八车道高速公路互通立交减速车道合理长度研究
设置于互通立交上的变速车道设计探析
设置于互通立交上的变速车道设计探析王董晶【摘要】互通立交的变速车道设计时存在形式和设计方法如何选择的问题,设置不当会使长度不合理或分流端不明显,结果导致一方面失去调节速度的意义,另一方面可能在进出口造成安全隐患.合理的变速车道设计既要符合行车习惯、满足最小变速长度要求,又要综合考虑经济性,不能单纯依靠增大指标来满足通行需求.通过从变速车道设计时这些常见问题着手,对其形式、设计参数的来由进行探讨,对变速车道的设计方法从平面、纵断面及横断面设计方面进行分析,以使互通立交的出入口设计在经济、合理、安全、适应性方面达到平衡,同时理清设计思路,提高设计效率.【期刊名称】《铁道建筑技术》【年(卷),期】2018(000)011【总页数】4页(P43-45,81)【关键词】互通立交;变速车道;参数设计【作者】王董晶【作者单位】中铁第五勘察设计院集团有限公司北京102600【正文语种】中文【中图分类】U491.2231 引言变速车道是提供出入口处车辆分、合流及进行速度调节的路段［1］。
其主要设置于互通式立交、快速路主（辅）路出入口、平面交叉渠化路口、服务区与主线的出入口、公交港湾出入口、管养设施与主线的出入口等，不同设置位置有不同使用需求，相应的变速车道设计也不同。
特别在立交方案设计时发现仅套用规范对变速车道的规定，一味通过增大指标满足设计要求，设计出来的变速车道可能存在渐变率过小、变速车道过于狭长等问题。
本文通过对互通立交变速车道参数及不同设计方式的分析，加强对立交变速车道设计的把握，以合理确定其各个参数。
2 变速车道组成与形式2.1 变速车道组成变速车道组成包括渐变段、变速车道段。
渐变段长是使车辆从主线上横向偏出一个车道所需间距，变速车道长度是从渐变段终点到分（汇）流鼻的间距。
2.2 变速车道形式选择变速车道形式分为直接式和平行式两类［2］，如图1～图4所示。
图1 直接式减速车道（单车道出口）图2 直接式减速车道（双车道出口）图3 直接式加速车道（双车道入口）图4 平行式加速车道（单车道入口）国内习惯做法是单车道出口选取直接式，单车道入口选取平行式；双车道出入口用直接加、减速式。
高速公路加减速车道设计探讨
让每个人平零地提升自我高速公路加减速车道设计探讨胡杨河北锐驰交通工程咨询有限公司摘要：在互通立交的设计过程中，充分了解连接部设讣的要点，逐步提高互通立交连接部的设汁水平，对提高互通式立交的服务水平乃至提高髙速公路路网的服务水平，保证行车安全, 有着重要的意义。
关键词：高速公路；加速车道；减速车道：参数互通立交是高速公路的节点，是与等级公路联系的纽带，互通的建设能够带动地方经济的发展，能够满足沿线交通出行的需要，随着高速公路网骨架的形成, 互通在公路建设中所占的比重逐步增加。
在互通立交及U型转弯车道设讣过程中, 灵活的设计灵活掌握技术指标，以保证行车安全的询提下设计合理的加减速车道对设计人员来说是重点也是难点。
1.平面设计互通式立交平面线形设计尤其是出入口处匝道线形受主线约束较多，且渐变段和变速车道长度应满足规范要求。
变速车道分为直接式和平行式，对于加速车道，驾驶员希望由直接式流入，而不愿意走“S”形路线，对于加速车道，当主线交通量大时，车辆在找流入主线机会的同时需要使用加速车道的全长，因此减速车道为单车道时宜采用直接式，加速车道宜采用平行式。
车辆在加减速车道的过程即车辆以匀速横移一个车道宽度，进入减速车道后，先利用逐渐减小油门让发动机转速下降的方法来减小车速，再利用制动器进行二次减速，车速达到匝道设计车速时离开减速车道进入匝道，加速车道反之。
传统平面设计法，即减速车道设计线从外侧车道中心开始，按一定的出口渐变率采用与主线相同的线形偏出，这种方法具有较顺直的流出行车轨迹，符合驾驶员习惯的优点，是互通匝道及加减速车道常用的设计方法。
流行设讣法。
