本發(fā)明屬于交通標(biāo)線施劃技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高速公路合流區(qū)禁止匯入線的設(shè)置方法。

背景技術(shù)：

在高速公路合流區(qū)，匝道車輛的匯入通常會(huì)干擾主線車輛的平穩(wěn)運(yùn)行，且由于缺乏有效的交通管理措施，匝道車輛往往未加速完全就提前駛?cè)胫骶€，過大的速度差極易引發(fā)交通事故。交通標(biāo)線是一種實(shí)用、有效的交通管理設(shè)施，且實(shí)際可操作性強(qiáng)，因此可通過施劃交通標(biāo)線對匝道車輛匯入行為進(jìn)行引導(dǎo)和管理。

對比我國與西方發(fā)達(dá)國家關(guān)于交通標(biāo)線設(shè)置的規(guī)范可知：我國規(guī)范《道路交通標(biāo)志與標(biāo)線》(gb5768-2009)與《公路交通標(biāo)志和標(biāo)線設(shè)置規(guī)范》(jtgd82—2009)缺少在出入口平行式變速車道三角地帶標(biāo)線合流點(diǎn)下游設(shè)置一定長度白實(shí)線(即禁止匯入線)的規(guī)定；且通過檢索現(xiàn)有專利及論文發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)相關(guān)研究不多。現(xiàn)有論文多集中于對合流區(qū)加速車道設(shè)置的研究，王春娥在《公路交通科技》2013，30(1)上的“高速公路立交變速車道長度研究”中根據(jù)駕駛員的駕駛行為和車輛在變速車道的速度變化，將加速車道分為加速段、等待段、漸變段三段分別計(jì)算，其中等待段長度采用可接受間隙理論計(jì)算；李文權(quán)、王煒在《東南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版》2002，32(2)上的“高速公路加速車道上車輛的匯入特征分析”調(diào)查統(tǒng)計(jì)得出了匝道車輛匯入位置多集中于加速車道中部的規(guī)律，并分析認(rèn)為在中部匯入通常為經(jīng)過加速、等待、匯入一系列較為從容的過程，可認(rèn)為在中間匯入是較為舒適且安全的。但二者均未對匝道車輛未加速完全便進(jìn)入主線這一情況以及禁止匯入線的施劃進(jìn)行進(jìn)一步研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的在高速公路合流區(qū)，匝道車輛未加速完全而提前駛?cè)胫骶€，極易引發(fā)交通事故的問題，本發(fā)明提供一種通過設(shè)置禁止匯入線可促使匝道車輛加速完全，減小速度差，改善高速公路合流區(qū)的安全性的高速公路合流區(qū)禁止匯入線的設(shè)置方法。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高速公路合流區(qū)禁止匯入線的設(shè)置方法，本發(fā)明更適用于采用平行式加速車道進(jìn)行合流的高速公路合流區(qū)，禁止匯入線為合流區(qū)入口處三角地帶標(biāo)線合流點(diǎn)下游設(shè)置的一定長度的白實(shí)線，包括如下步驟：

步驟一：對于高速公路合流區(qū)的基本交通數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；

步驟二：對最短匯入距離進(jìn)行計(jì)算，分別計(jì)算低密度狀態(tài)下的最短匯入距離llow和中密度狀態(tài)下的最短匯入距離lmid；

步驟三：通過步驟二中得出的llow和lmid對最短匯入距離進(jìn)行最終確定min{llow,lmid}；

步驟四：對合流鼻端標(biāo)線進(jìn)行測量得出沿道路線形方向合流鼻端標(biāo)線長度為ln；

步驟五：將步驟四中測量得出的合流鼻端標(biāo)線長度ln與步驟三中得出的最短匯入距離min{llow,lmid}進(jìn)行比較，如果ln≥min{llow,lmid}則不施劃禁止匯入線，如果ln＜min{llow,lmid}則禁止匯入線lb＝min{llow,lmid}-ln。

進(jìn)一步的，所述步驟一中需要采集的高速公路合流區(qū)基本交通數(shù)據(jù)內(nèi)容包括：高速公路主線交通量、高速公路主線外側(cè)車道交通量、匝道交通量、主線車輛運(yùn)行速度、匝道車輛運(yùn)行速度和匝道車輛合流速度。

