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    基于VISSIM仿真冰雪条件下快速路交织区长度确定研究

  • 上传人: 娟**
  • 文档编号:18789623
  • 上传时间:2018-12-06
  • 文档格式:PDF
  • 文档页数:4
  • 文档大小:852.29KB
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    1、2 0 1 5 年 1 1 月第 1 1期 城 市道桥 与 防洪 科技研究1 7 9 基于 VI S S I M 仿真的冰雪条件下快速路交织区 长度确定研究 李明剑 , 练象平 , 王志华 ( 天津市市政工程设计研究院, 天津市 3 0 0 0 7 4 ) 摘要 : 通过控 制交织 区长度 以及 快速路 主线交通 量对道 路在正常 条件 、 积雪 条件 、 冰板 条件 以及冰膜 条件 四种情况 下的交 通 状况 , 利用 V I S S I M仿真软件 进行仿 真。选取 了时 间占有率 的指标进行 服务水平 评价 。结果表 明 , 随着道路 条件变得 逐渐恶劣 , 时间 占有 率有大 幅增加 。

    2、。在 正常 、 积雪和冰板 条件下 , 交织 区长度 的增加可 以在一定 程度上 提高快速路 的服务水平 。而在冰 膜 条件下 , 交织区长度对于快速路服务水平的影响并不显著。该研究成果可以为快速路交织区的设计提供参考。 关键词: 城市快速路; 交织区长度 ; 冰雪条件; 交通仿真; 服务水平 中 图分类 号 : U 4 9 1 1 文 献标 志码 : A 文章 编号 : 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 5 ) l 1 - 0 1 7 9 0 4 1 概述 城市快速路 中的交织 区由于受 到进 出快速路 车流 的影 响 ,是整条快速路 中交通 流最不稳定的 一 部分 , 极易发。

    3、生拥堵 。而在冰雪状况下 , 由于道 路条件变得较为恶劣 ,驾驶员 的驾驶行 为会 发 改变 , 这样一来 , 快速路交织区的服务水平就会 急 剧下降 。为了改善交通状态 , 增加交织区长度成为 了较为普遍的解决方案。但相关规范仅给出了路 面 良好 时的交织 区最短长度 ,因此很有必要对 冰 雪状态下快速路交织区长度的选取进行研究。 对 于冰雪环境 下城市快速路交织 区长度 的研 究 , 需要对各种不通过冰雪条件下 , 不 同交通量所 对应 的评价指标进行对 比分析 ,这一 过程需要 获 取大量的数据 。如果采取实际调查 的方法 , 不仅无 法在获得不同冰雪条件下的路面状况 ,而且还需 要花费。

    4、大量 的人力 、 物力 、 财力 。因此 , 国内大多数 的研究都会利用交通软件进行交通仿真来得 到相 关数据 。张碧琴等通过对正常状态下快速路交织 区的仿真得到 了交织 区长度和交织车道交通量对 应于各级服务水平的临界线图_ l _ 。张腾 以实际的快 速路立交为例通过 V i s s i m仿 真软件 分析了长安立 交分合 流区的通行能力l 2 l 。 彭桦在 V i s s i m的仿真环 境 中研究 了快速路 出入 口间距设置条件及交通量 变化下 的变速车道设置 ,并运用理想点法对评价 收稿 日期 : 2 0 1 5 - 0 7 1 5 作者简介 : 李 明剑 ( 1 9 8 1 一 。

    5、) , 男 , 天津市 人 , 高级工程 师 , 从事公路 与市 政道路设计工作 。 指标进行分析计算得 出不 同出入 口形式 中最优 的 几何设置【 。何永明等利用交通仿真软件 V i s s i m, 建立冰雪条件下双 向 4车道高速公路通行 能力衰 减仿真模 型 , 得到不 同路面状况下 , 低速时通行能 力差异较小 ,高速时通行能力随附着系数降低衰 减 明显 4 1 。结合 已有文献 中的研究经验 , 本文将通 过控制交织 区长度 以及快速路主线交通量对道路 在正常条件 、 积雪条件 、 冰板 条件 以及 冰膜条件 四 种情况下的交通状况, 利用 V I S S I M仿真软件进行 仿。

