高速公路隧道拥堵成因识别及缓堵对策研究.pdf
《高速公路隧道拥堵成因识别及缓堵对策研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高速公路隧道拥堵成因识别及缓堵对策研究.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、浙江交通职业技术学院学报,第2 5卷第1 期,2 0 2 4 年3 月Journal of Zhejiang Institute of CommunicationsVol.25 No.1,Mar.2024高速公路隧道拥堵成因识别及缓堵对策研究谭争伟,陈松松,刘沁杭,张杰,冉启亮(1.中铁长江交通设计集团有限公司,重庆4 0 0 0 0 0;2.重庆市交通运行监测与应急调度中心,重庆4 0 1 1 2 1)摘要:从高速公路运行管理者视角出发,构建一套高速公路隧道拥堵分析指标体系,利用多源数据融合分析隧道拥堵状态特征,探讨隧道拥堵的原因,如道路特性、车辆合流等,并以重庆市青木关、石龙隧道为例,提出
2、了缓解拥堵的治理措施,包括高速公路复线通道建设、信息共享发布和隧道微小改造等,这些措施对于未来高速公路隧道拥堵治理具有借鉴意义。关键词:交通工程;数据驱动;高速公路隧道;拥堵原因;缓堵对策中图分类号:U412.36+6文献标识码:Adio:1 0.3 96 9/j.i s s n.1 6 7 1-2 3 4 X.2 0 2 4.0 1.0 1 5文章编号:1 6 7 1-2 3 4 X(2 0 2 4)0 1-0 0 8 0-0 7为进一步科学管理道路交通提供技术支持;彭武0引言截至2 0 2 2 年底,我国高速公路通车里程达17.73万公里,稳居世界第一1。高速公路系统的蓬勃发展为经济增长和
3、社会发展提供了强有力的支撑。然而,面对日益增长的交通需求,高速公路隧道拥堵问题已成为制约其发挥效能的最大影响因素。高速公路隧道拥堵是一个复杂且多方面的问题,需从多个角度解决。部分学者通过仿真和理论模型的研究,得到一些有效的优化方案和拥堵成因分析,如林启华2 提出一种基于VISSIM仿真的高速公路隧道拥堵优化方案,发现采用车道分界线虚实线能够在一定程度上缓解高速公路的隧道拥堵;赵树平3 通过分析隧道交通流特性及拥堵成因,发现隧道拥堵原因是通行能力不连续、交通供需不平衡等;LiY4针对高速公路隧道拥堵的治理,提出了一种基于物联网的智能交通监控系统,该系统集成深度学习和人工智能技术,可以快速查询可能
4、导致交通事故的交通参数、环境参数和违规行为,收稿日期:2 0 2 4-0 3-1 3作者简介:谭争伟(1 98 7),男,湖南株洲人,高级工程师,硕士,E-mail:51 97 1 7 8 4 5 q q:c o m雄,杜建坤等5 通过数据分析挖掘隧道的车流来源和时空分布特征,对水果湖隧道拥堵现状和成因展开研究;贾洪波6 等人对高速智慧建设体系构建提出宝贵意见,并强调隧道拥堵问题是高速公路运营的重大挑战。综上所述,目前高速公路拥堵研究对象主要为高速公路路段或互通节点,隧道拥堵研究由于数据驱动考虑不足,无法实现从微观、中观、宏观层面对隧道拥堵开展分析。基于此,本文围绕高速公路隧道保通保畅目标,提
