多车道高速公路分流交织区交通流特性与交通组织策略.docx
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2022-11-29
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0. 引言
随着经济发展和运输需求不断上升，原有高速公路因车道数较少逐渐不能与交通流量
增长相适应，因此，各国陆续开始实施高速公路改扩建工程，以提升公路通行能力。然
而，对于一些流量需求突出的交通运输动脉，即使扩建为 8 车道仍然不能为巨大的需求提
供足够的通行能力；因此，将原有 4 车道或 6 车道高速公路扩建为 10 车道及以上的超多车
道高速公路成为解决交通流量需求剧增及通行能力不足问题的重要选择方案。
多车道高速公路除了通行能力较大之外，其运行方式具有较大灵活性，既可以实施不
同类型车辆混合行驶，也可以实施分车道分车型行驶。这种灵活的交通组织运行方式将导
致交通流结构的变化。一方面，车道内部交通流的组成发生变化；另一方面，交通量和车
型在车道上的分布发生变化。如果分车型分车道行驶，各车道内部的车型将趋于一致，车
辆运动性能差异减小，形成同质交通流；而不同车型混合行驶时，车道内车辆性能差别较
大，其交通流为异质流。在多车道高速公路出口交织区，由于车辆存在换道、分流等操
作，其断面设置形式及交通组织形式对通行能力和交通安全均有影响。
影响交织区通行能力的因素有很多，如交织区的长度、车道数、车速等。其中，只有
车道数是较容易改变的，其他因素都较难改变。陈利霖等
[1]
选择 A 类交织区作为研究对象
来确定分流车道数量对交织车道的通行能力的影响，结果发现：直行车道数的增加可以有
效缓解交通拥堵，提升通行能力；倪娜等
[2]
以最小交织区的长度来评价互通式立交的通行
能力，结果发现：A，B 型交织在相同的流率下均随着车道数的增加最小长度减小，相同
的车道数下 A 型交织随着车速的增加最小长度增大，B 型交织最小长度减小。
在交通安全方面，在高速公路分流交织区由于大小车混合行驶而形成的异质流对行车
安全造成一定影响。针对不同车道组织形式下的交通流行为，国内外学者进行了广泛研
究。裴玉龙等
[3]
研究指出交织区车头时距分布随断面流率动态变化的结论，拟合分析结果
表明：断面流率小于 250 veh/h 时，车头时距服从负指数分布；当断面流率位于 250~750
veh/h 时，车头时距服从移位负指数分布；当断面流率位于 750~1 500 veh/h 时，车头时距
服从 Cowan M3 分布；赵晓翠等
[4]
通过道路数据的速度提取和视频观测分析，总结了驾驶
员驶入互通立交减速车道的 3 种驾驶过程，以及驾驶员在进入分流区前已经开始减速和车
辆到达减速车道终点（三角端位置）时驾驶员的期望车速大于匝道限速的特点；张兰芳等
[5]
通过自然驾驶数据分析了多车道高速公路出口匝道车辆的风险换道行为，结果表明：当
换道发生位置附近存在货车时，由于大货车行驶速度缓慢并遮挡后车视野，因而后车会选
择换道超车以获得期望行驶条件，从而导致更高的换道风险水平。
在分流区，内侧车道的车辆驶出时会和外侧车道上的车辆产生行驶空间的争夺，同样
容易使行驶轨迹重合，进而导致车辆发生碰撞事故。因此频繁的发生换道行为可能会产生
交通冲突，增加事故发生的可能性，甚至加重碰撞伤害的严重程度。大量学者针对高速公
路分流区进行了相关的研究，这些研究主要是分析造成高速公路出入口碰撞事故的主要原
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