進(jìn)一步的，所述高速公路主線外側(cè)車道交通量通過如下公式計(jì)算：

q＝136+0.345qf-0.115qr

式中，qf為高速公路主線交通量；qr為匝道交通量。

進(jìn)一步的，所述匝道車輛合流速度通過如下公式計(jì)算：

vm＝vf-15

式中，vm為合流速度；vf為主線車輛運(yùn)行速度。

進(jìn)一步的，所述步驟二中低密度狀態(tài)下的最短匯入距離llow的計(jì)算方法如下：

式中，llow為低密度狀態(tài)下最短匯入距離；vf為主線車輛運(yùn)行速度；vr為匝道車輛運(yùn)行速度；a為匝道車輛加速度，取0.8～1.2m/s²。

進(jìn)一步的，所述步驟二中中密度狀態(tài)下的最短匯入距離lmid的計(jì)算方法如下：

lmid＝la+lw

式中，lmid為中密度狀態(tài)下最短匯入距離；la為中密度狀態(tài)下匯入加速段長度；lw為中密度狀態(tài)下等待匯入距離；

其中中密度狀態(tài)下匯入加速段長度la的計(jì)算公式如下：

式中，vm為合流速度即匝道車輛加速后等待主線間隙時(shí)的速度；vr為匝道車輛運(yùn)行速度；a為匝道車輛加速度，取0.8～1.2m/s²；

中密度狀態(tài)下等待匯入距離lw的計(jì)算公式如下：

式中，n為經(jīng)過的車頭時(shí)距個(gè)數(shù)；vm為合流速度；q為主線外側(cè)車道的交通量。

進(jìn)一步的，所述車頭時(shí)距個(gè)數(shù)n的計(jì)算方法如下：

首先計(jì)算主線外側(cè)車道出現(xiàn)可穿越間隙的概率pc，計(jì)算方法為：

式中，to為主線外側(cè)車道可穿越間隙；其中可穿越間隙分布類似正態(tài)分布，取85％位分布值為可穿越間隙值，t0＝5s；h為車頭時(shí)距；其中合流區(qū)車頭時(shí)距滿足erlang分布；k為erlang分布階數(shù)，λ為erlang分布參數(shù)；主線外側(cè)車道交通量位于250～500veh/h時(shí)，k＝2；主路外側(cè)車道交通位于500～750veh/h時(shí)，k＝3；λ按公式計(jì)算；

然后繪制成功匯入累積頻率曲線，經(jīng)過n個(gè)車頭時(shí)距成功匯入的累計(jì)概率p(n)計(jì)算式如下：

式中，pc為主線外側(cè)車道出現(xiàn)可穿越間隙的概率；i為車頭時(shí)距個(gè)數(shù)，1≤i≤n；

最后采用累積頻率曲線分析法和插值法，取15％位為最低匯入要求，確定滿足最低匯入要求的車頭時(shí)距數(shù)量n。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明通過在高速公路合流區(qū)三角地帶下游施劃一定長度的白實(shí)線，減少合流區(qū)匝道車輛未加速完全便進(jìn)入主線的現(xiàn)象，從而有效避免因主線車輛與匝道車輛速度差過大而導(dǎo)致的交通事故，有利于高速公路合流區(qū)安全改善提升。

本發(fā)明能有效減少高速公路合流區(qū)匝道車輛因未加速完全而提前駛?cè)胫骶€所帶來的安全隱患，通過保障匝道車輛變速充分，降低主線車輛與匝道車輛速度差，從而提高高速公路合流區(qū)安全性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的總體流程圖；

圖2為實(shí)施例1中高速公路合流區(qū)禁止匯入線的示意圖；

圖3為實(shí)施例1中匝道車輛成功匯入主線累積頻率曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。

實(shí)施例1：

如圖1所示，本發(fā)明所述的一種高速公路合流區(qū)禁止匯入線的設(shè)置方法包括如下步驟：

1)采集高速公路合流區(qū)基本交通數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)內(nèi)容包括：高速公路主線交通量、高速公路主線外側(cè)車道交通量、匝道交通量、主線車輛運(yùn)行速度、匝道車輛運(yùn)行速度、匝道車輛合流速度、合流鼻端標(biāo)線長度ln；若高速公路主線外側(cè)車道交通量無法通過實(shí)測獲取，可按如下公式估算：

q＝136+0.345qf-0.115qr

式中，qf為高速公路主線交通量，veh/h；qr為匝道交通量，veh/h。

若匝道車輛合流速度無法通過實(shí)測數(shù)據(jù)獲取，可按如下公式估算：

vm＝vf-15

式中，vm為合流速度，km/h；vf為主線車輛運(yùn)行速度，km/h。

2)計(jì)算主線交通為低密度狀態(tài)時(shí)的最短匯入距離，計(jì)算公式如下：

式中，llow為低密度狀態(tài)下最短匯入距離，m；vf為主線車輛運(yùn)行速度，m/s²；vr為匝道車輛運(yùn)行速度，m/s；a為匝道車輛加速度，取0.8～1.2m/s²。

