探析快速路入口匝道控制模式及放行方式适应性研究

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1、同济大学交通运输工程学院硕士学位论文快速路入口匝道控制模式及放行方式适应性研究姓名：江南申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：杨晓光20090301摘要现在许多大城市如北京、上海已建成自己的快速路系统，许多其他城市也正在建设或筹划建设快速路的过程中。但是已建成的快速路系统在运行过程中经常存在匝道车辆无法进入主线或由于匝道车辆的汇入导致主线拥堵、匝道与主线汇合区安全事故频发等现象。导致这些现象的原因主要是入口匝道是否应该实行控制、应该采取何种放行方式和是否可以对主线进行控制等问题没有得到解决。而解决这些问题是保证匝道控制在实施后能达到预期效果的重要前提。因此，本文在自然科学基

2、金重点项目的支持下，对解答这些问题进行了一定的探索。针对是否应该采取入口匝道控制的问题，本文对入口匝道有、无控制两种模式的适应性进行了分析。利用仿真对比研究了快速路系统在两种控制模式下的运行状况及系统运行效益指标(主要包括快速路车辆平均出行时间、主线车辆延误、匝道车辆延误等)，得出了入口匝道有、无信号控制两种控制模式各自适应的交通条件，如主线流量水平，匝道流量等。研究结果为在什么情况下应该采取入口匝道控制提供了依据。针对采取何种放行方式的问题，本文对三种放行方式(单车道单车放行，单车道双车放行和双车道放行)分别在三种控制模式(入口匝道无控制、入口匝道采取ALINEA控制和对入口匝道与主线

3、均控制)下对系统运行效益指标的影响进行了研究，得出了三种放行方式在不同控制模式下的适应性，为放行方式的选择提供了参考依据。针对是否可以对主线进行控制的问题，本文基于ALINEA入口匝道控制算法，设计了一种新的对主线和匝道均进行信号控制的控制策略。该策略弥补了大多数匝道控制算法由于完全优先主线而导致主线富余通行能力无谓浪费的缺陷。通过对比分析新的控制策略与仅对入口匝道实施ALINEA控制策略下的快速路系统运行效益指标，发现新的控制策略虽然导致主线车辆的延误有少量增加，但却降低了所有快速路车辆的平均出行时间并显著提高了匝道车辆的运行效益，从而验证了所提控制策略的可行性与先进性。本研究主要在以

4、下几方面有所创新：摘要1．通过分析不同入口匝道控制模式适应性，回答了什么条件下应该实施入口匝道控制的问题，解决了快速路建设过程中盲目实施入口匝道控制的问题；2．回答了何种情况下应该选择何种放行方式的问题，解决了入口匝道车道设计和实施控制后放行方式选择的问题；3．提出了一种新的同时控制主线和匝道的控制算法，证明了控制主线的可行性，并探讨了其适用性。关键词：匝道控制，ALINEA，适应性，仿真实验ⅡABSTRACTNow,manybigcitiesincludingBeijing，ShanghaiinChinahasbuiltfreewaysandmanyothercitiesaregoin

5、gtobuild．However,phenomenonincludingrampvehiclescannotmergeinmainline，congestionhappensofteninbottleneckareaandtrafficaccidentinmergingareacanbeobservedoften．Thereasonoftheseproblemsisthatthereisnoclearanswerforwhetheroneon—rampshouldbecontrolled，whichkindofflowcontrolmethodshouldbechosenandwheth

6、ermainlinevehiclescanbecontrolled·Solvingtheseproblemsisanimportantpreconditionforguaranteeingrampcontrol’Seffectiveness．So，supportedbytheKeyProjectofNaturalScienceFund，thisresearchwentastepforwardsolvingtheseproblems．Forthequestionthatwhetherrampmeteringshouldbeapplied,thisresearchanalyzedadapta

7、bilitiesoftwocontrolmodes，on．rampwithandwithoutcontr01．Usingmicro—simulation，thisthesisanalyzedandcomparedfreewaysystem，sperformanceandevaluationindexesincludingfreewayvehicles’averagetraveltime，mainlinevehicles’delaya