即先从主线某对应桩号外侧车道边缘偏出（一个路缘带+半个减速车道）的宽度，确定减速车道的起点，然后从起点开始，计算出以一定的出口渐变率釆用与主线相同的线形（直线、缓和曲线或大半径圆曲线）偏出。
两种平面设讣方法相比较，流行设讣法渐变段长度可以自山控制，但主线路基形平等地提升自我成明显的折点，出主线匝道口位置比较明显，在直接式双车道加、减速车道并设置辅助车道时优势明显。
高速公路加减速车道设计探讨
高速公路加减速车道设计探讨胡杨河北锐驰交通工程咨询有限公司摘要：在互通立交的设计过程中，充分了解连接部设计的要点，逐步提高互通立交连接部的设计水平，对提高互通式立交的服务水平乃至提高高速公路路网的服务水平，保证行车安全，有着重要的意义。
关键词：高速公路；加速车道；减速车道；参数互通立交是高速公路的节点，是与等级公路联系的纽带，互通的建设能够带动地方经济的发展，能够满足沿线交通出行的需要，随着高速公路网骨架的形成，互通在公路建设中所占的比重逐步增加。
在互通立交及U型转弯车道设计过程中，灵活的设计灵活掌握技术指标，以保证行车安全的前提下设计合理的加减速车道对设计人员来说是重点也是难点。
1.平面设计互通式立交平面线形设计尤其是出入口处匝道线形受主线约束较多，且渐变段和变速车道长度应满足规范要求。
变速车道分为直接式和平行式，对于加速车道，驾驶员希望由直接式流入，而不愿意走“S”形路线，对于加速车道，当主线交通量大时，车辆在找流入主线机会的同时需要使用加速车道的全长，因此减速车道为单车道时宜采用直接式，加速车道宜采用平行式。
车辆在加减速车道的过程即车辆以匀速横移一个车道宽度，进入减速车道后，先利用逐渐减小油门让发动机转速下降的方法来减小车速，再利用制动器进行二次减速，车速达到匝道设计车速时离开减速车道进入匝道，加速车道反之。
传统平面设计法，即减速车道设计线从外侧车道中心开始，按一定的出口渐变率采用与主线相同的线形偏出，这种方法具有较顺直的流出行车轨迹，符合驾驶员习惯的优点，是互通匝道及加减速车道常用的设计方法。
流行设计法。
即先从主线某对应桩号外侧车道边缘偏出(一个路缘带+半个减速车道)的宽度，确定减速车道的起点，然后从起点开始，计算出以一定的出口渐变率采用与主线相同的线形(直线、缓和曲线或大半径圆曲线)偏出。
两种平面设计方法相比较，流行设计法渐变段长度可以自由控制，但主线路基形成明显的折点，出主线匝道口位置比较明显，在直接式双车道加、减速车道并设置辅助车道时优势明显。
高速公路互通式立交变速车道设计方法探讨
高速公路互通式立交变速车道设计方法探讨摘要：立交变速车道是立交区的事故多发地段，影响变速车道发挥其功能的因素很多，其中又以变速车道的形式和长度对其影响最大，本文从车辆运行速度及交通流的角度出发，研究和探讨一种能更好的统一满足各种复杂地形条件下的变速车道设计方法。
Abstract: the overpass variable speed lane is the interchange accident black spot, the influence of variable speed lane functioning many factors, which the form of variable speed drive and length of the biggest impact, this paper, from the vehicle speed and traffic flow Angle, to research and explore a better able to meet all kinds of complex terrain unity under the conditions of variable speed drive design method.1.引言近年来，随着高速公路的发展和建设，枢纽互通式立交作为高速公路的重要组成部分，其工程规模和造价都占整个高速公路建设较大的比重，而变速车道作为枢纽互通式立交中主线车道和匝道之间的附加车道，是立交区的事故多发地段。
