山区双车道公路通行能力研究

论文摘要

我国幅员广袤,地域辽阔,其中69%的国土面积为山区,特别是在西部的12个省市区中,山区所占的比例更是高达80%以上。双车道公路作为国家和省内的一般干线公路,是我国公路网中最普遍的一种公路形式。在西部地区,双车道公路占公路总里程的95%以上,在公路网中发挥着巨大作用。随着西部大开发的深入开展,中央把交通建设作为西部大开发的重中之重,将投资7000亿元改善西部地区的公路运输网络,解决行车条件差、通达水平低的状况。这是一项建设规模宏大、投资规模巨大的基础工程,要求各级部门在公路设计时,必须依据合理的公路通行能力、服务水平、道路线形等指标来确定,防止工程投资的巨额浪费和后期的生态灾难。但由于我国对于双车道公路通行能力的研究,尤其是对山区双车道公路通行能力的研究已滞后于工程实践,不能满足目前西部地区大规模公路建设的要求,因此交通部专门立项对山区双车道公路通行能力展开研究。本文首先对国内外双车道公路通行能力的研究现状进行了总结和评述,特别是对美国道路通行能力手册（HCM）中的相关研究历史及结论进行了详细分析,并回顾总结了我国在双车道公路通行能力研究中取得的成果。在此基础上,提出了双车道公路双向车道通行能力值小于单向车道通行能力值的两倍这一有趣现象,并指出了国内外在该领域中对双车道公路通行能力、服务水平、道路线形影响等研究中存在的不足,确定了本论文应该从数据采集和处理、通行能力理论分析、服务水平量化分析、道路线形影响等方面开展研究。研究中首次提出了运用高精度GPS动态数据采集仪对双车道公路上的超车行为进行观测,设计了根据驾驶员感受度来衡量超车过程的实验方案,并通过后期数据处理得到了超车过程中两个重要的可接受间隙参数-可超车车头时距和可回车车头时距的临界间隙值,为定性和定量分析双车道公路通行能力提供有力的数据支持;同时,还提出了观测超车率的实验方法以及测量加速度干扰的实验方案,统一了计算加速度干扰的时间统计间隔,为双车道公路的服务水平量化研究奠定基础;最后还简单介绍了驾驶员问卷调查法和仿真程序中模型参数标定和验证的数据采集方法。根据超车实验得到了可回车车头时距和可超车车头时距的临界间隙值分别为2.8s和8s,并得到了理论条件下双向、单向车道的最小通行能力值,从而较好地解释了双车道公路双向车道通行能力值小于单向车道通行能力值两倍的原

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 公路通行能力研究的目的和意义
• 1.3 本论文的研究方法和技术路线
• 1.3.1 主要研究方法
• 1.3.2 技术路线
• 1.4 本论文的主要研究内容和结论
• 第2章 国内外研究现状
• 2.1 引言
• 2.2 国外双车道公路通行能力研究
• 2.2.1 美国HCM 的研究
• 2.2.2 其它国家的研究
• 2.2.3 国外双车道公路通行能力观测值和推荐值
• 2.2.4 双车道公路仿真模型研究与应用
• 2.2.5 世界部分国家的通行能力研究比较
• 2.3 国内研究现状
• 2.4 本章小结
• 第3章 数据采集与处理
• 3.1 引言
• 3.2 超车实验
• 3.2.1 可接受间隙的定义
• 3.2.2 实验方案
• 3.2.3 实验设备
• 3.2.4 预备实验
• 3.2.5 正式实验
• 3.2.6 数据处理
• 3.3 超车率调查
• 3.4 加速度干扰调查
• 3.4.1 数据采集的传统方法
• 3.4.2 本论文中使用的方法
• 3.4.3 数据处理和分析
• 3.5 驾驶员问卷调查
• 3.6 仿真模型标定和验证调查
• 3.7 本章小结
• 第4章 双车道公路通行能力理论研究
• 4.1 引言
• 4.2 双车道公路上的超车问题
• 4.2.1 产生原因
• 4.2.2 超车机理
• 4.2.3 可超车视距与可超车时距的关系
• 4.3 双车道公路车头时距
• 4.3.1 车头时距一般分布形式
• 4.3.2 双车道公路车头时距的分布形式
• 4.4 可接受间隙理论及方法应用
• 4.4.1 临界间隙的计算方法
• 4.4.2 确定可回车车头时距临界间隙值
• 4.4.3 确定可超车车头时距临界间隙值
• 4.5 单向、双向车道最小通行能力值理论分析
• 4.5.1 方向分布系数为0/100 的最小通行能力值
• 4.5.2 方向分布系数为50/50 的最小通行能力值
• 4.5.3 单向、双向车道最小通行能力值比较与解释
• 4.6 双车道公路通行能力理论分析
• 4.6.1 通行能力理论分析模型
• 4.6.2 “九五”双车道公路通行能力研究方法及成果
• 4.6.3 本研究使用的方法
• 4.7 仿真模型验证通行能力
• 4.8 本章小结
• 第5章 服务水平量化研究
• 5.1 引言
• 5.2 目前服务水平分级方法中存在的问题
• 5.2.1 经验法
• 5.2.2 模糊评判法
• 5.3 服务水平量化研究
• 5.3.1 基于超车率的服务水平量化研究
• 5.3.2 基于加速度干扰的服务水平量化研究
• 5.3.3 双车道公路服务水平的划分标准
• 5.3.4 驾驶员感受验证
• 5.4 本章小结
• 第6章 道路线形对通行能力的影响研究
• 6.1 引言
• 6.2 山区双车道公路道路交通特性
• 6.2.1 道路特性
• 6.2.2 交通特性
• 6.3 平纵线形自由流速度研究
• 6.3.1 平曲线自由流速度
• 6.3.2 纵坡自由流速度
• 6.4 道路线形对通行能力的影响研究
• 6.4.1 平纵线形对通行能力的影响
• 6.4.2 其它因素对通行能力的影响
• 6.5 本章小结
• 结论
• 1 主要研究成果
• 2 本研究的创新点
• 3 未来展望
• 参考文献
• 附录1 TWOSIM 仿真程序
• 附录2 被超车车速与可回车车头时距的关系
• 攻读博士学位期间发表学术论文及主要科研工作
• 致谢