道路交通控制教学课件第九章高速公路交通控制文档.pptx
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1、Qingdao Technological University汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系省级精品课程第九章第九章 高速干道交通控制高速干道交通控制主讲:魏金丽主讲:魏金丽Qingdao Technological University汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系本章内容:本章内容:9.19.1 高速公路交通特性和存在问题高速公路交通特性和存在问题高速公路交通特性和存在问题高速公路交通特性和存在问题9.2 9.2 主线控制系统主线控制系统主线控制系统主线控制系统9.3 9.3 入口匝道控制入口匝道控制入口匝道控制入口匝道控制9.4 9.
2、4 出口匝道控制出口匝道控制出口匝道控制出口匝道控制9.5 9.5 交通异常事件监测与通道监控系统交通异常事件监测与通道监控系统交通异常事件监测与通道监控系统交通异常事件监测与通道监控系统第九章第九章 高速干道交通控制高速干道交通控制Qingdao Technological University汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系9.1 高速公路的交通特性和存在的问题o交通特性:高速性:高速性:60km/h-120km/h60km/h-120km/h安全性:分隔行驶和严格控制出入安全性:分隔行驶和严格控制出入分隔行驶:分隔行驶:中央分隔带,同向道路划分车道,使快慢中央分隔
3、带,同向道路划分车道,使快慢车分道行驶。车分道行驶。严格控制出入严格控制出入:全封闭、全立交方式,限制行人、非:全封闭、全立交方式,限制行人、非机动车和慢速车辆进入高速公路。机动车和慢速车辆进入高速公路。舒适性:舒适性:线形良好,没有陡坡和急弯,路面平整;线形良好,没有陡坡和急弯,路面平整;服务设施和安全设施齐全。服务设施和安全设施齐全。高效性:承担较高的交通容量。高效性:承担较高的交通容量。一条一条4 4车道高速公路日通过车道高速公路日通过量为量为3535万辆。万辆。通行能力大,运行效率高。通行能力大,运行效率高。Qingdao Technological University汽车与交通学院
4、交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系高速公路的交通问题o主要存在拥挤和交通安全问题,拥挤是研究重点。o常发性交通拥挤n是指在某些指定位置和某些特定时期经常发生的交通拥挤是指在某些指定位置和某些特定时期经常发生的交通拥挤现象。现象。n交通需求交通需求超过了高速公路的设计通行能力超过了高速公路的设计通行能力n用来描述在某些特定时期用来描述在某些特定时期经常发生经常发生的交通拥挤现象的交通拥挤现象o偶发性交通拥挤n是指由于诸如事故或其它特殊事件等随机事件造成道路实际通行是指由于诸如事故或其它特殊事件等随机事件造成道路实际通行能力下降而引起的交通拥挤现象。能力下降而引起的交通拥挤现象。n用于描述
5、诸如事故或其他特殊事件等用于描述诸如事故或其他特殊事件等随机事件随机事件引起的交通拥挤现引起的交通拥挤现象。象。Qingdao Technological University汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系高速公路常发性交通拥挤的原因o与未限制匝道出入有关n进入匝道交通量与主线交通量相加进入匝道交通量与主线交通量相加导致合流路段的交通需求超过导致合流路段的交通需求超过通行能力,主线将产生拥挤,并导致瓶颈上游车辆出现排队现象。通行能力,主线将产生拥挤,并导致瓶颈上游车辆出现排队现象。n拥挤出现的时间和地点均能完全准确地加以预测。拥挤出现的时间和地点均能完全准确地加以预测
6、。o道路几何上的缺陷n几何瓶颈路段几何瓶颈路段的通行能力低于高速公路邻近路段的通行能力。的通行能力低于高速公路邻近路段的通行能力。n车道减少、交织路段短、道路横断面窄、标志短缺、视线不良、车道减少、交织路段短、道路横断面窄、标志短缺、视线不良、互通式立交不合标准等都是引起几何瓶颈的主要原因。互通式立交不合标准等都是引起几何瓶颈的主要原因。n第二类拥挤和第一类拥挤有许多相同的特性,也能完全准确地加第二类拥挤和第一类拥挤有许多相同的特性,也能完全准确地加以预测。以预测。Qingdao Technological University汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系高速公路偶
7、发性交通拥挤的原因o随机事件引起的延误和危险构成另一类同样严重的高速公路拥挤问题。o市区高速公路最常见的偶发性问题类型包括:交通事故、车辆抛锚、货物掉落、不利的气候条件等。o随机事件的位置和时间都是无法预测的,所引起的交通拥挤问题,难以采取控制交通需求或者提高通行能力等减轻常发性交通拥挤问题的对策来处理。Qingdao Technological University汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系解决高速公路交通问题的办法方案一新建高速公路或在原有线路上附加支线。n成本高,拆迁费用大,而且会破坏居住环境,经济和环境成本高,拆迁费用大,而且会破坏居住环境,经济和环境均难
