降低了路段的通行能力。

图 2.1 辅助车道连接的复合式互通式立交相邻两座互通式立交之间的距离一方面要满足驾驶员对交通标志的准确判别并采取行动的距离要求，另一方面也要满足车辆从最内侧变换到最外侧车道的换道距离要求。若立交间距不能满足这两点要求，则需要将两个变速车道的首尾相接形成辅助车道。另外，若间距过小而不设置辅助车道连接而成的复合式互通式立交时，由于前一座互通式立交的出口距离至下一座立交的入口较近，拟转向出入口的交通流会对直行交通流产生干扰，降低了路段的通行能力。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U412.352.1

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本文编号：2636685