影响变速车道发挥其功能的因素很多，其中又以变速车道的形式和长度对其影响最大，因此，变速车道的设计是枢纽设计中的重点和难点。
在高速公路枢纽的设计中，在满足道路行车安全的前提下，如何更科学合理地进行变速车道的设计，是值得技术人员关注和探讨的。
变速车道是互通式立交的重要组成部分，其设计是否合理，直接影响互通式立交的通行能力和服务水平，对车辆运行的安全性也起着至关重要的作用。
高速公路服务区减速车道长度研究
高速公路服务区减速车道长度研究摘要: 高速公路服务区减速车道是服务区使用者进出服务区的通道，其独特地交通流特性决定它与立交的技术指标不尽一致。
本文基于二次减速理论，建立服务区减速车道的计算模型，根据国内外相关研究和实际调查分析确定参数的取值，并提出服务区减速车道长度的推荐值。
研究表明，服务区减速车道长度应比立交的减速车道长度长，盲目使用立交的相关指标进行设计，极易导致车辆减速不及时，造成交通事故。
关键词：服务区；减速车道；二次减速理论0 引言高速公路服务区是指设置在高速公路上, 主要为车辆、驾乘人员和旅客提供服务的场所, 是高速公路必不可少的配套设施。
近年来，我国高速公路里程增长迅速，对服务区的需求也不断增加，而我国服务区研究起步较晚，绝大部分技术指标都从日本引入，对服务区减速车道技术指标的研究几乎是一片空白。
然而，从交通特点的角度而言，服务区减速车道与立交的减速车道不尽一致，完全套用立交的减速车道技术指标，并不合理。
1 服务区匝道的交通特点目前我国服务区匝道的技术指标基本都采用立交匝道的技术指标。
但从交通特点而言，服务区匝道与立交匝道的交通特点不尽一致。
两者的交通特点区别如下：（1）交通量类型不一致。
立交匝道的交通量类型一般跟主线的交通量类型有关，分布比较均匀；服务区匝道的交通量类型不仅与与主线有关，还与服务区所处位置和周围道路环境有关。
例如靠近旅游区的服务区，驶入服务区停车和购物的小汽车较多；靠近长大下坡路段的服务区，驶入服务区加水、降温的大货车较多。
因此，服务区匝道单车道宽度应该满足大货车或拖挂车安全行驶，一般为3.5-4m。
（2）交通量时间分布规律不一致性。
立交匝道的交通量时间分布与主线有关，一般分布比较均匀。
服务区匝道的交通量时间分布主要集中在就餐和晚上住宿时间，分界线明显。
两者高峰小时时间段也不一致。
（3）速度变化值不一致。
驶入立交匝道的驾驶员只需要将速度从主线设计速度降低到匝道设计速度即可。
试论互通式立交变速车道长度研究
试论互通式立交变速车道长度研究发表时间：2016-04-21T14:17:12.883Z 来源：《工程建设标准化》2016年1月供稿作者：唐明[导读] 四川公路桥梁建设集团有限公司勘察设计分公司文章主要针对互通式立交变速车道的长度设计进行了简要的分析与研究，对其存在的缺陷和影响因素作了分析，旨在为互通式立交变速车道的设计施工提供科学的意见和方法，促进城市基础道路设施的建设，为人们提供一个良好的行车环境。
（四川公路桥梁建设集团有限公司勘察设计分公司，四川，成都，610041）【摘要】文章主要针对互通式立交变速车道的长度设计进行了简要的分析与研究，对其存在的缺陷和影响因素作了分析，旨在为互通式立交变速车道的设计施工提供科学的意见和方法，促进城市基础道路设施的建设，为人们提供一个良好的行车环境。
【关键字】城市基础设施建设；互通式立交；变速车道；长度研究互通式立交变速车道是互通式立交中非常重要的组成部分，是一段附加的车道，设计变速车道是互通式立交在设计施工中的重难点。
要想提高车辆流通的安全性和舒适性，尽可能减少交通事故的发生，实现互通式立交的交通价值，就必须要提高变速车道的设计合理性。
1、与外国变速车道长度的对比以及我国变速车道的长度存在的问题我们以美国加速车道以及减速车道还有日本变速车道的长度规范值作为参考，对比我国关于变速车道的参考值。
