高速公路互通式立交最小间距研究
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摘要
互通式立体交叉是高速公路的重要组成部分,它在高速公路与高速公路或高速公路与干道公路交叉起着转换交通流量、梳理和控制车流的作用,对周围地区交通量的吸引与分配、物资的运输与集散具有重大的影响,对促进地区经济的发展和居民生活水平的提高具有深远的意义。然而,由于区域经济的发展使得国家高速公路网和地方公路网交错布置,为实现交通流的转换而又必须设置互通式立交时,容易出现近距离“互通式立交群”,导致道路的拥堵和交通事故,所以互通式立交区域是整个高速公路系统的瓶颈路段。为提高互通式立交区域的通行能力、营运效益、安全性等,本文力图从宏观和微观的交通流理论研究高速公路互通式立交的最小间距。
首先对高速公路互通式立交的间距进行了定义,并分析了影响互通式立交间距的因素,包括交通密度、分合流区及交织区的交通流特性、交通标志和信号的布置、驾驶员的舒适性、经济因素和环境景观等;然后通过收集全国百余处互通式立交的设计资料,充分考虑设计存在的时间和地域差异性,统计分析我国主要互通式立交的构造长度,并与模型值进行比较验证,确定不同类型互通式立交的构造长度。
对于独立的两相邻互通式立交间距的确定,是根据道路使用者的生理特性、行驶舒适性以及道路交通状况,考虑驾驶员最不利的行驶方式,采用车道变换理论确定互通式立交的最小间距;对于以辅助车道相连的两相邻互通式立交最小间距的确定,首先运用我国《公路通行能力手册》对交织区的运行状况分析方法,以密度作为评价运行质量的主要效率指标,在满足目标服务水平(二级服务水平)时的交织段长度作为确定辅助车道最小长度的控制条件;然后基于交通冲突技术,以微观交通仿真软件VISSIM为建模工具,在选取评价指标并建立评价体系的基础上,分析满足目标安全等级(较安全)的辅助车道最小长度,最后比较验证满足目标服务水平和目标安全等级的最不利情况作为辅助车道的最小长度,进而确定互通式立交的最小间距。
论文的研究为系统地解决互通式立交区域交通问题提供了有力的理论指导与参考,并对现有规范有关互通式立交间距的规定进行技术更新提供了新方法、新思路,具有一定的现实意义。
Interchange is an important part of the freeway,which plays the role of traffic transformation,grooming and controlling between freeway and the freeway or freeway and trunk.It is of significant influence to the traffic attraction and distribution,transportation and distribution of materials of the surrounding areas,it also has a far-reaching significance on promoting regional economic development and the improvement of living standard of the people.However,due to the economic development of the region,the national freeway network and local road network staggered arrangement.In order to achieve the conversion of traffic flow,we must set interchange.It is easy to occur“Interchange group”at close range, which will lead to road congestion and traffic,so interchange regional is the bottleneck of the whole freeway system.In order to improving the capacity,operational efficiency,security of the region,this article seeks to study of minimum spacing of freeway interchanges from both the macro-traffic and micro-traffic flow theory and the micro of it.
This article first defines freeway interchange spacing and analyses the factors that influence it,including traffic density,sub-merging and weaving area characteristics of the traffic flow,traffic signs and signals of the layout,the driver's comfort、economic factors and environmental landscape,etc.Then by collecting designed information of more than hundreds of interchanges,fully considered the design time and geographical differences,statistically analyzing the structure length of the interchanges in our country,compared with the models, at last determined the minimum structure length of different interchange.