    6、真 ,通过多元线性回归得到快速路交织区服务 水平的评价方法 。 2 仿真过 程 2 1 仿真软件的选取 研究 中使用 的 V i s s i m仿 真软件是 由德 国 P r r v 公司开发的一款微观交通仿真软件,可以通过相 关参数的更改对驾驶员行 为进行较好的仿 真。 V i s s i m的模拟结果具有较好 的精确性 和有效性 , 比 较符合实际情况。 2 2 仿真路段的建立 根据基本交织 区形式 ,在 V i s s i m模型 中建立 本次研究 的仿真模型平 台。图 1是实验 中所构建 的交织 区仿真模型 。其 中, 快速路 主线为三车道 , 出、 入 口匝道为单 车道 , 出 、 。

    7、人 口过渡段为四车道 。 该仿真路段 由 7个车道组和 8个连接器构成 。 在仿真时,按照设计规程中对交织区最短长 度 的要求 _ 5 l从 交 织 区最短 长度 7 5 0 m开 始 , 选 取 7 5 0 m 、 8 5 0 m 、 9 5 0 m 、l 05 0 m 、 l 1 5 0 m 、 1 2 50 m 、 1 8 2 科技研究 城 市道桥 与防洪 2 0 1 5 年 1 1 月第 1 1 期 因素的作用 , 因此对交织区长度 、 主线交通量以及 时间 占有率进行二元线性 回归分析。选取 主线交 通量为 自变量 ( 单位 : v e h h ) , 交织 区长度为 自变 量 : 。

    8、( 单位 : m) , 时间占有率为因变量 Y ( 单位 : ) 。 通过回归分析可以得到各种冰雪条件下 、 与 Y 的关 系。 正常条件下, 时间占有率与交通量的关系以 3 2 0 0 v e h h为分界点 3 2 0 0时 , y 随着 l 的增 加而增加 ; 当 3 2 0 0时 , 值趋 于稳定 , 不随 。 的变 化而发生显著变 。因此 , 建立 回归模型时 , 以 x 1 = 3 2 0 0为分界点建立分段 函数。 1 3 2 0 0时, 对 2 为 7 5 0 、 8 5 0 、 9 5 0 、 1 0 5 0 、 1 1 5 0 、 1 2 5 0和 1 3 5 0时 ,共 。

    9、3 5组数据进行二元线性 回 归分析得到 回归公式 ,而在 3 2 0 0时 ,取 Y 【 2 2 , 2 4 1 。 综上 , 主线 交通量 、 交织 区长度 以及 时间 占有率 y 之间回归模型为 f 0 0 1 0 x 广0 0 0 3 5 x 2 5 2 4 7 9 1 3 2 0 0 , 、 = ( 4) 【 I 2 2 ,2 4 j 1 3 2 0 0 在积雪条件下 , 主线交通量 。 、 交织 区长度 以及 时间 占有率 Y之间回归模型为 y = 0 0 0 0 6 x t 一 0 0 0 1 8 x 2 + 2 6 8 8 1 3 ( 5 ) 在冰板条件下 , 主线交通量 、 。

    10、交织 区长度 以及 时间占有率 之间回归模型为 y = 0 0 0 0 4 x 1 - 0 0 0 4 l x 2 + 2 6 8 8 1 3 ( 6 ) 对路面条件为正常、 积雪及冰板三种条件下的 回归方程进行相关性检验和显著性检验 ,见表 3 。 可以得到 ,三个 回归方程 的调整多重判定系数都 在 0 8 5以上 , 即交织 区长度 、 主线交通量以及 时间 占有率能被该 多元线性 回归方程所解释 的比例大 于 8 5 。此外,三个 回归方程中 F显著性统计量 ( S i g n i fi c a n c e F ) 的P值远远小于显著性水平 0 0 5 , 说 明该 回归方程回归效果十。

