公路与城市道路衔接线交通运行可靠性分析及优化设计

Urban functions expand within the city and region. Layout of towns breaks the constraints of central city. Traffic improvements also make the relationship between the cities increasingly close. Impacts of the areas outside the center of town and city on center city urban traffic are growing. As a switching point and bottleneck connecting the city road network system and regional road network system, the function and operation reliability of the connecting line between the highways and urban roads are critical. Based on the common problems in practice, the project clarifies the functions of the connecting line, so as to adapt to requirements of new urbanization for “smoothness and cohesion of trunk motorways and urban roads”. Using the data analysis from the highways and city roads detection equipment, the research studies the traffic travel characteristics of connection lines and quantitative indicators system of operational reliability. Then, the operational reliability is introduced into the optimization design method security and audit technology of connection lines, to feedback linear combination of different transport facilities and technical standards and norms. The project could provide a theoretical basis and decision support programs, as well as quantitative basis for the scientific and standardized management of the construction of highways and urban roads connection lines; enrich and develop the theory and methodology of road design and safety audits.

城镇的功能布局突破中心城区的制约，交通的改善亦使得城市之间的关系越来越密切，由此而来的中心城区以外地区与城市中心城区的联系对城市交通影响越来越大。作为连接城市道路网络系统与区域道路网络系统的转换段和瓶颈，公路与城市道路衔接线的功能实现和交通运行可靠性对于实现技术标准的过渡和一体化、保障运输过程的连续顺畅，以及满足多样化的出行至关重要。本项目拟从“公路城镇化”导致交通运行存在的共性问题入手，适应新型城镇化发展对畅通、衔接干线公路与城市道路的需求，明确衔接线功能定位。基于道路交通检测设备、视频监控获取的数据，研究衔接线交通出行特征和交通运行可靠性量化指标体系，并将其引入衔接线优化设计和安全审计，以反馈不同技术标准和规范体系下的线形组合与交通设施配套。为衔接线的科学化建设和规范化管理提供理论基础和方案决策支持；丰富和发展我国道路设计和安全审计的理论与方法体系；促进城乡交通一体化。

作为城市道路网络系统与区域道路网络系统之间的转换段和瓶颈，公路与城市道路衔接线的功能实现和交通运行可靠性对于实现技术标准的过渡和一体化、保障运输过程的连续顺畅，以及满足多样化的出行至关重要。项目在研究过程中充分利用了各类交通数据，包括无人机航拍数据、GPS运动摄像机数据、POI数据、导航地图APP推荐路径数据、街景地图、天气（主要是雨天）数据、问卷调查数据等。首先在综述道路分类分级及功能分析的基础上，从不同的角度进行了公路与城市道路的衔接分类，将其在宏观层面上分为系统衔接、枢纽衔接和过渡段衔接，重点分析了各类衔接的适应性与优缺点。进而，考虑衔接线的公路城镇化特征，提出了从公路接入口处衔接汇入公路路段的车辆动态换算系数估算方法，分析了车辆换算系数与其上游路段交通量、行驶速度等交通流参数的关系；基于线接线的布局，提出了公路与城市道路衔接线的动态可达性评价方法。此外，明确了公路与城市道路的衔接内容，包括功能衔接、线形设计参数衔接、交通设计衔接和附属设施衔接等，分析了不同类型衔接在衔接内容方面的设计要点；提出了确定道路运行圆曲线半径及行车视距的新方法；构建了基于功能和可靠性理论的路网设计和方案量化评价方法；提出了用于高速公路与城市道路衔接过渡段的道路标志设计体系。最后，提出了公路与城市道路衔接交叉口处非机动车右转的风险概率模型；研究了运行阶段的交通流量与道路潜在的冲突风险之间的关系，并在传统事故黑点识别模型中引入天气（雨季）因素，将其对不同设计速度的公路和城市道路的影响进行了对比。有助于为衔接线的科学化建设和规范化管理提供理论基础和方案决策支持；丰富和发展道路设计和安全评价的理论与方法。