八车道高速公路互通立交减速车道合理长度研究

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1、八车道高速公路互通立交减速车道合理长度研究八车道高速公路出口匝道减速车道合理长度研究许秀（21109150）卢力（07109118）俞睿颖（21109102）曹屹（21010225）（东南大学交通学院，南京211091）【摘要】：互通立交减速车道作为高速公路主线与匝道连接的必要路段，起着变速缓冲、临时过渡、安全观察的作用。随着高速公路交通量的猛增，互通立交减速车道逐渐成为高速公路运输中的瓶颈地带，减速车道的长度直接影响到高速公路的运行效率及安全水平。若减速车道设置过短，会导致出口匝道处车辆分流困难，匝道出现交通阻塞，形成排队影响主线交

2、通运行效率及交通安全。若减速车道设置过长，则会造成不必要的土地资源浪费，经济性降低。为确定八车道高速公路互通立交减速车道的合理长度，论文首先对高速公路出口匝道进行类型划分，按照减速车道类型和匝道主体段车道数将出口匝道连接处及匝道主体段分为四种类型，从车流运行的轨迹将匝道连接处分为了换道进入、直接进入和选择性进入三类。最后根据我国国内高速公路的实际情况，选择了两种较为普遍的减速车道——直接是减速车道和平行式减速车道进行分析研究。其次，论文在总结国内外对匝道连接处通行能力研究方法和结论的基础上，借鉴元胞自动机模型模拟车辆离散特性的优点，结

3、合国内采用分车道分车型的主线运行管理方式，建立了出口匝道连接处的元胞自动机模型，规定了主线各车道运行规则、车辆进出规则、车辆换车道规则等，应用MicrosoftVisualC++2010编程实现运行模拟，设定不同减速车道长度，研究直接式减速车道和平行式减速车道两类匝道连接处的运行特性，分析了减速车道长度对两类匝道连接处的通行能力的影响。特定的驶出条件和慢车比例下，同样长度的减速车道区段，平行式比直接式增加800-1000辆/h通行能力，匝道连接处通行能力随减速车道长度增加而呈现先增加后降低的趋势，通行能力最大的区段可以决定最优的减速车

4、道长度。最后，论文综合考虑匝道主体段以及匝道连接处的通行效率和安全性条件，确定出合理的减速车道长度。【关键词】：高速公路通行能力出口匝道连接处元胞自动机减速车道长度56八车道高速公路互通立交减速车道合理长度研究目录一、研究的背景与意义4二、主要研究内容5（一）高速公路出口匝道类型划分5（二）互通立交减速车道车辆换车道调查研究5（三）出口匝道通行效率研究5（四）基于仿真的减速车道合理长度的研究5三、高速公路出口匝道类型划分6（一）高速公路出口匝道分流区分类6（二）基于车流轨迹的出口匝道分流区类型划分7四、减速车道车辆换车道的研究9（一）

5、元胞自动机基本原理9（二）元胞自动机在交通领域中的应用10（三）仿真图形描述11（四）运行规则12（五）仿真过程14五、仿真结果分析15（一）直接式减速车道仿真结果分析15§1.各路段通行能力分析15§2.减速车道长度对D路段通行效率的影响16（二）平行式减速车道仿真结果分析17§1.各路段通行能力分析17§2.减速车道长度对D路段通行效率的影响19六、减速车道合理长度的确定20（一）安全角度减速车道合理长度的确定20（二）基于运行效率最优的减速车道合理长度的研究21§1.直接式减速车道21§2.平行式减速车道22§3.综合效率与安全

6、的减速车道合理长度确定23七、结语24（一）研究结论24（二）研究过程中的创新2456八车道高速公路互通立交减速车道合理长度研究（三）展望24参考文献27附录2856八车道高速公路互通立交减速车道合理长度研究一、研究的背景与意义高速公路出口匝道减速车道作为高速公路主线与匝道连接的必要路段，起着变速缓冲、临时过渡、安全观察的作用。随着高速公路交通量的猛增，减速车道逐渐成为高速公路运输中的瓶颈地带，减速车道的长度直接影响到高速公路的运行效率及安全水平。若减速车道设置过短，会导致出口匝道处车辆分流困难，匝道出现交通阻塞，形成排队影响主线交通

7、运行效率及交通安全。若减速车道设置过长，则会造成不必要的土地资源浪费，经济性降低。因此，减速车道合理长度的研究有着其现实意义。随着高速公路交通量的增加，我国大部分高速公路由四车道扩建为八车道。一方面，车道数及交通量的增加打破了原有高速公路中四六车道的运行秩序，在出口匝道分流区车辆换车道频率增加，运行特征变化显著，对减速车道的设置也提出了相应的要求。另一方面，八车道高速公路多采用分车道运行，内侧车道为小客车，外侧车道为大货车，不仅导致车辆分流困难，也使得主线不同车道运行车速产生很大的差异，我国现有规范《公路路线设计规范》（JTGD20-

8、2006）是以主线的设计速度为依据对减速车道标准进行规范，对实际运行车速考虑不足，也造成了减速车道设置的不合理，影响交通运行效率和安全。在当前我国高速公路迅速发展的情况下，研究八车道高速公路出口匝道减速车道合理长度有着十