面向交通流稳定性的高速公路典型养护作业区限速调控方案研究

发布时间：2020-05-13 02:51

【摘要】：高速公路历经30余年建设发展,运营总里程数逐年增加,同时伴随着已建道路路基、路面、建筑物不同程度的损坏,给高速公路交通运输带来了严重的安全隐患。目前养护管理是排除高速公路安全隐患的重要手段,而在进行养护管理时会形成不同形式的养护作业区,对于存在车道封闭的养护作业区,因道路容量的减少致使车辆行驶存在大量安全隐患,因此加强高速公路养护作业区内车辆行驶的安全性迫在眉睫。在交通运输需求不断增大情形下,为有效加强养护作业区交通流稳定性,保证养护作业区行车安全,本文将养护作业区作为研究对象,开展如下研究:(1)实际调查4个封闭车道施工养护作业区交通流数据,分析了交通量、交通组成、车速分布三方面交通流特性,为限速调控方案限速值以及VISSIM仿真模型中期望车速、限速遵守率等参数设置提供依据。(2)将信息熵作为交通流稳定性度量指标,利用基于直方图条件熵的信息增益原理以及服从统计分布规律的定量化综合指标判断标准制定了车速频数分布直方图最优分组数确定方法,解决了信息熵定量不确定性问题,便于比较作业区内各区段交通流稳定性。通过分析典型养护作业区交通流规律,发现作业区内交通流稳定性基本呈现:下游基本路段工作区警告段上游过渡段;而对于作业区之间,警告段位于连续弯坡路段作业区相比位于连续直坡路段交通流更容易处于紊乱状态,警告段位于连续上坡路段作业区相比位于连续下坡路段交通流更为紊乱。(3)采用汽车动力学原理,分析不同道路线形条件下汽车制动行驶受力形态。并基于能量守恒提出了一、二、三级限速调控方法,建立了限速标志设置位置模型。针对研究对象设计了典型养护作业区警告段内各级限速调控方案,确定其限速标志具体安设位置。(4)对阶梯限速调控方案建立VISSIM微观仿真模型,分析得到各典型作业区在实测交通流下,采用二级限速调控设计方案改善作业区交通流稳定性效果最佳。基于仿真方法,考虑交通量、交通组成、工作区长度和限速遵守率得到了警告段位于各典型路段下最佳限速方案的确定方法。
【图文】：

考虑到摄像机设备不充裕且缓冲区、下游过渡区、终止区布设长度过短，本试验配备 4 台摄像机分别放置于养护作业区安全性较差且重点研究的区段断面。如图 2.1 所示，摄像机 A 放置于距上游过渡区始端 100m 处，摄像机 B 放置于上游过渡区中点位置附近，摄像机 C 放置于工作区中点位置附近，摄像机 D放置于距终止区终端后方 50m 处。此外，防止摄像机被驾驶员误认为超速抓拍设备从而导致统计车速失真，对摄像机采取了相应简单的遮盖措施。由于云梧高速公路临时养护施工时间较短客观因素的存在，故各区段断面摄像机拍摄时间为 1h。

图 2-1 养护作业区数据采集点布设位置本课题着重研究云梧高速公路不同道路线形养护作业区各区段交通流稳定性，由于车辆驶过警告段时通常按限速标志进行减速制动，，并且车辆在上游过渡段有汇入合流现象，容易产生交通流紊乱。考虑到养护作业控制区限速调控过程应在警告段内完成，且不同警告段道路线形情形下不同限速调控措施影响车辆经过警告段车速稳定性同时间接影响车辆汇入上游过渡段安全性。故典型调查地点选取常规警告段位于云梧高速连续下坡弯道路段（K235+252～K236+752）、连续上坡弯道路段（K70+485～K71+985）、连续上坡直道路段（K240+642～K242+142）及连续下坡直道路段（K125+80～K126+580）四处养护作业区进行交通流数据调查，为后续典型养护作业区交通流稳定性分析提供数据依据。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U418;U491

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本文编号：2661256