可知，在我国变速车道的规范参考中，有部分数值相比于美国的规范是偏小的，而对于日本的规范是普遍偏大的。
同时我们也可以看出，我国在确定变速车道长度的时候主要考虑的是主线道路的设计车速和变速车道的分类，没有将匝道的车速还有等待的时间纳入设计参考的范围。
但是在具体的行车过程中，对加速车道来说，各级匝道的设计车速和等待时间都决定着变速车道的长度，也影响着变速车道的交通性能[1]；对减速车道来说，各级匝道的设计速度对车辆的变速过程和距离起着十分关键的影响。
所以，如果按照我国的相关规范来设计变速车道的话，就极有可能在高密度的主线交通流或者低指标的匝道出现车道长度不够的情况，这样就很可能引发严重的交通事故，无法保证车道的行车安全。
互通式立交最小安全净距及变速车道长度研究的开题报告
互通式立交最小安全净距及变速车道长度研究的开题报告一、研究背景及意义：互通式立交是一种在城市高速公路交叉口中常用的道路交通工程设施，它可以消除高速公路和其他公路的直接交叉，提高了交通流的安全性、效率性和畅通性。
在互通式立交的设计和施工中，最小安全净距和变速车道的长度是非常重要的指标。
最小安全净距是指两个车辆或行人之间的最小安全间距，通常用于评估交通流的安全性；变速车道的长度是指车辆在驶入互通式立交之前，需要在高速公路上降低速度的距离，也是保证交通流畅通的重要措施。
因此，研究互通式立交的最小安全净距和变速车道长度对于提高城市高速公路的安全性和交通流畅通性具有重要意义。
二、研究内容和方法：本研究将从以下几个方面进行研究：(1) 国内外互通式立交最小安全净距的研究现状和发展趋势分析；(2) 国内外互通式立交变速车道长度的研究现状和发展趋势分析；(3) 基于交通流理论和运输工程方法，探究影响互通式立交最小安全净距的因素，比如道路宽度、交通流量、车速和车辆类型等；(4) 基于实测数据和仿真实验，研究互通式立交的变速车道长度对交通流畅通性的影响，并探究不同车辆类型和速度下变速车道长度的变化规律；(5) 根据研究结果，提出互通式立交设计和施工的建议和对策，以实现安全、畅通、高效的交通流。
三、拟解决的问题：本研究旨在解决以下几个问题：(1) 如何确定互通式立交的最小安全净距，以保证交通流的安全性？(2) 如何确定互通式立交的变速车道长度，以保证交通流畅通性？(3) 基于实测数据和仿真实验，如何评估不同车辆类型和速度下变速车道长度的变化规律？(4) 如何针对研究结果提出互通式立交设计和施工的建议和对策，以实现安全、畅通、高效的交通流？四、研究预期成果：本研究预期达到以下几个成果：(1) 梳理国内外互通式立交最小安全净距和变速车道长度的研究现状和发展趋势，为深入研究提供基础和参考。
(2) 基于交通流理论和运输工程方法，分析影响互通式立交最小安全净距和变速车道长度的因素，并提出可行的解决方案。
减速车道合理长度的确定
减速车道合理长度的确定㈠安全角度减速车道合理长度的确定传统的减速车道长度设计均是从安全角度出发，考虑主线设计速度与匝道设计速度的差异，减速车道设计的长度满足车辆减速过程的要求，能够使车辆在较为舒适的条件下将速度降至匝道的限速，从而保证车辆运行的安全。
从安全角度的减速车道长度计算主要考虑车辆从主线分流时的减速过程，国外有许多不尽相同的假设，以美国AASHTO 和日本为典型。
美国AASHTO 认为车辆先按主线的平均行车速度从减速车道的渐变段或三角段进入减速车道，然后减速进入匝道主体段，其减速过程分为两次，第一次是采用发动机减速，第二次是利用制动器减速，到达匝道端部时速度达到匝道的限速。
日本的假设是车辆以该公路平均速度通过减速车道前段，在渐变段时利用发动机开始减速，后利用制动器减速，到达匝道端部时，车辆运行速度满足匝道的限速要求。
美国和日本的车辆减速过程不同之处在于其减速始端的位置，而相同之处是均肯定了采用二次减速的假设，首先利用发动机减速，然后利用制动器减速。
根据这两种不同的假设，美国和日本对出口匝道减速车道的设计标准也存在一定的差异。