3)計(jì)算主線交通為中密度狀態(tài)時(shí)的最短匯入距離，計(jì)算公式如下：

lmid＝la+lw

式中，lmid為中密度狀態(tài)下最短匯入距離，m；la為中密度狀態(tài)下匯入加速段長度，m；lw為中密度狀態(tài)下等待匯入距離，m。

其中，匯入加速段長度la按公式計(jì)算；式中，vm為合流速度，即匝道車輛加速后等待主線間隙時(shí)的速度，m/s；vr為匝道車輛運(yùn)行速度，m/s；a為匝道車輛加速度，取0.8～1.2m/s²。

其中，匯入等待段長度lw按公式計(jì)算；式中，lw為中密度情況下匯入等待段長度，m；n為經(jīng)過的車頭時(shí)距個(gè)數(shù)；vm為合流速度，m/s；q為主線外側(cè)車道的交通量，veh/h/lane。

其中，經(jīng)過的車頭時(shí)距個(gè)數(shù)n按如下步驟計(jì)算：

步驟一：計(jì)算主線外側(cè)車道出現(xiàn)可穿越間隙的概率pc，計(jì)算方法為：

式中，to為主線外側(cè)車道可穿越間隙，s；其中可穿越間隙分布類似正態(tài)分布，取85％位分布值為可穿越間隙值，t0＝5s；

h為車頭時(shí)距，s；其中合流區(qū)車頭時(shí)距滿足erlang分布；k為erlang分布階數(shù)，λ為erlang分布參數(shù)；主線外側(cè)車道交通量位于250～500veh/h時(shí)，k＝2；主路外側(cè)車道交通位于500～750veh/h時(shí)，k＝3；λ可按公式計(jì)算。

步驟二：繪制成功匯入累積頻率曲線，如圖3所示；經(jīng)過n個(gè)車頭時(shí)距成功匯入的累計(jì)概率p(n)計(jì)算式如下：

式中，pc為主線外側(cè)車道出現(xiàn)可穿越間隙的概率；i為車頭時(shí)距個(gè)數(shù)，1≤i≤n。

步驟三：采用累積頻率曲線分析法和插值法，取15％位為最低匯入要求，確定滿足最低匯入要求的車頭時(shí)距數(shù)量n。

4)確定禁止匯入線長度lb。禁止匯入線長度的確定從鼻端開始計(jì)算，若沿道路線形方向合流鼻端標(biāo)線長度ln不足min{llow,lmid}，則應(yīng)施劃禁止匯入線lb補(bǔ)充，lb＝min{llow,lmid}-ln。最后如圖2所示，繪制禁止匯入線。

實(shí)施例2：

以南京市馬群樞紐西南側(cè)一合流區(qū)為例，具體闡述高速公路合流區(qū)禁止匯入線的設(shè)置方法。

1)經(jīng)調(diào)查，合流區(qū)的基本交通數(shù)據(jù)如下表1所示：

根據(jù)主線外側(cè)交通量計(jì)算公式可計(jì)算主線外側(cè)車道交通量q＝589pcu/h；根據(jù)合流速度計(jì)算公式可得vm＝65km/h。

2)低密度狀態(tài)下最小匯入距離為相關(guān)數(shù)據(jù)帶入計(jì)算可得，llow＝90m。

3)中密度狀態(tài)下匯入加速段距離為相關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算可得，la＝20m。

4)主線外側(cè)車道交通量q＝589pcu/h，因此主線外側(cè)車頭時(shí)距符合3階erlang分布；

k取3，參數(shù)計(jì)算可得λ＝0.49s^-1；利用所述公式計(jì)算出主線外側(cè)車道出現(xiàn)可穿越間隙的概率pc＝0.56；繪制累計(jì)頻率曲線，并采用線性插值法得n＝0.27；

計(jì)算中密度狀態(tài)下匯入等待段距離因此，中密度狀態(tài)下最小匯入距離lmid＝la+lw＝50m。

5)綜合考慮低密度與中密度兩種狀態(tài)min{llow,lmid}＝50m，由于現(xiàn)狀鼻端距三角地帶標(biāo)線末尾處僅為ln＝42m，所以禁止匯入線長度為lb＝min{llow,lmid}-ln＝8m；從三角地帶標(biāo)線末尾始，沿道路線形施劃8m。

應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。