摘 要

随着高速公路迅速发展，里程和质量都在不断提高，但是日益增长的交通量也在不断挑战着高速公路承载能力的极限，在此背景下，匝道管控技术作为一种主动控制手段，开始逐渐运用到高速公路管理中。该技术从最初的固定时间流技术发展到今天的智能坡道控制技术，在国内外应用广泛。但在国内的高速公路运行管理上，应用较少。

本文主要是探讨匝道管控技术对高速公路的承载能力的影响，首先是分析宁沪高速路段的实际交通状况，对匝道管控技术进行筛选，建立反映匝道控制技术下的入口匝道基础模型，综合设计评价各种匝道技术对高速公路承载能力的影响。选取适合沪宁高速拥挤路段的匝道管控技术并进行VISSIM仿真，通过构建不同的仿真路段和场景，分析匝道管控技术应用前后的高速公路通行能力的变化。选取主干路流率和行车延误作为评价 ，研究结果表明匝道管控技术能够实现对主干路流量不同程度的优化。

本文的研究成果有助于分析高速公路交通现状，优化公路通行能力，为公路规划设计提供依据，为匝道的交通管理和控制及入口组织优化设施提供参考，提高高速公路运行效率。

关键词：高速公路，匝道管控技术，通行能力，VISSIM，交通流

Influence of ramp control technology on expressway traffic capacity

Abstract

With the rapid development of expressway, mileage and quality are constantly improving, but the growing traffic volume is also constantly challenging the limits of the carrying capacity of highways, in this context, ramp control technology as an active control means, began to gradually apply to highway management. The technology has evolved from the initial fixed time flow technology to today's Intelligent ramp control technology, which is widely used at home and abroad. But in the domestic highway operation Management, the application is less. This paper mainly discusses the influence of ramp control technology on the bearing capacity of expressway, first of all, analyzes the actual traffic situation of the high-speed section of Ning and Shanghai, selects the ramp control technology, establishes the base model of the inlet ramp reflecting the ramp control technology, and comprehensively designs and evaluates the influence of various ramp technology on the carrying capacity of expressway. This paper selects the ramp control technology suitable for the high speed crowded section of Shanghai-Nanjing and carries on the VISSIM simulation, and analyzes the change of highway capacity before and after the application of ramp control technology by constructing different simulation sections and scenes. The main road flow rate and driving delay are selected as the evaluation, and the results show that the ramp control technology can realize the optimization of main road flow in different degree. The research results of this paper are helpful to analyze the current situation of expressway traffic, optimize highway capacity, provide basis for highway planning and design, provide reference for traffic management and control of ramp and optimization facilities of inlet organization, and improve the efficiency of expressway operation.

Key words: Expressway, ramp control technology, capacity, Vissim, traffic volume

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 研究内容和关键问题 1

1.3 研究方法和技术路线 2

第二章 国内外研究和应用进展 4

2.1 国内外研究现状 4

2.1.1 入口匝道技术研究现状 4

2.1.2国内外匝道管控研究现状 5

2.2 国内外应用现状 6

2.2.1 国内应用现状 6

2.2.2 国外应用现状 8

第三章 基于宁沪高速的匝道控制研究方案 9

3.1宁沪高速基本概况 9

3.1.1宁沪高速干路概况 9

3.1.2宁沪高速公路匝道基本概况 9

3.2 宁沪匝道交通流特性 11

3.3宁沪高速仿真方案选择与设计 16

第四章 仿真模拟及评价 20

4.1 仿真场景构建 20

4.2 仿真参数输入 24

4.3 仿真评价指标与结果分析 26

五、结论与展望 31

5.1 研究结论 31

5.2 未来展望 31

参考文献 33

致 谢 36

附 录 37

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

匝道管控技术是控制和优化高速公路及城市道路通行能力技术中，应用最广泛、最有效的控制形式。各国使用它来对车辆的数量和速度进行操控，因为是主动控制，一般设在高速公路和入口匝道交汇处。

匝道管控技术可以通过控制汇入车流数量和梯队化放行的方式来减少高速公路拥堵，实现提高主线车流时速和增加道路通行量的效果。匝道管控系统通常是仅在路段高峰运行时开启，在非高峰时段将匝道信控灯持续显示绿色或者完全关闭，以保证交通流可以不中断驶入。

匝道管控技术是一种平衡入口坡道两侧上下交通流量的方法，作用原理就是控制匝道上的车辆，不让高速公路及城市道路出现拥堵。相对来说，拥堵就是匝道的交通量和干路的交通量之和，超过了通行能力之和。若按上游交通需求与下游交通容量之差，限制进入匝道的交通流量，则可减少高速公路的交通挤塞，而且高速公路上车辆的总延迟时间和在匝道上排队进入高速公路的时间也会减少，高速公路交通控制与诱导方法的研究[30]。简言之，出入匝道管制的基本原则是限制进入高速公路的车辆数量，以确保高速公路自身的交通需求不超过其通行能力。在我国，随着高速公路里程的不断增加，其维护和评估需要考虑更多的因素，故这里主要研究匝道管控技术对高速公路承载能力的影响。研究成果可为高速公路规划设计提供依据，为匝道口的交通管理与控制、入口组织优化的设施提供参考。

随着社会和时代的推进，公路年限越来越长，其通行能力越来越弱。于是世界各国开始寻求解决方法和优化措施，目前应用广泛的是匝道管控技术。匝道管控的灵活性使得交通量的通行更高效、可控、实时。匝道控制手段有五种。（具体见1.2研究内容及关键问题）。匝道控制具有很强的灵活性，其应用也是。根据交通量的特性、道路的实际情况，结合国情，找出最合适的匝道管控技术组合，进行应用优化。依据中国目前交通的发展，我认为可以借鉴日本、美国等经济发达地区，其交通发展先进，具有很强的参考意义。

1.2 研究内容和关键问题

本研究主要是探讨匝道管控技术对高速公路承载能力的影响，所以首先我会对匝道管控技术进行分类。入口匝道控制技术是目前高速公路、城市快速路等车辆汇入控制系统中，应用最为广泛且同时效果最高的方法

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