For two independent adjacent interchanges,the minimum interchange spacing is determined based on the physical characteristics of the road users,driving comfort and road traffic conditions,considering the most disadvantaged driving manner to determined the minimum separation by use of lane-changing theory.The determination of that two adjacent interchanges linked by auxiliary Lanes which was determined.First,by use of the method of analysis weaving areas in“Highway capacity manual”of China,look on traffic density as the main indicators of efficiency to evaluate the operating quality,make weaving length meeting the target service levels(second class level of service)as a controlling condition to determine the minimum length of auxiliary lane;Then base on traffic conflict technology,make micro-traffic simulation software VISSIM as modeling tools,analysis the minimum length of the auxiliary lane meeting the target level of security(more secure)based on evaluation of the selected indicators and the establishment of evaluation system.Finally compared the most disadvantaged condition that meeting the object service and security level as the minimum length of auxiliary lane,and then determined the minimum interchanges spacing
The research of the paper provides strong theoretical guidance and reference for systematically solving traffic problem of the region of interchanges,and also offers some new methods and ideas to the existing specification relating to interchanges spacing,which has significance to some extent.
首先对高速公路互通式立交的间距进行了定义,并分析了影响互通式立交间距的因素,包括交通密度、分合流区及交织区的交通流特性、交通标志和信号的布置、驾驶员的舒适性、经济因素和环境景观等;然后通过收集全国百余处互通式立交的设计资料,充分考虑设计存在的时间和地域差异性,统计分析我国主要互通式立交的构造长度,并与模型值进行比较验证,确定不同类型互通式立交的构造长度。
对于独立的两相邻互通式立交间距的确定,是根据道路使用者的生理特性、行驶舒适性以及道路交通状况,考虑驾驶员最不利的行驶方式,采用车道变换理论确定互通式立交的最小间距;对于以辅助车道相连的两相邻互通式立交最小间距的确定,首先运用我国《公路通行能力手册》对交织区的运行状况分析方法,以密度作为评价运行质量的主要效率指标,在满足目标服务水平(二级服务水平)时的交织段长度作为确定辅助车道最小长度的控制条件;然后基于交通冲突技术,以微观交通仿真软件VISSIM为建模工具,在选取评价指标并建立评价体系的基础上,分析满足目标安全等级(较安全)的辅助车道最小长度,最后比较验证满足目标服务水平和目标安全等级的最不利情况作为辅助车道的最小长度,进而确定互通式立交的最小间距。
论文的研究为系统地解决互通式立交区域交通问题提供了有力的理论指导与参考,并对现有规范有关互通式立交间距的规定进行技术更新提供了新方法、新思路,具有一定的现实意义。
Interchange is an important part of the freeway,which plays the role of traffic transformation,grooming and controlling between freeway and the freeway or freeway and trunk.It is of significant influence to the traffic attraction and distribution,transportation and distribution of materials of the surrounding areas,it also has a far-reaching significance on promoting regional economic development and the improvement of living standard of the people.However,due to the economic development of the region,the national freeway network and local road network staggered arrangement.In order to achieve the conversion of traffic flow,we must set interchange.It is easy to occur“Interchange group”at close range, which will lead to road congestion and traffic,so interchange regional is the bottleneck of the whole freeway system.In order to improving the capacity,operational efficiency,security of the region,this article seeks to study of minimum spacing of freeway interchanges from both the macro-traffic and micro-traffic flow theory and the micro of it.
This article first defines freeway interchange spacing and analyses the factors that influence it,including traffic density,sub-merging and weaving area characteristics of the traffic flow,traffic signs and signals of the layout,the driver's comfort、economic factors and environmental landscape,etc.Then by collecting designed information of more than hundreds of interchanges,fully considered the design time and geographical differences,statistically analyzing the structure length of the interchanges in our country,compared with the models, at last determined the minimum structure length of different interchange.
For two independent adjacent interchanges,the minimum interchange spacing is determined based on the physical characteristics of the road users,driving comfort and road traffic conditions,considering the most disadvantaged driving manner to determined the minimum separation by use of lane-changing theory.The determination of that two adjacent interchanges linked by auxiliary Lanes which was determined.First,by use of the method of analysis weaving areas in“Highway capacity manual”of China,look on traffic density as the main indicators of efficiency to evaluate the operating quality,make weaving length meeting the target service levels(second class level of service)as a controlling condition to determine the minimum length of auxiliary lane;Then base on traffic conflict technology,make micro-traffic simulation software VISSIM as modeling tools,analysis the minimum length of the auxiliary lane meeting the target level of security(more secure)based on evaluation of the selected indicators and the establishment of evaluation system.Finally compared the most disadvantaged condition that meeting the object service and security level as the minimum length of auxiliary lane,and then determined the minimum interchanges spacing
The research of the paper provides strong theoretical guidance and reference for systematically solving traffic problem of the region of interchanges,and also offers some new methods and ideas to the existing specification relating to interchanges spacing,which has significance to some extent.