文献[11][12][13][14]均给出了平行式和直接式减速车道长度的计算公式。
平行式减速车道长度：（6-1）直接式减速车道长度：（6-2）式中：—全部减速车道长度，m ； —渐变段长度和减速车道长度，m ；—分别代表车辆进入减速车道的初速度、渐变段末端的速度和匝道端部的速度，m/s ；—发动机减速持续时间，s ；—分别表示发动机减速和制动器减速的减速度，m/s2；222012112211()3.6225.92v t L LL a t v v a =+=-+-2220121012211(3.6)3.6225.92v t L L L a t v a t v a =+=-+--L 12,L L 012,,v v v 12,a a考值，相比美国和日本规范而言，减速车道的值存在一些差异，主要是根据减速车道类别和主线的设计车速来确定减速车道的长度，对于匝道设计速度和匝道连接处等待时间的影响并未明确指出。
关于互通立交分合流区通行能力的研究
关于互通立交分合流区通行能力的研究发布时间：2021-10-08T05:23:12.405Z 来源：《建筑实践》2021年14期作者：付兴旺[导读] 互通立交分合流区是高速公路上容易发生事故的瓶付兴旺（中国公路工程咨询集团有限公司北京 100097）摘要：互通立交分合流区是高速公路上容易发生事故的瓶颈地段，采用JTG D20-2006《公路路线设计规范》设计的部分互通不尽合理，使得匝道车道数、变速车道车道数与匝道通行能力不协调而发生交通阻塞，为了避免出现不合理设计，通过对JTG D20-2006《公路路线设计规范》、JTG D20-2017《公路路线设计规范》及JTGT D21-2014《公路立体交叉设计细则》范对比，重点研究与分合流区通行能力相关的匝道类型、变速车道数合理选用。
关键词：互通式立体交叉；分合流区；通行能力；服务水平；匝道；车道数1 执行规范的变化在JTG D20-2006《公路路线设计规范》中，关于互通式立交匝道车道数和横断面型式选择主要是根据两方面的因素，一是匝道基本路段的交通量，二是超车需求的匝道长度，而且无论匝道设计速度是多少，都采用是同一种标准划分，据此设计出来的互通立交缺少分合流区通行能力的分析、评价，往往容易出现通行能力不足的问题。
最新版JTG D20-2017《公路路线设计规范》中增加了对分合流区段通行能力分析、评价，可在选用匝道横断面类型上依然是按照基本路段交通量和匝道长度选择，只是部分数值存在变化，通过查询条文说明关于11.3.2（匝道横断面设计）的解读，其中第三条：“选用匝道横断面类型的分界交通量分别为1200pcu/h、1500pcu/h，作为无紧急停车带、有紧急停车带的单向双车道匝道的划分标准，其匝道设计速度为40-50km/h。
因为匝道一条车道的通行能力会随着匝道设计速度的高低不同而有所变化，实际应用中，可参照相关通行能力手册和设计细则，根据匝道设计速度对上述划分标准作相应调整。
浅析互通式立体交叉中减速车道的设计
浅析互通式立体交叉中减速车道的设计摘要：本文结合作者近年来的立交设计经验，就互通式立体交叉中不同形式减速车道的设计方法以及设计过程中应该注意的一些问题进行探讨与分析，以促进立交设计方法进一步完善统一。
关键词：互通式立体交叉；减速车道；设计1. 单车道减速车道设计减速车道设计方法主要有两种。
一般设计法和北美设计法。
图-1一般设计法具有较顺直的流出行车轨迹，符合驾驶习惯，多年来被众多设计人员采用。
下面笔者以一个设计实例具体讲述减速车道的设计方法；图-2例1：主线：计算行车速度：120km/h；横断面布置如图-2所示。
图-3匝道：计算行车速度：60km/h；横断面布置如图-3所示。
设计过程如下：以最外侧车道中心线的A点（即距主线设计中心线为1.5+0.75+3.75+3.75+3.75/2＝11.625m位置）为起点，以1/25的渐变率采用直线向外偏出，当匝道行车道相对于主线外侧行车道向外偏出一个车道宽度（即距主线设计中心线为1.5+0.75+3.75×3+0.5+3.5/2＝15.75m位置）时（即B点）为渐变段终点，即减速车道起点，渐变段长度为103m，符合规范的要求。
