高速公路匝道系统优化设计研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文高速公路匝道系统优化设计研究论文作者：牛蕾学生类别：在职专业学位类别：工程硕士领域名称：建筑与土木工程指导教师：庞明宝职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterofEngineeringDegreeofArchitecturalandCivilEngineeringSTUDYONOPTIMIZATIONDESIGNOFFREEWAYRAMPSYSTEMbyNiuLeiSupervisor:Prof.PangMingbaoOctob

2、er2014原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论

3、文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：河北工业大学硕士学位论文摘要随着我国社会经济的快速发展，机动车的保有量也在迅速增长，城市之间的联系也越发密切，高速公路的纽带作用更加突出。在该背景下，高速公路的通行需求也在不断增加，而匝道作为连接公路、城市道路和高速公路或两条高速公路之间的接驳路段，具有收费功能的同时，具有高速公路管理控制功能。呈现出设计时速较低，交织点多且功能多的特点，其与高速公路主线的交织是产生交通安全问题，从而影响道路

4、通行能力的核心节点；高速公路的收费功能使其具有复杂的机电设备软硬件支持。而就目前国外内的工程应用上来看，高速公路匝道系统的设计方面存在着各种各样的问题，在理论上也缺乏匝道系统优化的理论依据和科学支撑。本文在分析高速公路匝道系统的交通流特征和影响因素的基础上，以元胞自动机为技术手段建立了高速公路匝道系统交通流的仿真模型，通过仿真实验对高速公路匝道系统在不同的交通需求下收费通道数量、匝道长度、交织区长度等对交通安全、道路通行能力等方面的影响进行分析，通过这些参数的变化实验确定出收费通道数量、匝道长度、交织区长度等具体参数的优化值。具体以承唐高速的安匠收费站匝道路段为研究对象进

5、行实验，得到不同交通需求下收费站通道数量、匝道长度和交织区长度的最优值，以及路面物理设施和路侧电子设施相结合的设计内容，从而为高速公路减少交通事故的发生、保证交通安全、提高通行效率提供理论依据。关键词：高速公路匝道系统优化设计元胞自动机模型收费I高速公路匝道系统优化设计研究ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofthesocialeconomyinChina,vehicleownershipisalsogrowingrapidly.Thelinksbetweenthecitiesaregettingcloser.Freewayshavebecom

6、emoreandmoreprominent.Thetrafficdemandesoffreewayaregrowingrapidly.Asaconnectingroadsectionbetweenurbanroadandfreeway,betweennormalroadandfreeway,andbetweenfreeway,ramphasbothtollfunctionandmanagementandcontrolfunction.Withthecharacteristicsoflowspeedindesign,manyinterferencespots,manyfun

7、ctions,itbecomesakeynodetoimpacttheroadactualtrafficvolumeforthetrafficsafeproblemsininterferencespotswithfreewaymainline.Itisnecessarytoprovidethehardwareandsoftwaresupportofcomplexelectromechanicalequipmentsforthetollfunctionoffreeway.Intheconcretedomesticandabroa