引文
[1]JTJ001-97.公路工程技术标准[S].北京:人民交通出版社,1997
[2]JTG D20-2006.公路路线设计规范[S].北京:人民交通出版社,2006
[3]交通部工程管理司译制组译.日本高速公路设计要领[M].西安:陕西旅游出版社,1991
[4]任福田等译.道路通行能力手册[M].北京:人民交通出版社,2007
[5]交通部公路科学研究所.公路通行能力手册[M].北京:人民交通出版社,2002
[6]交通部公路科学研究所.高速公路互通式立交分、合流区辅助车道长度设计标准[S].北京:人民交通出版社,2001
[7]贺玉龙,刘小明,任福田.城市快速路互通式立交的最小间距[J].北京工业大学学报,2001
[8]石小法,李文权,李铁柱等.高速公路互通立交加速车道长度的设计方法[J].河南大学学报,2000
[9]李文权,王炜等.高速公路加速车道上车辆的汇入模型[J].中国公路学报,2002
[10]李铁柱、李文权等.高速公路加减速车道合流分流特征分析[S].公路交通科技,2001
[11]朱兆芳.城市快速路环线设计标准的研究[J].城市道路与防洪,1998
[12]龙科军,杨晓光等.城市快速路匝道最小间距模型[J].交通运输工程学报,2005
[13]JTJ/TB05-2004..公路项目安全性评价指南[S].北京:人民交通出版社,2005
[14]GB5768-1999.道路交通标志和标线[S].北京:人民交通出版社,1999
[15]JTG D80-2006.高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范[S].北京:人民交通出版社,2006
[16]汪荣鑫.数理统计[M].西安:西安交通大学出版社,2003
[17]杨少伟.道路立体交叉规划与设计[M].北京:人民交通出版社,2003
[18]潘兵红,张驰.公路路线计算机辅助设计实例[M].北京:人民交通出版社,2007
[19]李文权,王炜.高速公路合流区1车道车头时距分布特征[J].公路交通科技,2003
[20]曹荷红.高速公路互通式立交变速车道研究[D].北京:北京工业大学,1999
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[22]中国公路学会.交通工程手册[M].北京:人民交通出版社,1996
[23]王莹.城市互通立交最小间距研究[D].南京:东南大学,2006
[24](美)Gray Comell著.VISUAL BASIC6.0从入门到精通[M].北京:北京希望电子出版社,2002
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[43]赵一飞.高速公路设计[M].北京:人民交通出版社,2006
[44]杨少伟.可能速度与公路线形设计方法研究[D].西安:长安大学,2004
[45]孟祥燕.高等级道路交织区通行能力研究[D].南京:东南大学,2006
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[53]吴国雄,李方.互通式立体交叉设计规范[M].北京:人民交通出版社,2002
[54]郑弘,荣建,任福田.基于效用选择的换车道模型[J].公路交通科技,2004
[55]杜晓晖.高速公路系统的仿真模型及其应用研究[D].北京:北京工业大学,2003
[56]王炜,过秀成.交通工程学[M].南京:东南大学出版社,2000,9:30
[57]JTG/T B05-2004.,中华人民共和国交通部,公路项目安全性评价指南[S].北京:人民交通出版社,2004
[58]交通部公路司.新理念公路设计指南[M].北京:人民交通出版社,2005
[59]曹荷红.公路公路互通式立交变速车道研究[D].北京:北京工业大学,1999
[60]钟连德,荣建,周荣贵等.城市快速路与高速公路交通流特性的对比分析[J].公交交通科技,2005
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[62]邹胜勇,张静.高速公路交通影响分析[J].中外公路,2003
[63]李文权,王梨,王炜.高速公路上匝道合流区通行能力经验模型[J].交通运输工程学报,2006
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