【摘 要】
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可变限速控制技术（Variable speed limits,VSL）是目前高速公路广泛应用的管制措施,主要用于缓解高速公路主线路段拥挤情况。相比固定限速、多级限速等管制措施,VSL可以更灵活地调控车速,提高高速公路通行效率,保障高速公路行驶安全。当高速公路出现如浓雾等不良天气时,我国仍采用封闭高速公路等固定限速手段,VSL在高速公路上浓雾出现时的应用有待完善。因此本文针对可变限速控制方法在高速公
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可变限速控制技术（Variable speed limits,VSL）是目前高速公路广泛应用的管制措施,主要用于缓解高速公路主线路段拥挤情况。相比固定限速、多级限速等管制措施,VSL可以更灵活地调控车速,提高高速公路通行效率,保障高速公路行驶安全。当高速公路出现如浓雾等不良天气时,我国仍采用封闭高速公路等固定限速手段,VSL在高速公路上浓雾出现时的应用有待完善。因此本文针对可变限速控制方法在高速公路上浓雾环境的应用进行了相关研究。首先,分析能见度下降时对高速公路交通安全的影响特性。对高速公路开展实际调研,调查高速公路上的交通事故、封路情况、雾天出现次数及持续时长等数据,从安全和效率两个角度,分析雾天高速公路采用固定限速存在的局限性,为研究浓雾高速公路VSL控制模型提供了数据支持。其次,构建了浓雾下高速公路的VSL模型。通过分析现有限速方案,划分高速公路雾区路段,进行动态限速;提出基础安全速度概念,结合能见度和路面摩阻系数等因素,确定限速值,对车速进行调控;根据交通监测器数据,确定近似车速值,构建浓雾天高速公路VSL计算模型,得到不同能见度下行车安全车速和安全行车间距,并设计VSL浓雾高速公路应用流程,为VSL控制方法提供了模型基础。然后,改进元胞传输模型（Cell Transmission Model,CTM）。考虑数学解析特点和车辆个体变化规律,选择CTM作为基础交通流模型;结合浓雾下交通流不连续状态,引入天气调整因素（Weather adjustment factor,WAF）,建立改进的CTM模型;根据元胞流量变化,判断元胞内交通流状态,设计了VSL控制下的雾天交通流状态三阶段,为描述雾天交通流状态提供了交通流模型。最终,利用VISSIM实现浓雾下高速公路VSL模型仿真。从出行效率和出行安全角度,对比VSL控制和固定限速控制中的最大车速差和平均车速指标;基于浓雾变化过程,根据改进CTM模型将模拟道路分割为10个元胞,分析VSL控制和固定限速控制对行程时间和道路通行能力的影响。仿真结果表明,VSL相比固定限速手段可以有效地提高浓雾下高速公路通行效率和出行安全,为VSL在浓雾下高速公路的应用实施提供理论依据。
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