道路作业区通行能力和安全性诱导控制

合理的作业区诱导控制对保证道路作业区交通顺畅和安全行驶具有非常重要的意义。作业区诱导控制的效果会受到外界因素的影响，然而相关研究都只是在特定的外界环境下针对诱导控制的单个变量展开研究，缺乏对诱导控制的所有变量进行系统性考虑。单一决策变量的优化无法同时提高作业区的通行能力和安全性。本项目首先开展了高度仿真驾驶模拟实验，解析了作业区诱导变量对作业区车辆驾驶行为的影响机理，实验结果表明如果作业区汇合标志和限速标志离作业区越近，那么作业区附近的汇合次数越多，车辆的加速度变化越明显，最小车尾时距则越小；当汇合标志位置越远，车辆汇合过程的起讫点分布越分散。此外，本项目也发现车辆尽快完成汇合行为的意愿会随着消逝时间的增加而变大。然后，本项目基于驾驶模拟实验数据和车辆轨迹数据，分别建立了考虑跟车类型的车辆汇合行为模型和基于安全代理指标的分类回归树汇合行为模型，发现所构建的两个汇合行为模型预测精度均较高，模型可以用来准确评估诱导控制作业区车辆汇合行为的影响。最后，本项目将构建的汇合行为模型和作业区诱导控制策略通过API函数导入微观交通仿真软件，建立了基于微观交通仿真技术的道路作业区控制策略单目标优化和双目标优化模型，分别设计了改进型遗传算法和帕累托优化算法，通过算例验证了优化模型和算法的有效性，并评估了作业诱导控制变量（限速策略、作业效率等）对道路作业区内车辆运行延误和安全性的边际效应。本项目的主要研究意义在于通过利用高度驾驶仿真模拟实验和交通仿真技术，为选取最优作业区诱导控制提供一个有效的解决方法。本项目提出的道路作业区控制单目标和双目标优化模型可作为智能交通管理系统的一个重要组成部分，为工程技术人员快速制定合理的作业决策提供技术指导。 2100433B

作业区诱导控制方案(由交通标志位置、汇合控制策略和限速策略等变量组成)对保证道路作业区交通顺畅和安全行驶具有非常重要的意义。作业区诱导控制方案的效果会受到外界因素的影响，然而相关研究都只是在特定的外界环境下针对诱导控制方案的单个变量展开研究，缺乏对诱导控制方案的所有变量进行系统性考虑。单一决策变量的优化无法同时提高作业区的通行能力和安全性。本研究计划通过高度仿真驾驶模拟实验，检测各种诱导控制变量对加减速和汇合行为的影响。基于实验数据，利用非参回归方法分别构建作业区驾驶加减速和汇合行为模型，并使用交通仿真技术来评估作业区诱导控制对作业区通行能力与安全的影响。最后，建立作业区诱导控制方案多目标优化模型，寻求作业区诱导控制最优方案，使得作业区的通行能力和安全性达到最优。本项目的主要研究意义在于通过利用高度驾驶仿真模拟实验和交通仿真技术，为选取最优作业区诱导控制方案提供一个有效的解决方法。

第1章 绪论

1.1 通行能力的基本概念

1.2 道路通行能力研究进展与发展趋势

1.3 有关道路通行能力的基本知识

思考题

第2章 路段通行能力

2.1 基本路段的界定

2.2 高速公路基本路段通行能力

2.3 一级公路基本路段通行能力

2.4 双车道公路路段通行能力

思考题

习题

第3章 匝道及匝道与主线连接点通行能力

3.1 概述

3.2 匝道车行道通行能力

3.3 匝道与主线连接点通行能力

3.4 匝道服务水平

思考题

习题

第4章 交织区通行能力

4.1 概述

4.2 交织区交通运行特性

4.3 通行能力分析

4.4 服务水平分析

思考题

习题

第5章 收费站通行能力

5.1 概述

5.2 收费站车辆排队理论

5.3 收费站交通特征

5.4 收费站的通行能力计算

5.5 规划和设计阶段通行能力分析

思考题

第6章 公共交通线路通行能力

6.1 概述

6.2 公共交通线路的通行能力

6.3 轨道交通客运能力

思考题

第7章 行人交通设施和自行车道通行能力

7.1 行人交通流特性

7.2 行人交通设施通行能力与服务水平

7.3 自行车道的设置标准

7.4 自行车交通特性

7.5 自行车道通行能力和服务水平

思考题

习题

第8章 无信号交叉口通行能力

8.1 概述

8.2 无信号交叉口交通特性

8.3 无信号交叉口通行能力计算方法

8.4 无信号交叉口服务水平

8.5 无信号交叉口通行能力及影响因素分析

思考题

习题

第9章 信号交叉口通行能力

9.1 交通信号

9.2 信号交叉口的交通特性

9.3 信号交叉口通行能力计算

9.4 信号交叉口的服务水平

思考题

习题

第10章 环形交叉口通行能力

第11章 立体交叉口通行能力

第12章 交通仿真在道路通行能力分析中的应用

参考文献2100433B

从不同的角度，可以将道路通行能力分成不同的类别，常用的分类如下。

（1）根据道路设施和交通体的不同，通行能力可分为机动车道通行能力、非机动车道通行能力和人行道(横道)通行能力。

（2）根据车辆运行状态的特征不同，通行能力可分为路段通行能力、交叉口通行能力、匝道和匝道连接点通行能力和交织路段通行能力。

（3）根据通行能力的性质和使用要求的不同，通行能力可分为基本通行能力、可能通行能力和实用通行能力，实用通行能力又称设计通行能力。其定义如下：

①基本通行能力是指道路和交通都处于理想条件下，由技术性能相同的一种标准车，以最小的车头间距连续行驶的理想交通流，在单位时间内能通过道路断面的最大车辆数。也称理论通行能力，因为它是假定理想条件下的通行能力，实际上不可能达到。

②可能通行能力是指考虑到道路和交通条件的影响，并对基本通行能力进行修正后得到的通行能力，实际上是指道路所能承担的最大交通量。

③实用通行能力是指用来作为道路规划和设计标准而要求道路承担的通行能力。

《道路通行能力理论》系统地介绍了道路通行能力的基本概念、原理和方法，同时融合了国内外最新研究成果，纳入了新的技术标准，主要内容包括路段、匝道、交织区、收费站、交叉口、公共交通设施、自行车道、行人设施的通行能力以及交通仿真技术在通行能力分析中的应用。

《道路通行能力理论》可作为有关高等院校交通工程、交通运输等专业的本科生和研究生参考教材，也可供从事交通规则、设计、建设和管理等工程领域的有关科技人员参考。