考虑驾驶心理的城市快速路出口指路标志位置和数量设置研究

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3.0 侯斌 2024-11-19 4 4 2.46MB 60 页 15积分

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摘要

城市快速路出口指路标志是交通工程设置的重要组成部分之一，具有为道路

使用者提供准确的行驶线路信息的功能，其目的在于合理的引导车流、提高道路

运行效率。目前，我国出口指路标志位置和数量的设置一般采用经验值，各类规

范及标准中均未能给出契合实际、因地制宜的设置方案。鉴于此，本文拟从驾驶

人心理角度出发，对城市快速路出口指路标志的位置和数量设置方法展开研究，

使其能发挥出应有的效果。

论文主要完成了以下几项工作：

（1）从交通标志牌的内部特性、外部特性及城市快速路分流区交通流特性

三个角度分析了影响出口指路标志牌设置的关键因素。

（2）从心理学的角度出发，量化了城市快速路分流区内出匝车辆驾驶人的

驾驶心理变化过程，探究了大车对内侧车道上小车驾驶人产生的心理影响，并分

析了这一系列的心理变化是如何来改变驾驶行为。

（3）基于间隙接受理论建立了车辆换道出匝模型。模型分析了道路交通设

施和道路交通环影响下的出匝行为，梳理了城市快速路分流区内出匝车辆的运行

规律，通过了对比验证和数值检验。

（4）在保障所有驾驶人均能顺利出匝的约束下，给出了出口指路标志位置

设置的方法，结合算例验证了该方法的实用性。

（5）提出在指路功能不能得到满足时应当重复设置多个出口指标标志牌。

建立了单个路侧出口指路标志牌被遮挡的概率模型、以及设置数量和设置间距模

型。同样，结合实例验证了模型的可操作性。

综上所述，本文从驾驶人心理角度出发，充分考虑分流区内交通流和交通设

施等参数，分别建立了城市快速路出口指路标志的位置、数量、间距的设置模型。

并基于上述模型，给出了具体操作步骤，结合实际案例验证了模型的实用性和可

操作性，为我国城市快速路出口指路标志系统位置和和数量设置提供可参考的理

论依据和实际案例。

关键词：快速路出口指路标志驾驶心理位置设置数量设置

Abstract

Off-ramp direction-sign in the urban expressway is one of the important part of

traffic engineering setting, it is able to provide accuracy information about the driving,

and is aimed to guide traffic flow reasonably and improve the road’s efficiency. The

locality and quantity of direction-signs in our country always based on experience, each

kind of specification and standard also failed to set approprite schemes. In view of this,

this article will study on the locality and quantity of off-ramp direction-signs from the

the perspective of drivers’ psychology, to make it play a proper effect.

The following works are contained:

(1) Analyze key factors influencing the traffic sign setting from three aspects: the

internal and external characteristic of sign-boards’ visibility and traffic flow

characteristics of vehicles in the diverge area.

(2) From the perspective of psychology, quantify drivers’ psychological change

process during off-ramp in diverge area, explore what psychological impacts produced

by carts on car drivers’ inside lanes, then analyze this series of psychological change is

how to change driving behavior.

(3) Based on the gap acceptance theory, off-ramp lane-changing model is

established, in which off-ramp behavior under the influence of traffic facilities and

surroundings is analyzed, and operation regularity of off-ramp vehicles in the diverge

area is found. The model is also proved to be reliable.

(4) Under the protection of all drivers, give the method of locality setting, Finally,

combined with living example, verify the operability of the theoretical model.

(5) Put forward the idea that multiply consecutive guiding boards should be set

when can’t find the right way under the guiding boards. Model the probability of single

roadside traffic signs may be shielded. Based on this probability, establish the quantity

and interval model of direction-signs. Same as above, the operability is proved with an

example.

This paper is based on drivers’ psychology, considering parameters such as traffic

flow and traffic facilities, respectively puts forward the setting models of position,

quantity and interval of multiple direction-sign at the off-ramp of urban expressway.

Then presents steps during setting time, and confirms that the method is of practicable,

maneuverable and referable theoretical basis, even practical cases for the setting of

direction-sign.