5、出数据驱动下基于ETC门架数据、高速公路隧道设计运营数据、周边路段标识标线等数据的隧道拥堵状态识别、多源数据融合的拥堵致因分析、宏观中观微观层面给出缓堵对策的方法体系,为高速公路隧道缓堵对策提供强有力支撑。17高速公路隧道拥堵分析指标体系1.1交通拥堵定义与分级中华人民共和国公安部发布道路交通拥堵第1 期评价方法(GA/T115-2020)提出拥堵定义为:由于车辆通行需求超过道路通行能力或受交通事件等影响,车辆被迫降低车速行驶或致停止,并造成车辆积压超过一定程度的交通现象;提出在限速80km/h的公路或城市快速路区间路段上,3 5min内平均行程速度3 5 50 km/h为轻度拥堵,2 0 类
6、型指标交通流量pcu运行特征平均速度km/h拥堵指数服务水平交通饱和度容量的程度拥堵时长(h)特定路段拥堵累计时长指一天2 4 小时拆分为9 6 个1 5拥堵程度分钟的颗粒度,若每1 5分钟单拥堵天数(d)个颗粒度发生拥堵即当天发生过拥堵。2基于数据分析高速公路隧道拥堵状况2.1原始数据清洗高速公路隧道拥堵分析指标所需数据主要是高速公路ETC门架通行数据,字段包括车辆通行唯一标识、通行门架HEX字符串、通行门架时间、计费车型代码、上一个通行门架HEX字符串、通行上一个门架时间、计费里程等数据信息。为确保基础数据质量满足数据分析要求,需要对原始数据开展清洗工作,具体清洗操作包括:无效车型剔谭争伟
7、,陈松松,刘沁杭:高速公路隧道拥堵成因识别及缓堵对策研究态分析指标体系,详见表1。表1 隧道拥堵状态分析指标体系指标含义计算公式一定时间段内通过特定路段的车辆数量一定时间段内通过特定长度路段车辆平均速度路段具体时刻交通运行的具体状态特定路段上车辆流量接近道路8135km/h为中度拥堵,2 0 km/h以下为严重拥堵。1.2拥堵分析指标体系为全面、客观、准确评估高速公路隧道运行规律、拥堵特征、拥堵原因,本文从运行特征、服务水平、拥堵程度三个维度构建高速公路隧道运行状T:特定时间段;N:特定时间段通过门架的车辆ns数;s:路段门架间断面长度;TTI:路段拥堵指数;TrelTTI=TTreal:一类
8、客车理想条件下通过前后门架消耗时间;EVehicleTree:一类客车实际情况下通过V/C=CapacityealT=Zt(拥堵、严重拥堵)D=Zd(拥堵严重拥堵)除、断面流量补充、门架里程修正、逆序时间剔除、行程数据去重,完整的数据清洗流程如图1 所示。2.2#拥堵指标计算以1 5分钟为基本时间颗粒度,计算高速公路隧道及周边路段的交通流量、平均速度、拥堵指数等。其中交通量计算包括通行门架识别、判别车辆类型、分时段集计等;平均运行速度计算包括通行门架识别、区别车辆类型计算等;拥堵指数计算包括通行门架识别、判别车辆类型、设置车辆最小阈值等,具体流程如图2 所示。式中参数含义前后门架消耗时间;EV
9、ehicle:单位时间t内标准车交通量;Capacityreal:实际通行能力,由车道数量及宽度、侧向宽度、交通组成等修正理想通行能力82浙江交通职业技术学院学报字段解析读取门架通行原始数据解析时间格式转花为时间戳异常值处理“上一个通行门架字段为空值一是按时序对车辆行驶路径补值创建车型和折算系数映射关系车辆唯一识别ID相同工是是提取通过门架军辆通告信息“通行门架”和“上二个通告门架“一致否是否属于标准车辆创建时间序列类型是1适修正门架间距标记异常删除该行数据行驶里程为0建立车辆唯别D索引交通流量集计(更新领率1 5min/次)车辆“上一个通行车辆通过点否一1门架”为门架-1车辆“通行门架”判别