8、以承受。均难以承受。方案二对高速公路上的交通情况进行控制,n以期达到以期达到合理组织交通合理组织交通,减少交通事故,缓和或消除拥挤,减少交通事故,缓和或消除拥挤,提高道路利用效率的目的。提高道路利用效率的目的。n设置高速公路设置高速公路监控系统监控系统,其成本仅占公路全部投资的,其成本仅占公路全部投资的5%10%5%10%。n方案二是解决高速公路交通问题的有效方法之一。方案二是解决高速公路交通问题的有效方法之一。Qingdao Technological University汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系高速公路交通控制的含义o所谓高速公路的交通控制,就是对一些主要交
9、通参数,如交通量、交通密度、速度、占有率、堵塞度以及交通状况、路面状况和气象参数等的实时观察和测量,o根据交通参数及交通条件的历史数据或实时采集的数据,按照某种预定的性能准则来调节高速公路上的交通参数,从而使公路自动地保持最佳的运行状态。Qingdao Technological University汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系交通控制策略o偶发性交通问题的控制策略n策略:消除或防止引起事件的原因,管理好事件临近地段策略:消除或防止引起事件的原因,管理好事件临近地段的交通需求,使高速公路尽快恢复正常服务水平。的交通需求,使高速公路尽快恢复正常服务水平。n技术技术:建
10、立监视系统,事件服务系统和驾驶员信息系统。建立监视系统,事件服务系统和驾驶员信息系统。o常发性交通问题的控制策略n控制交通需求、通过几何改善来提高通行能力、管理旅行控制交通需求、通过几何改善来提高通行能力、管理旅行需求。需求。n交通需求控制技术主要有:入口匝道控制、高速公路干道交通需求控制技术主要有:入口匝道控制、高速公路干道控制、优先通行权控制和通道控制控制、优先通行权控制和通道控制Qingdao Technological University汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系高速公路的控制系统o分为三个部分 (1)高速干道主线控制系统 (2)入口匝道控制系统 (3)
11、出口匝道控制系统o其中使用最广泛的是入口匝道控制系统。Qingdao Technological University汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系9.2 9.2 高速公路主线控制系统高速公路主线控制系统1.主线控制的作用n取得最佳均匀车速,从而使瓶颈路段的通行能力达到最大;n一旦因车速或车流密度发生变化而产生冲击波时,可防止汽车尾端冲撞;n当出现事故或因维修而使干道通行能力受到限制时,可提高高速干道的使用效率。Qingdao Technological University汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系2.主线控制系统的几种控制方法 1)可
12、变限速控制法可变限速控制法n设置可变限速标志,指示随交通状况变化的限制车速。n其作用是向驾驶员预告前方交通拥塞或将要通过瓶颈路段,驾驶员应按指示的限速行驶。2)车道封闭控制法)车道封闭控制法n美国底特律试用车道封闭标志车道封闭标志来提高高速干道使用效率。3)可逆车道控制法可逆车道控制法n高速干道在高峰期间,交通量将会出现较大的方向不平衡,这种不平衡在将来若干年内仍会存在,较为合理的解决办法是设计可逆车道。n利用可变情报标志通告驾驶员该走哪一个车道。Qingdao Technological University汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系可逆车道的使用:o西雅图北部
13、的第5号州际干道上的可逆车道控制取得了较好的效果。o优点:比较经济,能有效地利用道路空间和通行权。o设计依据:车流有很大的方向不平衡性,且今后将继续存在o应用:高速干道在维修养护期间,或一条车道因严重交通事故而引起车流阻塞时,可以利用对向车道作为应急之用。o高速干道如果没有良好的平行干道或街面道路可利用时,应优先考虑使用可逆车道。o若能保证安全、方便地行驶,则可逆车道能更有效地控制利用为车行道。Qingdao Technological University汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系o是高速公路交通控制中使用最广泛的一种方式o基本原理:平衡入口匝道处高速公路上、下
