【博士】公路平面交叉口合理間距研究【2007】

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　　學(xué)科專業(yè)：交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：東南大學(xué)　　學(xué)位年度： 2007年　　公路平面交叉口間距標(biāo)準(zhǔn)的確立為公路網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)以及管理起到指導(dǎo)性的作用。合理的平面交叉口間距有利于提高公路交通的安全性和運(yùn)營(yíng)效率，同時(shí)有利于維護(hù)公路的設(shè)計(jì)功能、延長(zhǎng)公路的使用年限、便于日后道路交通的管理、節(jié)約能源和減少環(huán)境污染。目前我國(guó)對(duì)于公路平面交叉口的設(shè)置尚未予以系統(tǒng)規(guī)范，在公路上普遍存在平面交叉口過(guò)多、平面交叉口設(shè)置位置隨意性大等現(xiàn)象，不僅影響到公路功能的發(fā)揮，也已成為很大的安全隱患。明確我國(guó)公路平交口間距與交通安全、運(yùn)營(yíng)效率關(guān)系的相關(guān)機(jī)理，由此確定基于安全、運(yùn)營(yíng)角度考慮的平交口合理間距標(biāo)準(zhǔn)，是迫切而必要的。有鑒于此，本文依據(jù)“安全第一、兼顧效率”的原則，對(duì)公路平交口合理間距進(jìn)行了研究。　　(1)借鑒美國(guó)“接入管理”思想，結(jié)合國(guó)內(nèi)公路網(wǎng)的特征，提出了適合中國(guó)國(guó)情的公路功能分類：主要干線、次要干線、主要集散、次要集散、地方道路。以公路的功能等級(jí)、技術(shù)等級(jí)、車道數(shù)、設(shè)計(jì)車速作為特征參數(shù)，建立了公路接入分類標(biāo)準(zhǔn)，共包括四大類九種接入類別：依據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，為各接入類別規(guī)定了包括設(shè)計(jì)服務(wù)水平、通行能力、最低運(yùn)營(yíng)速度在內(nèi)的典型設(shè)計(jì)參效?！　?2)依據(jù)相交公路的功能等級(jí)、平交口控制方式，將公路平交口劃分為交叉口、無(wú)信號(hào)控制接入口兩類；將平交口間距標(biāo)準(zhǔn)劃分為三種類型：交叉口間距、接入間距、交叉口角凈距。依據(jù)公路接入分類標(biāo)準(zhǔn)，分別對(duì)信號(hào)交叉口功能區(qū)(I-游功能區(qū)、下游功能區(qū))長(zhǎng)度進(jìn)行了界定?！　?3)在維護(hù)交叉口功能區(qū)完整性的原則下，依據(jù)既有相關(guān)理論，確定了滿足車輛換車道、超車視距、交叉口視距、標(biāo)志有效性、線形組合、車輛行駛軌跡等要求的信號(hào)交叉口理論安全間距。基于國(guó)內(nèi)外既有相關(guān)資料，從停車視距、右轉(zhuǎn)沖突重疊區(qū)、引道視距、安全交叉視距、接入道路的出口道通行能力、警告標(biāo)志的設(shè)置要求等方面，綜合確定了公路接入間距標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)對(duì)交叉口間距及接入間距制定時(shí)所考慮的因素綜合分析，確定了信號(hào)交叉口角凈距標(biāo)準(zhǔn)?！　?4)在分析兩信號(hào)交叉口問(wèn)路段上交通流運(yùn)行特征的基礎(chǔ)上，提出了基于交通流穩(wěn)定距離的交叉口安全間距分析方法。依據(jù)此方法，信號(hào)交叉口合理間距可由交通流穩(wěn)定距離、交通流平穩(wěn)運(yùn)行距離、交叉口上游功能區(qū)長(zhǎng)度三部分確定。1)對(duì)于多車道公路，基于車速離散理論探討了交通流穩(wěn)定距離的判定問(wèn)題。經(jīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的交通沖突及車速數(shù)據(jù)分析，CV值(車速標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù))與交通沖突在路段上分布趨勢(shì)一致，可作為間接安全評(píng)價(jià)指標(biāo)，并用于判定交通流穩(wěn)定距離。在Vissim仿真環(huán)境下，針對(duì)主要干線公路，分析了交通量、最佳信號(hào)周期、轉(zhuǎn)向交通量比例、貨車比例對(duì)CV值分布趨勢(shì)的影響。結(jié)果表明：與交通量相適應(yīng)的最佳信號(hào)周期環(huán)境可以作為交通流穩(wěn)定距離判定時(shí)的典型環(huán)境；貨車比例可作為修正系數(shù)考慮，在設(shè)計(jì)車速100km／h時(shí)，取值lOOm，其它設(shè)計(jì)車速條件下進(jìn)行相應(yīng)折算。對(duì)各接入類別多車道公路在理想仿真條件下CV值分布進(jìn)行了分析，采用三次多項(xiàng)式對(duì)分布曲線進(jìn)行了擬合，并用曲線方程拐點(diǎn)相應(yīng)的斷面作為交通流離散穩(wěn)定點(diǎn)；綜合考慮貨車比例影響系數(shù)后．確定了各接入類別多車道公路的交通流穩(wěn)定距離。2)對(duì)于雙車道公路，基于車隊(duì)離散理探討了交通流穩(wěn)定距離的判定問(wèn)題。假設(shè)雙車道公路在離散穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)車頭時(shí)距服從移位負(fù)指數(shù)分布，構(gòu)建了上游交叉口出口處及離散穩(wěn)定狀態(tài)下的車間影響度函數(shù)，以及車間影響度函數(shù)隨斷面距離變化的模型。通過(guò)對(duì)既有資料的分析，確定了車頭時(shí)距閾值：最小安全車頭時(shí)距為2s；車間互不影響車頭時(shí)距為5s。基于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)，對(duì)車問(wèn)影響度模型中的參數(shù)進(jìn)行了估計(jì)，從而確定了通用的雙車道公路車間影響度函數(shù)隨斷面距離變化的模型(復(fù)合負(fù)指數(shù))?？己塑囬g影響度曲線的斜率方程，以斜率為-0．1相應(yīng)的斷面作為離散穩(wěn)定狀態(tài)起始點(diǎn)，由此確定了各接入類別雙車道公路的交通流穩(wěn)定距離。3)以各接入類別公路相應(yīng)最低運(yùn)營(yíng)車速在los內(nèi)行使的距離，作為交通流平穩(wěn)運(yùn)行距離?！　?5)依據(jù)既有方法，從理論上分析了考慮區(qū)間運(yùn)營(yíng)車速、信號(hào)周期的信號(hào)交叉口效率間距確定問(wèn)題。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)，證實(shí)了信號(hào)交叉口間距對(duì)運(yùn)營(yíng)效率的影響作用。在仿真環(huán)境下，以區(qū)間行程車速為考核指標(biāo)，分別分析了交通量、信號(hào)周期、有效綠燈時(shí)間比與交叉口間距綜合作用下的運(yùn)營(yíng)效率變化規(guī)律。在最佳信號(hào)周期及與之相適應(yīng)的交通量水平下，分析了各接入類別公路在不同交叉口間距條件下的運(yùn)營(yíng)效率。并以信號(hào)周期為lOOs時(shí)．最低運(yùn)營(yíng)車速所對(duì)應(yīng)的交叉口間距作為各接入類別公路的合理效率間距?！　?6)匯總分析了論文研究成果，確定了基于接入分類的公路平面交叉口合理間距標(biāo)準(zhǔn)。　　

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