不同交通状态的高速公路养护区可变限速研究

作     者：马倩楠 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张生瑞

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 0814[工学-土木工程] 082302[工学-交通信息工程及控制] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：高速公路养护区 可变限速 交通状态 METANET模型 交通仿真 

摘      要：随着近年我国高速公路交通量不断增长,重型车辆的比重也不断加大,随之而来的一个显著问题是高速公路老化、损坏等原因产生的维修和养护的次数逐渐增多,使得维修和养护期间的道路拥堵及交通安全问题逐渐显现。高速公路的局部养护施工路段由于车道缩减,通行能力和运行速度与正常路段相比大幅降低。为了尽可能地提高高速公路养护区的通行效率,保障行车安全,可以对养护区上游的警告区路段实施限速控制。因此如何在不同的交通状态下设定合理的限速值,制定合理有效的可变限速控制方法,以最大程度的保障交通安全,提升道路运行效率是本文研究的目的所在。本文研究的主要内容是通过对高速公路养护区路段的路段类型和限速方法进行分析后,揭示高速公路养护区路段实施可变限速的必要性以及意义所在,由于养护区路段的特殊性,对高密度期和低密度期分别建立出不同的可变限速控制模型,以全天候合理的控制道路的限速。对现阶段的交通流模型进行了综述,并对现阶段应用广泛的宏观交通流模型的CTM模型和METANET模型进行具体阐述,并对两个模型在研究路段的应用效果进行对比分析,选择与研究路段的交通流数据更为贴近的METANET模型作为建模的基础模型。以标定的临界密度为分界点,大于临界密度定义为高密度时期,小于临界密度定义为低密度时期。以METANET宏观交通流模型为基础,在高密度期建立以通行效率为目标的可变限速模型,对于低密度时期,以通行效率和交通安全为目标建立可变限速模型。最后本文用VISSIM仿真软件为平台,利用VB语言对仿真平台进行二次开发,搭建出美国SR17-N号高速公路位于Santa Crus County的一段养护区路段的仿真路段,对实施可变限速前后的路段运行效果进行对比评价,结果表明,在养护区前的警告区高密度期实施可变限速控制可以提高运行效率,低密度期实施可变限速控制可以有效降低事故发生的可能性,提高道路的安全性。