高速公路分道限速措施对驾驶行为及交通流的影响研究

【摘要】：作为一种较新的限速管理措施,分道限速措施是我国高速公路广泛采用的管理手段。目前,由于对该管理措施了解不够深入,驾驶员对分道限速的遵守程度较低,影响了分道限速的实际效果。因此,探清分道限速措施对驾驶员驾驶行为以及交通流的影响,对确定合理的分道限速措施和提高管理效果具有重要意义。本文综合采用驾驶模拟实验、调查问卷、数理统计方法以及交通流仿真,分析了分道限速措施对高速公路驾驶员的驾驶行为以及交通流的影响。首先,基于驾驶模拟实验,分析了不同分道限速措施下驾驶员的驾驶行为和驾驶负荷差异。结果表明,分道限速措施对驾驶员的换道行为和驾驶负荷带来了显著的影响。特别是在复杂分道限速下,驾驶员表现出换道频次减少、换道持续时间缩短、换道时纵向平均速度降低以及横向加速度增大的特点;同时,驾驶员的驾驶负荷显著增加。其次,基于BP神经网络建立了驾驶员的微观换道决策模型。该模型可以综合考虑分道限速的不同限速值以及其他因素的影响,在进行驾驶员换道决策预测时具有较高的精度。随后,建立了考虑微观换道决策的双车道高速公路CA交通流模型,并采用实测交通流数据进行了有效性验证。然后,采用交通流仿真方法,分析了分道限速措施对高速公路交通效率和交通安全的影响。交通效率分析结果表明,分道限速措施对于交通效率的影响主要体现在较低车辆密度范围,当慢车比例较多时,分道限速措施可改善道路通行能力;交通安全分析结果表明,分道限速措施有利于交通安全性的提高,具体表现是车道车速离散程度和换道频率的降低,同时危险换道情景和右侧超车危险情景发生率均显著降低。此外还分析了不同遵守率对交通流带来的影响,结果表明遵守率降低将导致高速公路交通安全水平下降。最后,针对我国高速公路交通现状,建议在现阶段采用复杂分道限速措施。同时,建议相关部门明确违反分道限速的执法标准,通过宣传教育提高驾驶员对分道限速措施的理解和遵守程度,以提高分道限速措施的管理效果。