渐变段结束后继续以1/25的渐变率向外偏出，至C点减速车道结束，BC段减速车道的设计多采用直线加缓和曲线的形式，本实例减速车道长度为145m，符合规范要求。
应当说明的是：为保证驶离主线车辆能在一定的行驶距离内保持与主线一致的操作，在渐变段内所用的线形大多与主线的线形相一致。
但减速车道线形并不一定要与主线一致，主要在于设计者的选取，一般情况下采用缓和曲线较为常见，无论采用哪种线形，只要所采用值能满足减速车道长度要求即可。
此外，还应注意平纵面线形设计完成后，应检查分流点的曲率半径及减速车道的长度，减速车道位于下坡时，长度应采用修正系数予以调整，修正系数的取值如下表所示。
表-1 下坡减速车道修正系数一般设计法也存在如下缺点：（1）渐变段长度一般比减速车道长，主线转弯车辆开始偏离的位置不明显；（2）定线时并不知道减速车道起点在哪里，需要计算；（3）主线为曲线时减速车道起点处的出口渐变率不易控制。
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八车道高速公路出口匝道减速车道合理长度研究许秀（21109150）卢力（07109118）俞睿颖（21109102）曹屹（21010225）（东南大学交通学院，南京211091）【摘要】：互通立交减速车道作为高速公路主线与匝道连接的必要路段，起着变速缓冲、临时过渡、安全观察的作用。
随着高速公路交通量的猛增，互通立交减速车道逐渐成为高速公路运输中的瓶颈地带，减速车道的长度直接影响到高速公路的运行效率及安全水平。
若减速车道设置过短，会导致出口匝道处车辆分流困难，匝道出现交通阻塞，形成排队影响主线交通运行效率及交通安全。
若减速车道设置过长，则会造成不必要的土地资源浪费，经济性降低。
为确定八车道高速公路互通立交减速车道的合理长度，论文首先对高速公路出口匝道进行类型划分，按照减速车道类型和匝道主体段车道数将出口匝道连接处及匝道主体段分为四种类型，从车流运行的轨迹将匝道连接处分为了换道进入、直接进入和选择性进入三类。
最后根据我国国内高速公路的实际情况，选择了两种较为普遍的减速车道——直接是减速车道和平行式减速车道进行分析研究。
其次，论文在总结国内外对匝道连接处通行能力研究方法和结论的基础上，借鉴元胞自动机模型模拟车辆离散特性的优点，结合国内采用分车道分车型的主线运行管理方式，建立了出口匝道连接处的元胞自动机模型，规定了主线各车道运行规则、车辆进出规则、车辆换车道规则等，应用Microsoft Visual C++2010编程实现运行模拟，设定不同减速车道长度，研究直接式减速车道和平行式减速车道两类匝道连接处的运行特性，分析了减速车道长度对两类匝道连接处的通行能力的影响。
特定的驶出条件和慢车比例下，同样长度的减速车道区段，平行式比直接式增加800-1000辆/h通行能力，匝道连接处通行能力随减速车道长度增加而呈现先增加后降低的趋势，通行能力最大的区段可以决定最优的减速车道长度。
最后，论文综合考虑匝道主体段以及匝道连接处的通行效率和安全性条件，确定出合理的减速车道长度。
【关键词】：高速公路通行能力出口匝道连接处元胞自动机减速车道长度目录一、研究的背景与意义 (4)二、主要研究内容 (5)（一）高速公路出口匝道类型划分 (5)（二）互通立交减速车道车辆换车道调查研究 (5)（三）出口匝道通行效率研究 (5)（四）基于仿真的减速车道合理长度的研究 (5)三、高速公路出口匝道类型划分 (6)（一）高速公路出口匝道分流区分类 (6)（二）基于车流轨迹的出口匝道分流区类型划分 (7)四、减速车道车辆换车道的研究 (9)（一）元胞自动机基本原理 (9)（二）元胞自动机在交通领域中的应用 (10)（三）仿真图形描述 (11)（四）运行规则 (12)（五）仿真过程 (14)五、仿真结果分析 (15)（一）直接式减速车道仿真结果分析 (15)§1.