车联网环境下融入交叉口的潮汐hov车道方案设计(附件)
本文基于现有的潮汐交通流特性，简单介绍了车联网环境下潮汐车道的标志标线。着重介绍了融入交叉口处潮汐车道的车道数判断模型，详细运转过程，再将HOV因素考虑到交叉口的潮汐车道中并给出运转过程详解。最后通过VISSIM仿真软件得到开启潮汐车道后行程时间减少的结论。对于今后在交叉口开启实施潮汐HOV车道具有借鉴意义。关键词 潮汐HOV，交叉口，实时动态，运转过程，仿真验证
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 研究的目的与意义 2
1.4 研究的思路与方法 3
2 车联网环境下的潮汐HOV车道信号设施 4
2.1 标志标线 4
2.2 转向标线 5
3 融入交叉口的潮汐HOV车道 6
3.1 实施条件 6
3.2 车道数判断模型 7
3.3 交叉口出潮汐车道运行详解 9
3.4 添加HOV因素 15
3.5 交叉口处潮汐HOV车道运行详解 17
4 仿真验证 21
4.1 仿真目的 21
4.2 仿真过程 21
4.3 仿真结果分析 25
结 论 26
致 谢 27
参考文献 28
1 绪论
1.1研究背景
截至2017年底，据公安部交管局统计显示，全国汽车保有量达2.17亿辆，与2016年相比，全年增加2304万辆，增长11.85%。我国交通拥堵情况一直很严重，尤其在北京、上海等城市，上下班高峰期堵车情况更是如此。形成拥堵的情况主要是因为，工作的人们上班地点在城区，而居住的地点却靠近郊区，这就形成了在上班时间进城的车辆远大于出城的车辆，而在下班时间则反之，也就形成了所谓的“潮汐现象”[1]。潮汐现象中，我们看到的是一边拥堵的车流无法缓解，而另一边的车流却无法满足道路资源的利用，形成了极大的道路资源浪费。因此，我们需要重新对交通道路资源进行优化整合，这也是潮汐车道产生的基础。
同时，车联网的发展对于车辆信息处理有很大帮助，能够通过 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
对车辆信息的分析计算出不同车辆的最佳路线、及时汇报路况和安排信号灯周期。根据前瞻产业研究院发布的《20162022年中国车联网行业分析及未来前景预测报告》数据显示，预计我国的车联网用户到2017年将达到1164万户，未来五年（20172021）年均复合增长率约为34.87%，预计到2021年，车联网用户将达到4097万户[2]。具体情况看图11
/
图11 20172021年车联网行业用户规模预测(单位：万户)
根据以上结果分析，我国交通拥堵情况严重，人们选择公共方式出行的比率不断增加，同时，国家有提倡绿色出行、公共出行的政策扶持，为HOV车道的发展提供了机遇。本文就是在汽车保有量不断增加[3]，交通拥堵情况严重，车联网用户的不断增多，对潮汐车道、HOV车道的发展提供条件的研究背景下，进行对车联网环境下融入交叉口的潮汐HOV车道的方案设计的研究。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
国外对于潮汐车道、HOV车道的研究比较多，但都是单独研究，没有将潮汐车道、HOV车道两者联系在一起研究。先分别对潮汐车道和HOV车道进行介绍。
关于潮汐车道，Alfred Guebert, Brandon Weston, Dave Kinnecom 提出潮汐车道的设计方案，通过在潮汐车道上方的交通标志线来控制潮汐车道[4~6]。此外，在交叉口设置潮汐车道信号灯，协调交叉口潮汐车道的设计。提出并设计了美国犹他州盐湖城的潮汐车道设计方案。Hoose和HJ对潮汐车道技术的信号控制和相应的交通规则进行了系统研究[7]。
关于HOV车道的研究，1996年R.H. Henk等在针对德州HOV车道运行效果的研究报告中指出:公共交通工具乘坐人数和交通出行节省时间存在很大的关系,车辆内部乘坐人数对于出行时间的节省有着积极作用[8]。华盛顿的研究人员得出的结论是，道路越拥挤，HOV车道上的车辆增加得越快。同时，早晚高峰时段的HOV车道比例也高于正常时段[9~10]。
1.2.2 国内研究现状
关于潮汐车道，殷秋敏、邓卫提出将智能交通系统与潮汐车道技术结合使用，使得潮汐车道技术能根据实时交通状况做出动态的反应，最大作用发挥潮汐车道缓解拥堵的能力[11]。刘冬、曹雪山、苗选通过分析车辆速度、汽车转弯半径和道路宽度对分流带长度的影响，设计出一定长度的自动的可移动的分流带，降低了交通事故率[12]。
关于HOV车道的研究，毕高波利用MNL模型,构建出HOV专用车道设置后各种交通方式分担率模型,计算公交、HOV车辆在不同承载人数条件下各种交通方式的分担率变化,说明了HOV车道的可行性[13]。吴英男等对HOV、BRT车道的混合实施进行简要设想[14]。
1.3 研究的目的与意义
现在潮汐车道的设置多在较长的直行车道上，仅仅起终点的设置在交叉口附近，没有专门融入交叉口的潮汐车道设置研究。HOV车道的设置也多为公交HOV车道，最近几年才有针对高承率HOV车道的开放。在车联网环境下，我们希望通过利用车联网的信息采集处理技术，将潮汐车道、HOV车道有效结合，在现有道路资源情况下，充分利用分配道路资源，缓解交通拥堵情况。
本文是在对车联网下潮汐HOV车道有一定研究的情况下，针对融入交叉口的潮汐HOV车道进行研究，在不扩充其他道路资源的情况下，优化整合交叉口处的道路资源，对缓解交叉口处的交通压力，改善交叉口处拥堵情况有一定作用。
1.4 研究的思路与方法
