入匝道系統(tǒng)交通排放特征及其管控策略研究.pdf

1、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展導(dǎo)致城市機(jī)動(dòng)車擁有量的劇增，引發(fā)世界性的交通擁堵及尾氣污染問題。交叉口、入匝道等交通瓶頸是城市交通擁堵的咽喉地帶，同時(shí)也是尾氣排放污染嚴(yán)重區(qū)域，對(duì)其交通尾氣排放的控制策略研究有利于城市環(huán)境的改善。以此為出發(fā)點(diǎn)，本文選取典型的入匝道高速公路系統(tǒng)進(jìn)行研究，由于入匝道車輛對(duì)主路車輛的干擾，經(jīng)常導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)距離的交通擁堵，產(chǎn)生大量尾氣排放，而且車輛時(shí)走時(shí)停、頻繁的啟動(dòng)制動(dòng)和加減速，進(jìn)一步加劇尾氣排放物在此處的堆積，嚴(yán)重影響了環(huán)境質(zhì)

2、量?？梢娊煌鬟\(yùn)行狀態(tài)和交通流量是對(duì)污染物濃度影響最大的兩個(gè)因素，其進(jìn)行有效的管理控制是緩解交通擁堵，減少道路尾氣排放污染的關(guān)鍵。
　　基于此本文選取帶有入口匝道的單車道高速公路系統(tǒng)作為研究對(duì)象，根據(jù)交通流模型和尾氣排放模型相結(jié)合的思想已完成的主要工作有：
　　第一，采用經(jīng)典元胞自動(dòng)機(jī)模型(NaSch模型)對(duì)入匝道系統(tǒng)的交通特性和復(fù)雜的交通行為進(jìn)行仿真模擬；根據(jù)交通模型和尾氣排放模型相結(jié)合的思想建立基于交通流特征的尾氣排放模

3、型，并從基本圖和時(shí)空?qǐng)D兩個(gè)方面分別對(duì)CO排放規(guī)律進(jìn)行分析，進(jìn)而研究尾氣排放與交通流狀態(tài)之間的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，交通流狀態(tài)為自由流時(shí)，CO排放量較低；交通密度較大的擁堵區(qū)域，CO排放量相應(yīng)較大；與交通流量變化趨勢(shì)相似，在臨界密度點(diǎn)達(dá)到最大值，說明CO排放在車輛怠速行駛時(shí)排放量較大，應(yīng)采取有效的控制策略避免匝道與主路車輛的影響，緩解交通擁堵已達(dá)到減少CO尾氣排放的目的。
　　第二，確定交通流狀態(tài)與CO尾氣排放的相關(guān)關(guān)系后，從提高道路系統(tǒng)

4、通行能力、增大平均車速及減少延誤時(shí)間等改善交通流的直接影響因素入手，有針對(duì)性地提出交通管理和控制策略，由改善交通流運(yùn)行狀態(tài)反饋到車輛對(duì)CO的尾氣排放上，最終通過控制實(shí)施前后以及各種控制策略之間的對(duì)比分析，根據(jù)CO排放的減少量評(píng)價(jià)各種管理控制策略的有效性，真正達(dá)到減少道路上車輛尾氣排放、改善城市交通環(huán)境的效果。本文采用主路限速、主路信號(hào)控制、匝道信號(hào)控制等控制措施對(duì)CO排放的影響進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：①主路限速可減少由于車速劇烈的波動(dòng)造成

5、的擁堵和尾氣排放，動(dòng)態(tài)可變限速控制對(duì)交通擁堵的緩解和CO排放的減少比固定限速控制更加有效；②信號(hào)燈控制可以控制車輛規(guī)律的通過道路系統(tǒng)，并能保證較高的交通流量，主路信號(hào)控制較匝道信號(hào)控制更加合理；③各種單一控制措施相比各有優(yōu)劣；采用聯(lián)合控制，可以優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，達(dá)到最理想的控制效果。
　　第三，由于入匝道系統(tǒng)交通流行為的復(fù)雜性，在入匝道或主路采用單一控制方法不能完全判定某種策略的優(yōu)劣，將主路和入口匝道綜合考慮采用相應(yīng)的策略協(xié)調(diào)控制分析對(duì)尾