高速公路出口预告指路标志设置距离研究(4)
这些几何设计上的差异性将引起交通流在分流区运行规律的不同。从图中我们可以看出，处于最不利位置时，车辆在类型II匝道出口只需进行N-2次车道变换，而在其他三种匝道出口时则需要N-1次车道变换。
图2-1 平行式有可选车道-单车道出口匝道（类型I）
图2-2 直接式无可选车道-单车道出口匝道（类型II）
图2-3 平行式有可选车道-双车道出口匝道（类型III）
图2-4 直接式无可选车道-双车道出口匝道（类型IV）
注：可选车道为无需变换车道既可沿高速主线直行又可驶离主线到达匝道的车道
匝道的设计速度也是模型的一个重要影响因素，车辆由主线进入匝道，相应的速度也由在主线上行驶的速度慢慢降至在匝道上行驶的速度，速度的调整适应过程在主线上完成，这段速度调整运行距离的确定依赖于主线设计速度和匝道设计速度。
研究表示，适当的AGS侧移可以提高标志的能见度，并且减少车辆驶离高速公路时撞到标志的可能性。在实际工程中，AGS设置位置应满足横向和纵向偏移规范要求，以此来减少可能的安全隐患。因此AGS的横向偏移和纵向偏移是此模型的一个重要影响因素。
从驾驶员的角度看，车道变换所需的时间也是很重要的因素。Finnegan and Green曾经对车道变换行为进行过深入研究，发现在没有其他车辆影响的情况下平均需要3.7s来观察车流准备车道变换，有车辆影响的情况平均需要6.1s。此外，如果两标准差允许，他们建议需要6.6秒的时间来完成一次车道变换的视觉搜寻，外加1.5秒来执行这次车道变换。因此，在模型中，按照以上研究结果将一次车道变换时间定义为8.1s。
有相关研究显示，速度和驾驶员感知-反应时间的之间的关系是每增加8km/h的车速将会缩短驾驶员0.2s的感知-反应时间。根据美国经验，当速度达到一般高速的限速70mph（112km/h）时，感知-反应时间为2.5s。感知-反应时间也是模型设计的一个重要参数。
图2-5 驾驶员视野清晰度分区图
驾驶员的清晰视角也是建模的一个关键参数。模型假设在最大清晰的视角消失前，驾驶员要完成对标志的认读，然后完成车道变换的行为。如上图2-5所示，多数人在3°~ 10°的圆锥角内有最清晰的视野，10° ~12°的圆锥角内视野较清晰[20][21][22][23]，这里假设驾驶员清晰视角极限范围为10°[24]。
2.3 驾驶行为分析
这里以图2-6作为建模的示意图，以标志牌设置方式为路边直立式，驶离方向为右侧的情况来举例说明，其他设置条件下的驾驶员行为分析可以类推。
图2-6为一条东西走向的高速公路和一条南北走向的干道相交汇，并且通过由西向南的出口匝道相连接。AGS设置距离，即AGS到出口分流鼻端之间的距离，在图中用“D”标示。驶离过程中有五个关键位置点，如所示，分别标为“A”、“B”、“C”、“D”、“E”。曲线显示了驾驶员的行驶路线。
图2-6 驾驶员驶离匝道行为示意图
未到达A点时，驾驶员没有看到提示他准备驶离主线进入目标匝道的AGS，所以他将会正常行驶。行至A点时，驾驶员看到AGS，他意识到自己已经接近目标匝道出口，他将开始变换车道。从看到AGS至准备进行第一次车道变换的这段时间称为感知-反应时间Tg。在感知-反应时间Tg这段时间，车辆行驶的距离为AB之间的长度。
在行驶过B点后，驾驶员开始通过后视镜寻找车道变换的可接受穿越间隙，驾驶员首先会判断现有的间隙是否足够进行车道变换。向右侧进行车道变换有以下几种可能：如果可穿越间隙足够大，他将不需要加速或减速只需进行正常的车道变换；如果可穿越间隙小于正常车道变换所需的间隙，那么车辆变换车道的行为不仅和交通状况有关，还和驾驶员个性及操作习惯有关。如果他是个具有侵略性的驾驶员，那么很可能会开着他的右转灯，全力加速超越所有的车辆驶入他右边的车道，这种行为叫强制性车道变换。如果是个比较有耐心的驾驶员，那么在开了右转灯之后，他会等待可能的可穿越间隙，有些在其右边车道的驾驶员会减速让其汇入，这种行为叫谦让性车道变换[27]。不同情形下车道变换所需的平均时间各不相同。如图2-6，驾驶员从B点行驶到C点，从C点行驶到D点，先后完成了两次车道变换。