14、游交通量。n一般来说,如果上游交通量与从匝道进入的交通量一般来说,如果上游交通量与从匝道进入的交通量之和大于下游的通行能力就会发生交通拥挤。之和大于下游的通行能力就会发生交通拥挤。n若根据若根据上游的交通需求与下游通行能力之差上游的交通需求与下游通行能力之差来来限制限制进入匝道的交通流量进入匝道的交通流量便可减轻高速公路交通拥挤,便可减轻高速公路交通拥挤,n车辆在高速公路上的总延误时间及在匝道上等待进车辆在高速公路上的总延误时间及在匝道上等待进入高速公路的时间也会减少。入高速公路的时间也会减少。n入口匝道控制的基本原理就是入口匝道控制的基本原理就是限制进入高速公路的限制进入高速公路的车辆数目车
15、辆数目以保证高速公路自身的交通需求不超过其以保证高速公路自身的交通需求不超过其交通容量。交通容量。9.3 9.3 高速公路入口匝道控制高速公路入口匝道控制Qingdao Technological University汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系入口匝道的控制o入口匝道控制的作用n减少整个高速干道系统内所有车辆的行程时间;减少整个高速干道系统内所有车辆的行程时间;(干道通道)(干道通道)n使交通流量均匀平滑;使交通流量均匀平滑;n消除或减少交汇中的冲突和事故;消除或减少交汇中的冲突和事故;n可以减少车辆运行中的不舒适感和环境的干扰。可以减少车辆运行中的不舒适感和环境
16、的干扰。o入口匝道的控制作用可以是上述作用中的一个、几个或全部。Qingdao Technological University汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系入口匝道控制成功与否的条件(1)若要减少行程时间,则应有其它可供选择的路线为高速干道起到分流作用。否则车辆将被迫阻塞在匝道上。(2)必须有适当的储备空间可为等待匝道的车辆利用。(3)为节约行程时间,在高速干道下游出口必须有可供利用的通行能力存在,否则较少有益。(4)车流起讫必须适当,不然使用短程高速干道将意味车流分散小Qingdao Technological University汽车与交通学院交通运输工程系汽车
17、与交通学院交通运输工程系1)封闭匝道法在以下情形下考虑匝道封闭。(1)互通式立交非常接近,交织问题十分严重的地方;(2)有较多车辆要在匝道上排队,但没有足够长度容纳排队车辆的匝道;(3)附近有良好的道路可供绕道行驶。匝道封闭这种方式缺乏灵活性,其缺点多于优点,一般不采用。但高峰交通量条件下的一些时间内,封闭入口匝道在某些城市,如洛杉矶、休斯敦等地的使用已经获得成功。实际上,封闭匝道对控制交通量的作用有限,且将引起公众强烈不满。采用“封闭”来控制匝道不是好办法,用“调节”来实现匝道控制要好得多。入口匝道控制法入口匝道控制法Qingdao Technological University汽车与交通
18、学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系2)匝道定时限流控制o采用调节方法限制进入高速干道交通量的一种控制。o目的是为改善高速干道的交通状况和车流汇合时的安全。o如果匝道几何形状合理,则其可能通行能力为8001200辆/h。o匝道调节交通量的范围在正常交通量和某个合理最小交通量(180240辆/h)之间。o调节控制用交通信号来实现,按时允许一定数量的匝道车辆驶入高速干道。Qingdao Technological University汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系o定时限流是最简单的控制形式,其精确性与城市交叉口信号相同。o调节系统主要包括匝道上的信号灯、控制机
19、和交通标志。o限流率根据高速干道上游交通量、下游通行能力和匝道进入高速干道的交通量来设定。o图例12-10,交通需求超过高速干道瓶颈的例子。Qingdao Technological University汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系图1交通需求量超过高速公路瓶颈的例子图2装置环形检测器的匝道调节系统根据上述图例情况,若匝道限流率选择根据上述图例情况,若匝道限流率选择200200辆辆/h/h,且设置,且设置匝道交通量调节系统,那么此高速干道对匝道交通量调节系统,那么此高速干道对72007200辆辆/h/h的交的交通需求量是适应的,且产生较好的交通条件。通需求量是适应的
20、,且产生较好的交通条件。如果认为该限流率太小,则可以调节其他一些匝道上游如果认为该限流率太小,则可以调节其他一些匝道上游的交通量。的交通量。Qingdao Technological University汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系改进式改进式装置环形检测器的匝道调节系统装置环形检测器的匝道调节系统信号调节匝道入口装置信号调节匝道入口装置检测器检测器,当车,当车辆在停车线等候时,信号将转换为绿辆在停车线等候时,信号将转换为绿色。色。如果固定的限流间隔时间已经过去如果固定的限流间隔时间已经过去,车辆一经过感应检测器,则信号马上车辆一经过感应检测器,则信号马上转为绿色。
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- 道路交通 控制 教学 课件 第九 高速 公路交通 文档
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