1 研究背景
随着我国国民经济的发展，高速增长的城市机动化水平与有限的城市道路资
源之间的矛盾日益加剧，城市交通的拥堵已成为我国大中城市的主要城市病，并在不断的加剧和蔓延。在资金和用地受到限制的情况下，依靠修建和拓宽道路来缓解日渐拥堵的交通状况效果不佳，并且可能会进一步的刺激机动车的出行，加剧城市的拥堵。近年来，通过局部工程改造堵点整治、交通组织与控制，改善路网交通运行效率，挖掘城市路网潜能，已成为国内外广受关注的缓解交通拥挤的重要途径。
干道交织区作为城市干道系统中重要的组成部分，实现了车流在期望出入口之间的交汇与转换。车流交织区域在城市道路网络中普遍大量存在，也是交通拥堵高发的区域，由于交织区交通流运行复杂，路网设计时难以准确的把握，其交通瓶颈特征只有在交通量增大到一定程度后才会凸显出来，形成拥堵点并向四周扩散蔓延，分析由于交织造成的交通拥堵时，需要从根本出发，掌握交织区在不同交通情况下的运行特征。城市交织区中的车流会在交织段发生相互交织以及换道等复杂的交通行为，这类交通行为在对交通系统稳定性存在较大影响，随着交通微观模型与仿真研究的深入，众多学者从不同角度构建了微观模型以此研究不同换道类型情况对交通流的影响程度，然而诱发交织区成为瓶颈点的因素不止由于交织段内交通行为，交织区的物理特性包括交织区类型、汇入角度、交织车道数等和交织区的流向需求等之间的相互作用，共同影响着交织区的运行状态。
随着城市交通需求的扩大，交织区在时空条件下形成瓶颈点的概率逐渐增大，由于道路建设受到用地的限制，部分城市道路交织区无法满足汇入车道的车道数等于交织区内车道数，进一步加剧了城市交通的拥堵。为解决交织区拥堵状况，交通控制手段起到了举足轻重的作用。高速公路控制经验表明入口匝道控制是解决高速公路、快速路拥挤最直接有效的手段，主要目标是通过控制匝道输入量，保证主线的交通需求。由于干道交织区几何构型和交通状态的特殊性，现有的高速公路入口匝道控制并不能起到很好的效果。在实际交通管理中最迫切需求的是采用何种具体的交通组织和调控方法使得交通运行达到最优，因此为了能够缓解城市干道交织区拥堵状况，需要深入挖掘的交织区交通运行数据，分析交织区交通运行间的关系，通过改善交通控制方式让交织区交通组织管理更优化。
综上所述，城市化和机动化的快速发展使得城市路网内部瓶颈点形成概率增
加，交织区作为城市路网交通转换的重要节点，复杂的交织运行使得交织区内运行紊乱。为了达到交织段的通行能力最大化，减少等待通过交织路段的车辆排队长度，可以对汇入交织区的交通流进行合理的控制，让交织区的通行能力达到峰值区间，增加通过交织区的车辆数量，减少汇入车队的排队长度，实现交织区优化管理控制。
2 研究目的及意义
研究意义：论文研究的意义在于当前交通调控与管理已经趋向于智能化,隧道交织区交织行为分析是交通管理与调控过程中的关键环节之一,准确的分析交织区交织行为的的预测数据具有很大的现实意义。交织区是快速路系统实现分流与合流的方式之一，同时它又是交通堵塞的瓶颈和事故多发区。交织区运行特性分析有助于降低或消除瓶颈影响，提高整个道路系统的通行能力和服务水平。隧道交织区交织行为特征分析对于改善交通拥堵、减少环境污染具有重大的现实意义。
3 国内外研究状况
3.1 国外研究状况
国内外关于交织区运行状态分析最早是从20世纪50年代开始，1950年美国第一版的《通行能力手册》（ HCM1950 ）第一次引入了交织区的分析方法，以Arlinginia的6个交织区的现场数据为基础，通过研究交织区交通量、车道数和交织区长度来绘制运行速度的通行能力诺模图，为以后的相关研究打下了基础；HCM1965对第一版手册交织区分析方法进行了校核和改进，认为交织区的运行受到交织区长度和车道宽度的共同影响； HCM1985将交织区的运行状态划分为约束和非约束两种模式并建立了交织区交织和非交织车流速度模型，通过交织区内车道变换的次数将交织区划分为A、B、C三种构型；HCM2000 首次建立了通行能力表，分别给出了不同构型、不同交织长度和交织流量比下的通行能力限值，并限制了交织区的最大长度为750米； HCM2010 对所有的交织区的研究成果进行了重组，建立了交织区通行能力模型并给出了计算评估交织区通行能力方法，不同于以往的交织区分析方式，HCM2010 将交织区的构型划分为两种，同侧和异侧两种构型，并给出了最大交织区长度的模型。同时根据对交织区运行状态的研究，认为影响交织区通行能力的因素主要包括交织比、交织长度、交织宽度、车道数等因素，并给出了交织区通行能力计算模型。
大部分学者通过研究交织区运行影响因素来分析交织区的通行能力，主要是为了提高通行能力手册中交织区研究部分的准确性。部分学者通过研究城市交织区的交织量来反映交织量对交织区的通行能力的折减程度。Cassidy、Wang和May通过对大量的测数据和仿真数据进行分析，发现影响交织区交通运行状态的因素包括交织区长度、交织区车道宽度、交织区内车道数、大车比率、驾驶行为特性、主线和匝道车辆的速度差、交织比，其中交织比对于交织区的交通运行状态的影响最大。Tanka S、Hasegawa N和Iizuka D认为约有80%的车道变换发生在交织区的上游阶段，论文通过研究了两种不同的交织类型和不同的交织比情况下对交织区交通运行的影响，表明交织比对于交织区通行能力的折减较为严重。此外，部分研究成果还表明交织长度对交织区的通行能力也有一定的折减。Vermijs用微观仿真模型对 A类交织区进行仿真，仿真结果表明交织区长度是影响 A类交织区交通运行的重要因素，交织区的通行能力随交织区长度的变化而变化。Chao yang、Changqiao Shao和Liqin Liu利用交通仿真的方法来分析 HCM2000 中交织区通行能力研究的不足，研究表明交织区的运行状态和交织流量、非交织流量的来源和分布有关，并补充了交织区长度低于150m以下的交织区通行能力的研究。同时，驾驶员行为对交织区的运行状态也有一定的影响。Andyka Kusuma，Ronghui Liu和Charisma Choudhury认为驾驶员行为是影响交织区交通运行状态的重要因素。通过对大量的经验数据和仿真数据的分析，表明有 25.25% 的交织行为发生在交织区前的50-100m，进行多个车道变换的驾驶员的平均变道时间大约为 4.09s 。Majid Sarvi研究了拥堵情况下交织区驾驶员的加减速行为，并构建了拥堵交织区下驾驶员加速—减速行为模型，实验结果表明在拥堵情况下，交织车辆周边车辆对交织车辆的加速行为有明显的影响。
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