[发明专利]一种改扩建高速公路交通控制区的换道特性确定方法

说明书

一种改扩建高速公路交通控制区的换道特性确定方法，属于高速公路交通控制区交通特性分析领域。本发明是为了解决目前改扩建高速公路交通控制区车辆随意换道的复杂情况，缺乏对换道特性的理论指导、确定方法以及解决措施，而导致交通控制区存在交通拥堵甚至存在交通安全隐患的问题。本发明所述的换道特性确定方法包括：获取超车道部分被占用交通控制区的交通流运行数据；建立超车道部分被占用交通控制区车辆换道模型；根据交通控制区车辆换道模型的结果进行相应的管控措施。本发明属于交通特性分析领域。

技术领域

本发明涉及高速公路交通控制区交通特性分析领域，具体涉及一种改扩建高速公路交通控制区的换道特性确定方法。

背景技术

改扩建高速公路工程为缓解交通压力提供了新思路，改扩建期间的高速公路面临车道或路肩被占用的复杂局面，此时，社会车辆的通行安全、施工人员及设备的作业安全以及保通阶段的交通服务水平等问题凸显，而国内在高速公路养护作业时借鉴的相关规范中，所包含的交通控制区种型并不全面，对于改扩建过程中出现的新型交通控制区(例如超车道不是封闭而只是部分宽度被占用的形态)，缺少相应的技术标准来解决这些实际问题。

国外对改扩建高速公路交通控制区的研究主要针对施工区通行能力、交通组织方式及换道特性等方面。Al-Kaisy等对施工区通行能力的影响因素进行了研究。Lu等标定了描述速度-密度关系的五参数通行能力模型，并建立了尺度参数与通行能力之间的线性关系。Edara等建立了多元回归模型来描述施工区车道封闭数量、大型车百分比和通行能力之间的关系。在交通组织方面，Du·S等利用所建立的离散时间非线性施工区模型和离散时间滑模控制方法，提出了一种高速公路可变限速标志(VSL)控制策略，利用该控制策略可以减少车辆17％的平均行程时间。车道变换研究方面，Guo Mingmin等研究了变道率、车头时距、目标车道的选择等，总结了相应具有借鉴意义的结论。Weng等利用施工作业区车辆换道轨迹数据建立的时变逻辑回归模型对车辆换道行为进行了预测。

国内对改扩建高速公路交通控制区的研究相对较晚。曲向进等结合沈大改扩建高速公路工程有针对性地提出了全面细致、安全可靠的技术方案，孟祥海等针对半幅封闭施工区提出了基于格林希尔治速度-流量模型的通行能力确定方法和基于运行速度及道路交通条件修正的通行能力确定方法。吴彪等利用单样本K-S检验方法对施工区运行车辆的车速分布形式进行了检验，定量分析了不同交通控制区段的车速变化规律。陈慧等提出了一种基于驾驶人不满度的换道行为决策方法，王忠宇等建立了二次回归模型刻画车辆换道长度与换道起始点的关系，江欣国等在NS(NaSch)模型和STCA(Symmetric Two-laneCellular Automata)模型的基础上，建立了高速公路瓶颈交通流模型，在模拟条件下得到了瓶颈交通流量和换道频率与车辆到达率的关系。

国内外学者在改扩建高速公路交通控制区的通行能力、车辆速度特性、换道特性等方面的研究多以理论模型的建立和完善为主，由于调查样本不足或地区的差异性，研究成果较缺乏代表性。现有的对改扩建高速公路交通控制区的研究侧重于从安全角度出发，由于数据获取不便，对交通控制区的研究不够深入和全面，尤其对车辆通过交通控制区过程中的换道特征缺少成熟的经验或成果可循。通过对交通控制区车辆换道特性的分析，建立交通控制区车辆换道模型，对保障交通运行安全、提升道路利用率具有指导意义。

国内在高速公路养护、施工等作业时通常借鉴《公路养护安全作业规程》(简称规程)，《规程》中针对四车道高速公路养护作业控制区的布置类型较少，然而新的施工作业区类型不断出现，缺乏针对性的规范成为急需解决的问题，需要对新型施工作业区交通特性开展研究。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前改扩建高速公路交通控制区车辆随意换道的复杂情况，缺乏对换道特性的理论指导、确定方法以及解决措施，而导致交通控制区存在交通拥堵甚至存在交通安全隐患的问题，现提出一种改扩建高速公路交通控制区的换道特性确定方法。

一种改扩建高速公路交通控制区的换道特性确定方法，包括：