Key words: expressway off-ramp directional signs, driving phycology,

locality setting, quantity setting

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论 ...................................................... 1

1.1 研究背景 ..................................................... 1

1.2 研究的目的与意义 ........................................... 2

1.2.1 研究的目的 ............................................... 2

1.2.2 研究的意义 ............................................... 2

1.3 研究内容 ..................................................... 3

1.3.1 主要研究内容 ............................................. 3

1.3.2 论文技术路线 ............................................. 3

1.3.3 论文章节安排 ............................................. 3

第二章相关研究综述 ................................................ 6

2.1 驾驶心理综述 ................................................. 6

2.1.1 驾驶心理产生的原因 ....................................... 6

2.1.2 驾驶心理的国内研究现状 ................................... 7

2.1.3 驾驶心理的国外研究现状 ................................... 8

2.2 交通标志牌设置综述 ........................................... 9

2.2.1 标志牌视认特性综述 ....................................... 9

2.2.2 标志牌位置设置综述 ...................................... 10

2.2.3 标志牌数量设置综述 ...................................... 11

2.3 研究现状总结 ................................................ 11

2.4 本章小结 .................................................... 12

第三章出口指路标志位置设置影响因素研究 ........................... 13

3.1 交通标志牌内部影响因素分析 .................................. 13

3.1.1 交通标志牌设置类型 ...................................... 13

3.1.2 交通标志牌固有属性 ...................................... 14

3.2 交通标志牌外部影响因素分析 .................................. 17

3.2.1 光线对视认性的影响分析 .................................. 17

3.2.2 驾驶人视认特征 .......................................... 17

3.3 城市快速路分流区交通流特性 .................................. 18

3.3.1 流密速特征 .............................................. 18

3.3.2 车头时距特征 ............................................ 18

3.4 本章小结 .................................................... 20

第四章快速路出口指路标志位置设置研究 ............................. 21

4.1 驾驶心理对驾驶人换道的影响分析 .............................. 21

4.1.1 换道紧迫感对换道决策点的影响 ............................ 22

4.1.2 换道紧迫感对换道临界间隙的影响 .......................... 23

4.2 出匝车辆换道—驶离模型 ...................................... 24

4.3 车辆出匝模型在标志牌位置设置中的应用 ........................ 27

4.4 出匝模型分析 ................................................ 27

4.4.1 模型对比分析 ............................................ 27

4.4.2 交通标志牌设置距离对汇出概率的影响 ...................... 29

4.4.3 主路流量对汇出概率的影响 ................................ 29

4.5 基于车辆出匝模型的单个出口指路标志牌位置设置方法 ............ 30

4.5.1 计算流程 ................................................ 30

4.5.2 算例验证 ................................................ 32

4.6 本章小结 .................................................... 34

第五章城市快速路指路标志数量设置研究 ............................. 35

5.1 右侧车道大车对驾驶心理影响分析 .............................. 35

5.1.1 车辆间距对驾驶心理影响 .................................. 35

5.1.2 车辆相对行驶速度对驾驶心理影响 .......................... 37

5.2 单个交通标志牌被遮挡概率 .................................... 37

5.2.1 遮挡原因 ................................................ 37

5.2.2 遮挡长度 ................................................ 38

5.2.3 遮挡概率 ................................................ 40

5.3 路侧交通标志重复设置间距 .................................... 40

5.3.1 路侧交通标志设置数量确定 ................................ 40

5.3.2 路侧交通标志重复设置的最佳间距 .......................... 41

5.4 模型的验证及算例 ............................................ 42

5.4.1 对比验证 ................................................ 42

5.4.2 仿真验证 ................................................ 44

5.4.2 算例 .................................................... 47

5.5 本章小结 .................................................... 48

第六章结论与展望 ................................................. 49

6.1 论文研究总结 ................................................ 49

6.2 创新点 ...................................................... 49

6.3 展望 ........................................................ 50

参考文献 .......................................................... 51

在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 .................... 51

致谢 .............................................................. 56

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摘要城市快速路出口指路标志是交通工程设置的重要组成部分之一，具有为道路使用者提供准确的行驶线路信息的功能，其目的在于合理的引导车流、提高道路运行效率。目前，我国出口指路标志位置和数量的设置一般采用经验值，各类规范及标准中均未能给出契合实际、因地制宜的设置方案。鉴于此，本文拟从驾驶人心理角度出发，对城市快速路出口指路标志的位置和数量设置方法展开研究，使其能发挥出应有的效果。论文主要完成了以下几项工作：（1）从交通标志牌的内部特性、外部特性及城市快速路分流区交通流特性三个角度分析了影响出口指路标志牌设置的关键因素。（2）从心理学的角度出发，量化了城市快速路分流区内出匝车辆驾驶人的驾驶心理变化过程，...

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