各路段通行能力分析 (15)§2.减速车道长度对D路段通行效率的影响 (16)（二）平行式减速车道仿真结果分析 (17)§1.各路段通行能力分析 (17)§2.减速车道长度对D路段通行效率的影响 (19)六、减速车道合理长度的确定 (20)（一）安全角度减速车道合理长度的确定 (20)（二）基于运行效率最优的减速车道合理长度的研究 (21)§1.直接式减速车道 (21)§2.平行式减速车道 (22)§3.综合效率与安全的减速车道合理长度确定 (23)七、结语 (24)（一）研究结论 (24)（二）研究过程中的创新 (24)（三）展望 (24)参考文献 (27)附录 (28)一、研究的背景与意义高速公路出口匝道减速车道作为高速公路主线与匝道连接的必要路段，起着变速缓冲、临时过渡、安全观察的作用。
随着高速公路交通量的猛增，减速车道逐渐成为高速公路运输中的瓶颈地带，减速车道的长度直接影响到高速公路的运行效率及安全水平。
若减速车道设置过短，会导致出口匝道处车辆分流困难，匝道出现交通阻塞，形成排队影响主线交通运行效率及交通安全。
若减速车道设置过长，则会造成不必要的土地资源浪费，经济性降低。
因此，减速车道合理长度的研究有着其现实意义。
随着高速公路交通量的增加，我国大部分高速公路由四车道扩建为八车道。
一方面，车道数及交通量的增加打破了原有高速公路中四六车道的运行秩序，在出口匝道分流区车辆换车道频率增加，运行特征变化显著，对减速车道的设置也提出了相应的要求。
另一方面，八车道高速公路多采用分车道运行，内侧车道为小客车，外侧车道为大货车，不仅导致车辆分流困难，也使得主线不同车道运行车速产生很大的差异，我国现有规范《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）是以主线的设计速度为依据对减速车道标准进行规范，对实际运行车速考虑不足，也造成了减速车道设置的不合理，影响交通运行效率和安全。
在当前我国高速公路迅速发展的情况下，研究八车道高速公路出口匝道减速车道合理长度有着十分重要的意义。
二、主要研究内容㈠高速公路出口匝道类型划分分析高速公路构成及其特性，对比《公路工程技术标准》、《公路路线设计规范》等相关国内标准规范及高速公路工程实践案例，借鉴国内外相关文献资料，从车流运行的角度对高速公路出口匝道类型进行划分。
㈡互通立交减速车道车辆换车道调查研究借鉴元胞自动机模型模拟个体车辆行为的优点，结合我国高速公路出口匝道特性设定车辆演化规则，加入快慢车、分流比例等影响条件，研究对互通立交减速车道通行能力的影响。
㈢出口匝道通行效率的研究以实地调查资料为根据，采用仿真分析的方式，研究在特定的条件下（如在一定的出车比例以及慢车比例的情况下），出口匝道通行效率的变化规律，并定量分析不同类型出口匝道通行效率的差异㈣基于仿真的减速车道合理长度的研究结合实地调查车流运行特征，标定相关参数，设置仿真软件的输入条件，应用仿真软件模拟减速车道车流运行，验证评估减速车道的合理长度，并与国内外相关规范比较，分析说明其差异性所在。
三、 高速公路出口匝道类型划分㈠高速公路出口匝道分流区分类针对高速公路出口匝道而言，其匝道连接处的分类一般是根据分流区减速车道的设置而定。
我国的《公路路线设计规范》（JTG D20—2006）同美国的HCM2000类似，将减速车道分为平行式和直接式。
平行式减速车道即在出口匝道上游设置一条与行车道相平行的减速车道与匝道主线段连接，使得车辆有足够的时间将速度减至匝道上行驶的安全速度，实现车流的顺畅转换。
直接式减速车道是车道设置直至分流鼻端的全长范围内采用与主线相同的线形连接主线与匝道主线段，其减速车道起点没有平行式车道明显，且车道长度一般较短。
两种减速车道设置类型如图3-1所示。
