发布时间 : 星期一 文章可变车道研究现状综述更新完毕开始阅读
近年来我国城市建设突飞猛进，受城市规划布局和中心城区土地价值飘升的影响，城市居住区不断往城外迁移，逐渐形成了工作单位集中在城市中心区域，居住地集中在城市外围的格局，这种格局导致潮汐交通流的产生。潮汐交通流很容易在早晚上下班高峰造成潮汐行交通拥堵，这种潮汐拥堵表现为重交通方向道路拥堵的同时轻交通方向道路资源浪费。
可变车道能够有效地利用现有道路资源、提高道路的通行效率。在交通拥堵日趋严重的今天，可变车道作为有效缓解交通拥堵的主要手段之一，在保证交通畅通方面起着重要作用。可变车道的有效管理、诱导和控制已成为交通管理和控制的难点和重点。为了有效地对可变车道进行研究利用必须了解可变车道在国内外的应用情况。国内外的可变车道研究主要集中在以下几方面：
1可变车道设计及评价研究 1.1可变车道设计研究
受城市中心区域土地价值相对偏高的影响，人们的工作场所多在城市中心区，而居住小区多在城市郊区，这样直接导致了城市交通流的潮汐现象，也就是早晨上班车流从郊区拥往城市中心区域，下午下班车流从城市中心区疏散到城市郊区。因此目前有很多学者针对潮汐流控制需求研究相应的可变车道控制方法。
马振虎[1] 根据可变车道的应用方式主要分为两部分，首先是对城市发生潮汐交通的特定路段、交叉口等运用潮汐可变车道技术进行研究；其次，结合应急可变车道技术，对交通网络设计中的路网容量进行了研究。王勇[2] 以交通拥堵扩散理论为基础，研究了潮汐性交通拥堵在网络内的传播形式和表现特征，为可变车道方案设计需在交通网络内进行这一论断提供了理论依据。魏依[3]在分析其潮汐交通运行特性的基础上，利用基于路阻函数的可变车道数量计算模型和交叉口车道功能划分模型，并结合路段和交叉口的时间资源优化，探究可变车道的设置方法。原龙[4]针对早高峰期居民会由城市周边涌向城市中心，晚高峰时期相反，具体路段两侧出现交通量严重不均衡的现象，研究了可变车道设计的条件和方法，并以哈尔滨市哈平路及和平路为例，通过实地调研和理论分析，得出了两条路可变车道设置的具体方案，以达到缓解交通拥堵的目的。
对单交叉口而言，左转车辆不仅是产生冲突点的主要因素，而且也会干扰直行车辆的通行，降低交叉口的通行能力，增大车辆延误，致使车辆排队造成交通
堵塞，废气排放加剧了环境污染。可见，组织好左转车辆是提高交叉口通行效率的关键问题之一。针对左转车辆单渠化车道过饱和(即渠化一条左转车道不够，两条左转车道又多余)的情况，为了使左转车辆尽快的通过交叉口，充分利用交叉口的有限车道，平衡由于车道不足、流量不均而引起的交通拥堵，需要适时地变换与左转车道相邻的车道的功能。因此目前也有诸多学者针对交叉口车道功能转换做出大量研究。
王娟[5]在城市道路交叉口设置潮汐可变进口道的动态交通组织，对出口道可变车道的设置条件、设置参数、信号控制方案等进行系统的研究。对道路交通资源进行了动态的优化配置，充分利用道路现有时空资源。王雄[6]采用一主二从双层规划模型描述可变车道优化设计问题，上层规划以全天出行总费用和可变车道综合管理成本最小化为目标，优化可变车道设置方案；两个下层规划在给定的可变车道设置方案下，分别确定早、晚高峰用户出行的均衡状态。并进一步设计了基于遗传算法的可变车道优化设计的一主二从双层规划模型的求解算法。孙海峰[7]提供一种能够根据交通流量数据和数况数据进行实时判断道路的交通需求，对可变车道路权进行按需分配缓解道路交通拥堵状况的城市车辆运输承载量的可变车道控制系统。
1.2可变车道配套设施研究
设置可变车道可以根据交通流需求，改变部分道路双向车道的配比或者交叉口车道功能，提高道路利用率，起到缓解交通拥堵、降低城市交通网络出行费用的作用。同时，可变车道的设置增加了交通组织的管理成本和难度，也会对出行者造成一定的困扰。因此也有学者针对可变车道的高效管理出发对可变车道的相应配套设施展开研究。
崔凯[8]对左转车流交通特性进行分析，对比分析设有左转逆向可变车道与常规左转交通组织方式下的左转车流交通特性。采用视频拍摄和图像处理的调查方式得到左转逆向可变车道的车辆饱和车头时距和通行能力，对左转逆向可变车道设计方案的预信号相位和交叉口信号配时方案提出调整方法；为保证车道设计和信号控制方案得到顺利实施，对可变车道的诱导和监控等配套设施的安装进行分析。刘冬[9]为了提高潮汐交通道路的安全度，基于南京市虎踞路调查的交通数据，分析其潮汐交通特性，针对潮汐路段提出优化设计方案，在可变车道内，
