本發明屬于交通標線施劃技術領域，特別涉及一種高速公路合流區禁止匯入線的設置方法。

背景技術：

在高速公路合流區，匝道車輛的匯入通常會干擾主線車輛的平穩運行，且由于缺乏有效的交通管理措施，匝道車輛往往未加速完全就提前駛入主線，過大的速度差極易引發交通事故。交通標線是一種實用、有效的交通管理設施，且實際可操作性強，因此可通過施劃交通標線對匝道車輛匯入行為進行引導和管理。

對比我國與西方發達國家關于交通標線設置的規范可知：我國規范《道路交通標志與標線》(gb5768-2009)與《公路交通標志和標線設置規范》(jtgd82—2009)缺少在出入口平行式變速車道三角地帶標線合流點下游設置一定長度白實線(即禁止匯入線)的規定；且通過檢索現有專利及論文發現，國內相關研究不多。現有論文多集中于對合流區加速車道設置的研究，王春娥在《公路交通科技》2013，30(1)上的“高速公路立交變速車道長度研究”中根據駕駛員的駕駛行為和車輛在變速車道的速度變化，將加速車道分為加速段、等待段、漸變段三段分別計算，其中等待段長度采用可接受間隙理論計算；李文權、王煒在《東南大學學報：自然科學版》2002，32(2)上的“高速公路加速車道上車輛的匯入特征分析”調查統計得出了匝道車輛匯入位置多集中于加速車道中部的規律，并分析認為在中部匯入通常為經過加速、等待、匯入一系列較為從容的過程，可認為在中間匯入是較為舒適且安全的。但二者均未對匝道車輛未加速完全便進入主線這一情況以及禁止匯入線的施劃進行進一步研究。

技術實現要素：

發明目的：針對現有技術中存在的在高速公路合流區，匝道車輛未加速完全而提前駛入主線，極易引發交通事故的問題，本發明提供一種通過設置禁止匯入線可促使匝道車輛加速完全，減小速度差，改善高速公路合流區的安全性的高速公路合流區禁止匯入線的設置方法。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明提供一種高速公路合流區禁止匯入線的設置方法，本發明更適用于采用平行式加速車道進行合流的高速公路合流區，禁止匯入線為合流區入口處三角地帶標線合流點下游設置的一定長度的白實線，包括如下步驟：

步驟一：對于高速公路合流區的基本交通數據進行采集；

步驟二：對最短匯入距離進行計算，分別計算低密度狀態下的最短匯入距離llow和中密度狀態下的最短匯入距離lmid；

步驟三：通過步驟二中得出的llow和lmid對最短匯入距離進行最終確定min{llow,lmid}；

步驟四：對合流鼻端標線進行測量得出沿道路線形方向合流鼻端標線長度為ln；

步驟五：將步驟四中測量得出的合流鼻端標線長度ln與步驟三中得出的最短匯入距離min{llow,lmid}進行比較，如果ln≥min{llow,lmid}則不施劃禁止匯入線，如果ln＜min{llow,lmid}則禁止匯入線lb＝min{llow,lmid}-ln。

進一步的，所述步驟一中需要采集的高速公路合流區基本交通數據內容包括：高速公路主線交通量、高速公路主線外側車道交通量、匝道交通量、主線車輛運行速度、匝道車輛運行速度和匝道車輛合流速度。

進一步的，所述高速公路主線外側車道交通量通過如下公式計算：

q＝136+0.345qf-0.115qr

式中，qf為高速公路主線交通量；qr為匝道交通量。

進一步的，所述匝道車輛合流速度通過如下公式計算：

vm＝vf-15

式中，vm為合流速度；vf為主線車輛運行速度。

進一步的，所述步驟二中低密度狀態下的最短匯入距離llow的計算方法如下：

式中，llow為低密度狀態下最短匯入距離；vf為主線車輛運行速度；vr為匝道車輛運行速度；a為匝道車輛加速度，取0.8～1.2m/s²。

進一步的，所述步驟二中中密度狀態下的最短匯入距離lmid的計算方法如下：

lmid＝la+lw

式中，lmid為中密度狀態下最短匯入距離；la為中密度狀態下匯入加速段長度；lw為中密度狀態下等待匯入距離；

其中中密度狀態下匯入加速段長度la的計算公式如下：

式中，vm為合流速度即匝道車輛加速后等待主線間隙時的速度；vr為匝道車輛運行速度；a為匝道車輛加速度，取0.8～1.2m/s²；

中密度狀態下等待匯入距離lw的計算公式如下：

式中，n為經過的車頭時距個數；vm為合流速度；q為主線外側車道的交通量。

進一步的，所述車頭時距個數n的計算方法如下：

首先計算主線外側車道出現可穿越間隙的概率pc，計算方法為：

式中，to為主線外側車道可穿越間隙；其中可穿越間隙分布類似正態分布，取85％位分布值為可穿越間隙值，t0＝5s；h為車頭時距；其中合流區車頭時距滿足erlang分布；k為erlang分布階數，λ為erlang分布參數；主線外側車道交通量位于250～500veh/h時，k＝2；主路外側車道交通位于500～750veh/h時，k＝3；λ按公式計算；

然后繪制成功匯入累積頻率曲線，經過n個車頭時距成功匯入的累計概率p(n)計算式如下：

式中，pc為主線外側車道出現可穿越間隙的概率；i為車頭時距個數，1≤i≤n；

最后采用累積頻率曲線分析法和插值法，取15％位為最低匯入要求，確定滿足最低匯入要求的車頭時距數量n。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