    11、分显著。因此 , 可 以说 该二元线性 回归方程能够较为准确 的拟合交织 区 长度 、 主线交通量 以及时间占有率之间的关 系。 表 3 正常 、 积雪及冰 板条件下 多重判定 系数 及 P值 而对于冰膜条件下 的回归模型来说 , 由于在冰 膜条件下 , 交织区长度一定时, 时间占有率会在一 定 的范 围内波动 , 而与主线交通量没有显著关 系。 因此 ,只给出仿真得到 的不 同交织 区长度 下时间 占有率 的参考值 , 见表 4 。 表 4 冰膜条件 下交织 区长 度与时 间占有率 交织区 长度 7 5 O 8 5 0 9 5 O 1 0 5 O 1 1 5 0 1 2 5 0 1 3 5 。

    12、O 。占 4 2 4 2 6 2 2N 2l 有率 2 9 2 4 5 结论 冰雪条件对城市快速路 , 尤其是快速路交织 区 的交通流有着 较大的影 响。本 文通 过控制交织 区 长度 以及 快速路 主线交通量对 道路为 正常 条件 、 积雪 条件 、冰板条 件 以及 冰膜 条 件 四种 情 况在 V I S S I M 中进行仿真 。 结果表明 , 随着道路条件 变得 逐渐恶劣 , 时间占有率有大幅增加 , 地点速度大 幅 度降低。在正常、 积雪以及冰板条件下随着快速路 交织区长度的增加, 时间占有率降低 , 道路交通状 况有所改善 ; 而在冰膜条件下 , 交织 区长度 的变化 对交通状况的。

    13、改善影响不大 。这是 由于这时 的道 路状况极其恶劣 , 驾驶员 的驾驶行为极其谨 慎 , 车 辆之 间保持 了较大 的车头时距所致 。根据本文所 给 出 的 回归 方程 来计 算交 织 区 服务 水平 的指标 值 , 进而根据规范 中的服务水平划分方法 , 在对 应 的服务水平下选择合适的交织区长度。本文的研 究结果可以在实际施工设计中给予一定参考 。 参 考文献 1 】张碧 琴, 张强, 马亚坤 , 等 V i s s i m在 新建 快速 路交 织 区长度 研究 中的应用 市政技术 , 2 0 1 3 ( 5 ) : 3 2 3 5 2 张腾基于 V I S S I M的长安立交合流区通。

    14、行能力仿真研究 D 陕 西西 安: 长安 大学, 2 0 1 3 3 】 彭桦 基于 V I S S I M城市快速路出入 口几何设置研究【 D 】 湖北武 汉 : 华中科技 大学, 2 0 1 2 4 何永明, 丁柏群 冰雪条件下高速公路通行能力衰减仿真研究 J 森林工程, 2 0 1 2 ( 2 ) : 6 8 - 7 0 【 5 C J J 1 2 9 2 0 0 9 ,城 市快速 路设 计城市 快速路设计 规程 s 【 6 罗丽君, 高晗, 裴玉龙 冰雪道路条件下最小安全行车间距 的确 定 J 黑龙江交通科技, 1 9 9 9 ( 1 ) : 3 3 3 4 【 7 G A T 6 4。

    15、 3 -2 0 0 6 , 典型交通事故形态车辆行驶速度技术鉴定 s 【 8 才西月, 刘锦河, 王志涛 冰雪路面平面设计指标取值 的探讨 北 方交通 , 2 0 0 8 ( 1 ) : 6 7 【 9 】N a t i o n a l Hi g h w a y T r a ff i c A d mi n i s t r a t i o n ,F e d e r a l Hi g h w a y A d m i n i s t r a t i o r t S p e e d i n g a n d H i g h w a y S a f e t y Z T h e U S D e p a r 。

    16、t m e n t o f T r a n s p o r t a t i o n P o l i c y a n d I mp l e me n t a t i o n S t r a t e g y , 1 9 9 7 1 0 B o s e l l y , E S ,T h o me s , E J , e t c R o a d We a t h e r I n f o r ma t i o n S y s t e ms V o l u me l : R e s e a r c h R e p o rt R S t r a t e g i c Hi g h w a y R e s e a r c h P r o a m P u b l i c a t i o n S HRP H-3 5 0, Na t i o n a l Re s e arc h Co u n c i l , W a s h i ng t o n, D C 1 9 9 3 。

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