分析车辆的速度、道路宽度以及汽车转弯半径对分流带长度的影响，利用切函数与约束函数，设计一定长度的自动可移动式分流带。曹金韡[10]以PLC控制器为核心构成可变车道控制系统。通过梯形图模式的软件设计，实现控制预案中所涉及的各项功能，并且输出信号控制LED指示标志的显示图案，实现车道功能改变，达到缓解交通拥堵现象的目的。
1.3可变车道影响程度研究
可变车道的设置在改善路段通行效率的同时也增加了上下游车辆的协调控制难度，因此有学者从车辆延误、速度特性、旅行时间、上下游影响以及换道阈值等影响因素入手，针对动态交通状态分析可变车道的影响程度。
李庆吉[11] 通过对交叉口可变车道在转换过程中的直行和左转车辆到达－驶离情况进行分析，得到了可变车道转换过程的延误计算模型，在此基础上进行可变车道转换阀值的计算，确定可变车道功能是否需要进行转换。李庆吉[12] 基于主预信号协调控制的交叉口可变车道，通过分析车道功能转换过程的车辆到达－驶离累计曲线图，得出不同情况下延误计算公式，并分析了各影响因素对转换过程延误的影响。周洋[13] 以设置可变导向车道的信号交叉口进口道为研究对象，利用可变车道的交通特性与传统的信号控制交叉口进口道上游车辆交通特性相比在换道特性和速度特性方面体现出的特殊差异性，这些差异化的交通特性可以更好地指导可变导向车道系统的设置方式和控制策略。徐红领[14] 在城市有限的道路资源下交叉口转向可变车道的已被应用到城市交叉口的控制中。围绕信号控制交叉口可变车道转向变换的阈值条件．从通行能力的角度出发，对不同交通流量条件下的转向可变车道转向变换的阈值条件进行了分析．Zhang Y[15]开发了一个组合变道和VSL控制方案，提出车道变换控制器在事故或瓶颈上游生成车道变换建议。H.-Y. Jin[16] 在两种交通流模型的基础上，建立了交通系统在车道下降瓶颈上游区域的VSL控制问题。设计控制系统的特性可以在两个模型之间进行转换，建立了一种研究非线性交通流系统控制问题的双重方法。Y. Zhang[17] 证明了旅行时间的改善缺乏是由于车道变化正在接近导致容量严重下降的瓶颈。开发了一种混合车道变换和VSL控制策略，能够提前减少除VSL之外车道容量。Jin W L[18]考虑交通系统上游的控制设计问题，由变速限制调节的车道下降瓶颈。通过最大化外部通量和最小化延迟以及使系统稳定在理想平衡状态来减轻容量
下降的影响。
1.4可变车道评价研究
可变车道的设置有助于提高道路利用率，起到缓解交通拥堵、降低城市交通网络出行费用，因为有学者针对可变车道的效果及影响进行相应的研究，进一步完善可变车道的评估研究。
商振华[19] 提出了在交叉口出口道设置逆向可变车道的交叉口交通组织新方法，对逆向可变车道进行了定义；研究了交叉口设置逆向可变车道的条件；研究了逆向可变车道的设置方法，主要研究了逆向可变车道的车道数、长度、宽度、开闭时间等设置参数和逆向可变车道的配套措施设置；研究了设置逆向可变车道对交叉口交通效率影响的分析评价方法。Yihang Zhang[20] 通过两种不同的燃料消耗/排放模型来评价组合可变限速和变道控制策略对环境的影响:美国加利福尼亚大学河滨分校开发的EPA模型MOVES和CMEM。通过对I-710高速公路交通的微观Monte-Carlo模拟，验证了组合控制方法对环境的影响。无论是否采用综合控制策略，这两种环境模型都用来评估燃料消耗和尾气排放的。证明了组合变速限制和车道变换控制策略是有利的。T. Santos[21]提出了一种方法，利用交通与排放综合平台的微观模拟模型来评估三种限制性交通措施对城市主干道的影响。该分析扩展到一些替换道路和整个网络区域。
1.5所存在问题
1) 目前的可变车道设置多针对交通流量需求和道路实际情况。较少的将可变车道设计同可变车道运营管理相结合，造成相应的运营管理措施不到位，极易使驾驶者产生迷惑，诱发交通事故，降低了可变车道的应用效果；
2) 目前的可变车道研究多针对车辆延误、通行效率以及环境影响等因素作为可变车道设置的参考条件，但是可变车道效益和费用的定量研究理论依据；
3) 目前的可变车道配套设备研究多针对潮汐车道的交通检测、交通诱导以及信号控制等方面，缺乏配套设备对驾驶员的信息影响效果分析，难以确保驾驶员准确及时接受变道信息，造成安全隐患；
4) 目前可变车道的影响因素分析主要集中在车辆延误、速度特性、旅行时间、上下游影响以及换道阈值等方面，尚缺乏将可变车道信号控制同多影响因素分析相结合的可变车道效果评价技术。