本文是在车联网环境下，对融入交叉口的潮汐HOV车道进行研究并给出实时动态的设计方案。文章主要分为四大部分：
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 研究的目的与意义 2
1.4 研究的思路与方法 3
2 车联网环境下的潮汐HOV车道信号设施 4
2.1 标志标线 4
2.2 转向标线 5
3 融入交叉口的潮汐HOV车道 6
3.1 实施条件 6
3.2 车道数判断模型 7
3.3 交叉口出潮汐车道运行详解 9
3.4 添加HOV因素 15
3.5 交叉口处潮汐HOV车道运行详解 17
4 仿真验证 21
4.1 仿真目的 21
4.2 仿真过程 21
4.3 仿真结果分析 25
结 论 26
致 谢 27
参考文献 28
1 绪论
1.1研究背景
截至2017年底，据公安部交管局统计显示，全国汽车保有量达2.17亿辆，与2016年相比，全年增加2304万辆，增长11.85%。我国交通拥堵情况一直很严重，尤其在北京、上海等城市，上下班高峰期堵车情况更是如此。形成拥堵的情况主要是因为，工作的人们上班地点在城区，而居住的地点却靠近郊区，这就形成了在上班时间进城的车辆远大于出城的车辆，而在下班时间则反之，也就形成了所谓的“潮汐现象”[1]。潮汐现象中，我们看到的是一边拥堵的车流无法缓解，而另一边的车流却无法满足道路资源的利用，形成了极大的道路资源浪费。因此，我们需要重新对交通道路资源进行优化整合，这也是潮汐车道产生的基础。
同时，车联网的发展对于车辆信息处理有很大帮助，能够通过 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
对车辆信息的分析计算出不同车辆的最佳路线、及时汇报路况和安排信号灯周期。根据前瞻产业研究院发布的《20162022年中国车联网行业分析及未来前景预测报告》数据显示，预计我国的车联网用户到2017年将达到1164万户，未来五年（20172021）年均复合增长率约为34.87%，预计到2021年，车联网用户将达到4097万户[2]。具体情况看图11
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图11 20172021年车联网行业用户规模预测(单位：万户)
根据以上结果分析，我国交通拥堵情况严重，人们选择公共方式出行的比率不断增加，同时，国家有提倡绿色出行、公共出行的政策扶持，为HOV车道的发展提供了机遇。本文就是在汽车保有量不断增加[3]，交通拥堵情况严重，车联网用户的不断增多，对潮汐车道、HOV车道的发展提供条件的研究背景下，进行对车联网环境下融入交叉口的潮汐HOV车道的方案设计的研究。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
国外对于潮汐车道、HOV车道的研究比较多，但都是单独研究，没有将潮汐车道、HOV车道两者联系在一起研究。先分别对潮汐车道和HOV车道进行介绍。
关于潮汐车道，Alfred Guebert, Brandon Weston, Dave Kinnecom 提出潮汐车道的设计方案，通过在潮汐车道上方的交通标志线来控制潮汐车道[4~6]。此外，在交叉口设置潮汐车道信号灯，协调交叉口潮汐车道的设计。提出并设计了美国犹他州盐湖城的潮汐车道设计方案。Hoose和HJ对潮汐车道技术的信号控制和相应的交通规则进行了系统研究[7]。
关于HOV车道的研究，1996年R.H. Henk等在针对德州HOV车道运行效果的研究报告中指出:公共交通工具乘坐人数和交通出行节省时间存在很大的关系,车辆内部乘坐人数对于出行时间的节省有着积极作用[8]。华盛顿的研究人员得出的结论是，道路越拥挤，HOV车道上的车辆增加得越快。同时，早晚高峰时段的HOV车道比例也高于正常时段[9~10]。
1.2.2 国内研究现状
关于潮汐车道，殷秋敏、邓卫提出将智能交通系统与潮汐车道技术结合使用，使得潮汐车道技术能根据实时交通状况做出动态的反应，最大作用发挥潮汐车道缓解拥堵的能力[11]。刘冬、曹雪山、苗选通过分析车辆速度、汽车转弯半径和道路宽度对分流带长度的影响，设计出一定长度的自动的可移动的分流带，降低了交通事故率[12]。
关于HOV车道的研究，毕高波利用MNL模型,构建出HOV专用车道设置后各种交通方式分担率模型,计算公交、HOV车辆在不同承载人数条件下各种交通方式的分担率变化,说明了HOV车道的可行性[13]。吴英男等对HOV、BRT车道的混合实施进行简要设想[14]。
1.3 研究的目的与意义
现在潮汐车道的设置多在较长的直行车道上，仅仅起终点的设置在交叉口附近，没有专门融入交叉口的潮汐车道设置研究。HOV车道的设置也多为公交HOV车道，最近几年才有针对高承率HOV车道的开放。在车联网环境下，我们希望通过利用车联网的信息采集处理技术，将潮汐车道、HOV车道有效结合，在现有道路资源情况下，充分利用分配道路资源，缓解交通拥堵情况。
本文是在对车联网下潮汐HOV车道有一定研究的情况下，针对融入交叉口的潮汐HOV车道进行研究，在不扩充其他道路资源的情况下，优化整合交叉口处的道路资源，对缓解交叉口处的交通压力，改善交叉口处拥堵情况有一定作用。
1.4 研究的思路与方法
本文是在车联网环境下，对融入交叉口的潮汐HOV车道进行研究并给出实时动态的设计方案。文章主要分为四大部分：
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