顾浩枫 葛婷 徐鸿敏 张波 丁浩然 龙天翔

摘 要：为了明确入口区域渠化（入口加速车道与主线车道间硬隔离）的有效性和适用条件，本研究借助无人机设备对苏州市部分快速路入口区域交通运行情况进行了航拍，提取了车辆行驶轨迹、速度等运行数据。在此基础上，对渠化后的入口区域车辆速度分布及合流车辆汇入特性等进行了分析。研究发现渠化后的入口区域主线车辆速度分布较均匀，仅对渐变段区域车辆运行产生了一定的影响;合流车辆在渐变段汇入位置呈现正态分布，这在一定程度上缩减了由于车辆合流对主线交通的影响，可以提高快速路入口区域的运行效率。本文的研究成果和思路可为快速路入口区域优化设计和交通安全管理提供参考。

关键词：城市快速路;入口区域;加速车道;VISSIM仿真;速度

0 引言

城市快速路入口区域是实现地面道路与主线交通转换的关键部位。入口匝道车辆需在该区域内变换车道汇入主线，在变换车道过程中将与主线直行车辆产生大量冲突。复杂的驾驶操作极易造成该区域车辆缓行、事故高发等问题[1-2]。为了提高入口区域的安全性，部分学者对入口区域的几何设计及优化进行了研究。王进等人对加速车道、过渡段、标线渠化带等长度进行了分析[3];韩敏等人将车辆运行过程划分为车辆汇入、标牌识读、车辆交织及排队等四个部分，确定了城市快速路无控接入口与相邻大型信号路口的接入间距[4];潘兵宏[5]、王灵利[6]等人根据车头时距分布、变换车道特性、服务水平等，建立了连续入口、连续出口、连续出入口最小间距模型。张东明等利用VISSIM对立交节点处同时布置快速路入口匝道的几何设计进行了研究[7]。上述研究对完善入口区域设计、提高行车安全起到了积极的作用。

《城市快速路设计规程》（CJJ129-2009）中关于快速路入口区域变速车道设计划分为直接式加速车道和平行式加速车道[8]。研究团队结合实际调研发现，多个城市在快速路入口区域设计时采用了平行式加速车道形式，但在后期运营中通过改变地面标线形式、加速车道与主线间设置隔离设施改变了原平行式加速车道形式和入口车辆运行状态。但目前尚缺少关于该种方式合理性的分析，因此，有必要对该渠化措施执行后的效果进行分析，以明确该方法是否有效以及适用条件，为快速路入口区域优化设计和管理提供参考。

1 数据采集

本文采用大疆mavic2 zoom无人机设备对苏州市两处快速路入口区域进行了航拍。两处入口原始施工图设计中几何尺寸及运营后的渠化设置相同，见图1。其中快速路主线双向六车道，车道宽度为3.75 m，全线禁货，主线限速80 km/h，匝道限速40 km/h。视频采集时无人机飞行高度300 m～400 m，拍摄路段视野范围约500 m。拍摄选择在天气晴朗、无风时进行，拍摄时段为工作日的15：00-18：00，包含了平峰和高峰时段。

利用图像处理软件进行数据提取，提取时坐标系建立在合流点处，根据地面标线长度对比例进行了校正。提取的数据包括每辆车的编号、时间、帧号、车辆行驶轨迹坐标、速度及加速度。最终提取了主线直行车辆576辆，匝道汇入车辆207辆。

2 渠化后的车辆运行特性分析

2.1 车辆速度分布特性

对视频提取的主线各车道以及入口匝道速度分布情况进行了分析，汇总见图2，可以看出因加速车道与主线硬隔离，入口车辆需在渐变段内完成汇入主线过程。在渐变段范围内，主线1车道速度呈现明显下降趋势，且速度分布离散性最为明显;2车道车辆受1车道影响也呈下降趋势，但整体分布较均匀;而最内侧3车道速度最为平稳。

入口车辆在进入加速车道段后呈现先减速然后加速的趋势。由于合流车辆在进入渐变段后需等待合流机会汇入主线1车道，因此在加速车道末端渐变段前半段可以汇入主线时速度最低，汇入主线后呈现明显加速趋势。

2.2 合流车辆汇入特性分析

入口车辆汇入主线时的位置频率分布见图3。由于加速车道段隔离，合流车辆只能在渐变段完成变道并汇入主线的操作，此时在渐变段汇入主线的位置呈正态分布，近80%的车辆选择在渐变段中间位置汇入主线。

3 结语

本文借助航拍获取了快速路入口区域实际运营视频，利用软件提取了实际运营视频中的车辆运行参数并进行了分析。在此基础上对快速路渠化后的入口（平行式入口加速车道与主线硬隔离）车辆运行特性进行了研究分析，研究发现渠化后的入口区域主线车辆速度分布较均匀，仅对渐变段区域车辆运行产生了一定的影响;合流车辆在渐变段汇入位置呈现正态分布，这在一定程度上缩减了由于车辆合流对主线交通的影响，可以提高快速路入口區域的运行效率。本文为快速路入口区域管制措施（平行式入口加速车道与主线硬隔离）的合理性和有效性提供了理论分析。相关研究思路和结论可为快速路入口区域优化设计和运营管理措施的制定提供参考依据，从而提高快速路入口区域的通行效率和行车安全。

参考文献：

[1]Transportation Research Board.Access management manual 2nd edition （AMM2）[M]. Washington，D.C，.2014.[2]Transportation Research Board.Highway Capacity Manual 2010[M].National Research Council，Washington DC，2010.

[3]王进，杨晓光.平面式快速路出入口最小间距研究[J].城市交通，2010，8（3）：50-57.

[4]韩敏，沈巍.城市快速公路无控接入口与相邻大型信号路口接入间距分析[J].贵州大学学报（自然科学版），2017，34（4）：115-118.

[5]潘兵宏，余小龙.高速公路主线同侧连续入口最小间距研究[J].公路，2017（6）：1-7.

[6]王灵利，李新伟，潘兵宏，等.高速公路主线侧连续出口最小间距研究[J].铁道科学与工程学报，2016，13（4）：626-631.

[7]张东明，周雪梅.快速路组合匝道几何设计研究[J].武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2019，43（2）：258-261.

[8]中华人民共和国住房和城乡建设部.城市快速路设计规程（CJJ 129-2009）[S].中国建筑工业出版社，2009.