雾天场景下高速公路通行能力分析及提升策略

来源：交通运输系统工程与信息杂志2023年第3期北京时间：

作者：秦严严, 肖腾飞, 贺正冰

单位：1.重庆交通大学，交通运输学院，重庆400074；2.北京工业大学，交通工程北京市重点实验室，北京100124

摘要：为研究雾天场景高速公路通行能力，本文提出基于车车通信(Vehicle-to-Vehicle,V2V)环境的雾天通行能力提升策略。首先，选取雾天场景标定的Gips模型描述雾天环境下的车辆跟驰行为，推导雾天跟驰行为车头间距一速度函数式，构建雾天高速公路通行能力分析方法，并从雾天浓度和车流限速两个角度分析通行能力的影响。然后，从雾天高速公路通行能力影响机理层面，对反应时间Tn、后车最大制动减速度bn,以及后车预计前车最大制动减速度bn-1,进行参数敏感性分析。最后，基于雾天V2V环境，考虑反应时间与制动减速度对通行能力的影响作用，提出雾天场景下高速公路通行能力提升的跟驰控制策略。研究结果表明：轻雾场景（能见度150m）和浓雾场景（能见度60m)分别在限速80kmh-1和100kmh-1时的通行能力最大，且均在限速60kmh-1时的通行能力最小。相比最低限速40km·h-1,轻雾场景和浓雾场景在限速80kmh-1和100kmh-1对应的最大通行能力分别提升21.83%和9.68%，在限速60km·h-1对应的最小通行能力分别降低15.88%和4.61%。通行能力与Tn呈负相关性，同时，当bn-1>bn时，有利于通行能力的提升。本文所提控制策略能够有效提升雾天高速公路通行能力，在置信水平为95%的情况下，通行能力提升效果显著，不同雾天浓度和限速条件下，通行能力平均提升幅度为44.22%。

关键词：交通工程,通行能力,跟驰模型,雾天场景,提升策略

基金资助：国家自然科学基金 (52002044)