10、车辆类型一是计算车型标准当量集计至该时段2.3多源数据融合为挖掘分析高速公路隧道拥堵致因,在拥堵分析指标体系基础上,需要融合高速公路收费站通行、高速公路事故事件、高速公路隧道设计运营、周边路段标识标线等多源数据进一步分析。多源数据包括:高速公路收费站通行数据:车辆通行唯一标识、人口编号、计费车型代码、出口编号等数据信息,用于车辆流向OD分析等。高速公路事故事件数据:高速公路隧道及周边路段交通事故发生时间、施工类型等数据,用于验证偶发性拥堵特征等。隧道基础设施数据:隧道设计及运营等相关数据,包括隧道长度、隧道净宽、隧道净高、单车道宽度、车道总宽度等,用于通行能力计算等。其他数据:高速公路隧道周边
11、路段标识标线等数据,用于确定隧道周边标识标线对拥堵影响等。融合分析方法包括门架通行数据和收费站通行通行时间是返回门架否逆序通行数据图1原始数据清洗流程图平均速度拥堵指数读取门架通行数判别车辆通行时间据段!为门架i+1!提取通过断面!的车辆不计入统计全车型平均速度=断面长度*车辆数该时段车辆通行时间之和1储存门架通行数据提取凌晨2-提取全部通过4点通过时间前2断面的车辆0%的一类客车车辆通行数据车辆类型为车辆类型为类客车类客军非一类车平均速度一断面长度*车辆数/该时段车辆通行时间图2相关指标计算流程图数据的关联分析、事故事件数据与门架通行数据相结合的分析,以及隧道基础设施数据与门架通行数据的融合
12、分析,具体方法步骤如图3。3成因分析本文选择重庆市渝遂高速青木关、渝湘高速石龙两个常年拥堵最严重、封闭路段的典型隧道开展案列分析,具体位置情况如图4 所示。其中,青木关隧道于2 0 1 3 年底重新修建通车,长7 3 9米,设计速度8 0 公里每小时,单向2 车道;石龙隧道于2022年底重新修建通车,长3 4 4 5米,设计速度8 0公里每小时,单向2 车道。根据青木关、石龙隧道断面的ETC门架编号和收费站名称,提取2 0 2 2 年3月至2 0 2 3 年3 月隧道断面车辆通行数据以及上下收费站通行数据,按照数据清洗修正规则得到数据有效率8 8.2%,能够准确支撑高速公路隧道运行特征、成因分
13、析。计算自由流时间是计算拥堵指数拥堵指数该时段断面一类车平均速度=类客车大于断面长度+车辆数50辆7该时段通行时简判断通行状态拥堵指数=1储存断面通行状态结果1第1 期数据收集和准备谭争伟,陈松松,刘沁杭:高速公路隧道拥堵成因识别及缓堵对策研究数据关联与整合83门架通行数据与收费站通行数据事故事件数据与门架通行数据隧道基础设施数据与门架通行数据特征提取与转化模型识别与分析图3 多源数据融合分析方法流程图谢例图4 青木关与石龙隧道及周边ETC门架位置分布图3.1#拥堵特征分析经分析,青木关、石龙隧道出城方向全年拥堵天数约为1 50 天,日均拥堵时长为1 小时左右;进城方向全年发生拥堵约为7 0
14、天,日均拥堵时长为15分钟左右;春节、国庆节等免通节假日期间,青木关、石龙隧道日均拥堵时长分别达1.7 小时、2.9小时。整体来说,高速公路典型隧道常态性拥堵时间不长,免通节假日拥堵程度比较严重,整体上运行较通畅。空间特征方面,高速公路隧道拥堵呈现明显空间不均衡性。青木关隧道出城、进城全年发生拥堵天数分别为1 55天、8 9天,平均拥堵时长分别为1.0 小时、0.2 6 小时;石龙隧道出城、进城全年发生拥堵天数分别为1 55天、4 5天,平均拥堵时长分别为1.0 小时、0.2 3 小时。青木关、石龙隧道出城方向相对进城方向更为拥堵。在时间特征方面,高速公路隧道拥堵呈现周末特征、潮汐特征。青木关
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高速公路 隧道 拥堵 成因 识别 对策 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。