减速车道匝道主线段车行道高速公路减速车道匝道主线段车行道高速公路平行式减速车道直接式减速车道图3-1 规范中减速车道设置类型国外对出口匝道的划分与国内的划分相同，除以上分类外，美国根据高速公路出口匝道的几何特征将其分为四种类型[1]、[2]，如图3-2所示，重点考虑出口交通流从高速公路主车道的分离方式及匝道交通流的合并与分离。
其它国家目前大部分参照了美国的分类结果。
国内工程实践中也具有相类似的应用，江苏、浙江、广东等省市的高速公路均有此类出口匝道的典型。
根据国外研究成果，分流影响区在分流鼻端上游1500ft （约500m ）至下游1000ft （300m ），而国内的则规定此范围在分流鼻端上游760m 至下游150m 。
本文在相关论述中采用国内标准。
Ⅰ型：采用平行式减速车道，在匝道与主线连接处拓宽出一条减速车道，高速公路主线下游与上游车道数保持不变。
Ⅱ型：采用直接式减速车道，高速公路上游车道比下游车道多一条，匝道主线段通常采用单车道。
Ⅲ型：采用直接式减速车道，上游最右侧车道在匝道连接区也被作为减速车道，双车道出口匝道连接在匝道连接区的两条减速车道上，高速公路主线的下游比上游相减少了一个车道。
Ⅳ型：采用平行式减速车道，上游最右侧车道也作为减速车道，在最右侧车道外拓宽出一条减速车道，高速公路主线的下游比上游减少一条车道。
上游1500ft下游1000ft车道n车道3车道2车道1减速车道匝道主线段上游1500ft下游1000ft车道n车道3车道2车道1减速车道匝道主线段Ⅰ型Ⅱ型上游1500ft下游1000ft车道n车道3车道2车道1减速车道匝道主线段减速车道车道1车道2车道3车道n上游1500ft下游1000ft匝道主线段Ⅲ型Ⅳ型图3-2 国外高速公路出口匝道连接处分类㈡基于车流轨迹的出口匝道分流区类型划分车辆离开高速公路时需经过匝道分流区的减速、匝道主线段减速、匀速等几个运行过程。
车辆进入匝道必须首先匝道分流区，由于匝道连接段的不同设置方式会导致不同的车流运行轨迹。
离开高速公路的车辆在看到出口匝道标志时，通常会开始减速并靠右侧车道行驶，因此，可以以右侧车道的车流运行轨迹对匝道连接处进行划分。
右侧车道行驶车辆进入出口匝道主线段的运行轨迹一般分为换道进入、直接进入和选择性进入。
换道进入是指右侧车道行驶的车辆必须先经过换入减速车道减速后汇入匝道的主线（如Ⅰ型）；直接进入是指右侧车道行驶车辆不经过平行式减速车道直接进入匝道主线段，其最右侧车道承担了减速车道的功能（Ⅱ型、Ⅲ型）；选择性进入则是指最右侧车道车辆可以经过平行式减速车道进入匝道主线段，也可以沿着最右侧车道进入匝道的主线段，此类匝道的主线段通常设置双车道，适用于大型车多车流影响较为严重或交通量较大的情况（Ⅳ型）。
对于Ⅲ型匝道提供的可选车道，尽管为车辆进入匝道的选择性运行提供了便利，但容易导致车辆在外侧车道保持高速运行，到达匝道三角端部再进行汇入，不利于交通安全。
从车流运行轨迹的角度对匝道分流区进行划分分为A、B、C三类，A型即图3.2中的Ⅰ型，B型对应Ⅱ型、Ⅲ型，C型对应Ⅳ型。
上游760m 下游150m车道n 车道3车道2车道1减速车道匝道主线段A 型上游760m 下游150m车道n 车道3车道2车道1减速车道匝道主线段B 型减速车道车道1车道2车道3车道n 上游760m 下游150m匝道主线段C 型图3.3 本文高速公路出口匝道连接处分类鉴于国内高速公路规划设计中出口匝道常用的类型，本文在匝道运行特性分析及通行能力分析建模中只针对主体段为单车道的情形，即分类中的A 、B 两种匝道类型。
四、 减速车道车辆换车道的研究㈠元胞自动机基本原理1. 元胞自动机基本原理元胞自动机是时间、空间、状态都离散，空间的相互作用及时间上因果关系皆局部的网格动力学模型，特别适合用于空间复杂系统的时空动态模拟研究。
不同于一般的动力学模型，元胞自动机不是由严格定义的物理方程或函数确定，而是用一系列模型构造的规则构成，凡是满足这些规则的模型都可以算作是元胞自动机模型。