本發明通過在高速公路合流區三角地帶下游施劃一定長度的白實線，減少合流區匝道車輛未加速完全便進入主線的現象，從而有效避免因主線車輛與匝道車輛速度差過大而導致的交通事故，有利于高速公路合流區安全改善提升。

本發明能有效減少高速公路合流區匝道車輛因未加速完全而提前駛入主線所帶來的安全隱患，通過保障匝道車輛變速充分，降低主線車輛與匝道車輛速度差，從而提高高速公路合流區安全性。

附圖說明

圖1為本發明的總體流程圖；

圖2為實施例1中高速公路合流區禁止匯入線的示意圖；

圖3為實施例1中匝道車輛成功匯入主線累積頻率曲線。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式，進一步闡明本發明。

實施例1：

如圖1所示，本發明所述的一種高速公路合流區禁止匯入線的設置方法包括如下步驟：

1)采集高速公路合流區基本交通數據，數據內容包括：高速公路主線交通量、高速公路主線外側車道交通量、匝道交通量、主線車輛運行速度、匝道車輛運行速度、匝道車輛合流速度、合流鼻端標線長度ln；若高速公路主線外側車道交通量無法通過實測獲取，可按如下公式估算：

q＝136+0.345qf-0.115qr

式中，qf為高速公路主線交通量，veh/h；qr為匝道交通量，veh/h。

若匝道車輛合流速度無法通過實測數據獲取，可按如下公式估算：

vm＝vf-15

式中，vm為合流速度，km/h；vf為主線車輛運行速度，km/h。

2)計算主線交通為低密度狀態時的最短匯入距離，計算公式如下：

式中，llow為低密度狀態下最短匯入距離，m；vf為主線車輛運行速度，m/s²；vr為匝道車輛運行速度，m/s；a為匝道車輛加速度，取0.8～1.2m/s²。

3)計算主線交通為中密度狀態時的最短匯入距離，計算公式如下：

lmid＝la+lw

式中，lmid為中密度狀態下最短匯入距離，m；la為中密度狀態下匯入加速段長度，m；lw為中密度狀態下等待匯入距離，m。

其中，匯入加速段長度la按公式計算；式中，vm為合流速度，即匝道車輛加速后等待主線間隙時的速度，m/s；vr為匝道車輛運行速度，m/s；a為匝道車輛加速度，取0.8～1.2m/s²。

其中，匯入等待段長度lw按公式計算；式中，lw為中密度情況下匯入等待段長度，m；n為經過的車頭時距個數；vm為合流速度，m/s；q為主線外側車道的交通量，veh/h/lane。

其中，經過的車頭時距個數n按如下步驟計算：

步驟一：計算主線外側車道出現可穿越間隙的概率pc，計算方法為：

式中，to為主線外側車道可穿越間隙，s；其中可穿越間隙分布類似正態分布，取85％位分布值為可穿越間隙值，t0＝5s；

h為車頭時距，s；其中合流區車頭時距滿足erlang分布；k為erlang分布階數，λ為erlang分布參數；主線外側車道交通量位于250～500veh/h時，k＝2；主路外側車道交通位于500～750veh/h時，k＝3；λ可按公式計算。

步驟二：繪制成功匯入累積頻率曲線，如圖3所示；經過n個車頭時距成功匯入的累計概率p(n)計算式如下：

式中，pc為主線外側車道出現可穿越間隙的概率；i為車頭時距個數，1≤i≤n。

步驟三：采用累積頻率曲線分析法和插值法，取15％位為最低匯入要求，確定滿足最低匯入要求的車頭時距數量n。

4)確定禁止匯入線長度lb。禁止匯入線長度的確定從鼻端開始計算，若沿道路線形方向合流鼻端標線長度ln不足min{llow,lmid}，則應施劃禁止匯入線lb補充，lb＝min{llow,lmid}-ln。最后如圖2所示，繪制禁止匯入線。

實施例2：

以南京市馬群樞紐西南側一合流區為例，具體闡述高速公路合流區禁止匯入線的設置方法。

1)經調查，合流區的基本交通數據如下表1所示：

根據主線外側交通量計算公式可計算主線外側車道交通量q＝589pcu/h；根據合流速度計算公式可得vm＝65km/h。

2)低密度狀態下最小匯入距離為相關數據帶入計算可得，llow＝90m。

3)中密度狀態下匯入加速段距離為相關數據代入計算可得，la＝20m。

4)主線外側車道交通量q＝589pcu/h，因此主線外側車頭時距符合3階erlang分布；

k取3，參數計算可得λ＝0.49s^-1；利用所述公式計算出主線外側車道出現可穿越間隙的概率pc＝0.56；繪制累計頻率曲線，并采用線性插值法得n＝0.27；

計算中密度狀態下匯入等待段距離因此，中密度狀態下最小匯入距離lmid＝la+lw＝50m。

5)綜合考慮低密度與中密度兩種狀態min{llow,lmid}＝50m，由于現狀鼻端距三角地帶標線末尾處僅為ln＝42m，所以禁止匯入線長度為lb＝min{llow,lmid}-ln＝8m；從三角地帶標線末尾始，沿道路線形施劃8m。

應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現有技術加以實現。