冰雪条件下路面附着系数较低,极易引发交通事故和造成道路通行受阻,特别是路面结冰情况下。同时,公路无所不在的特点决定了无论从经济还是具体工程实施上,不可能在降雪后对所有的公路特别是一般公路进行清扫。因此只能针对冰雪条件下公路运行管理提供精细的管控措施,以达到减小公路交通事故可能发生的概率和保证道路正常通行的目的。目前,虽有一些针对冰雪条件下的道路交通安全与管理研究,但主要为宏观角度的统计分析研究,具体管控偏重于定性建议等,通过建立交通流微观模型及其机理特性分析较少,而已有的交通流微观仿真模型针对不良天气下交通事故分析及管控较少涉及冰雪条件。基于此,本文通过对冰雪条件下车辆可能发生的追尾事故和侧滑事故分析,以单向双车道公路为例,尝试建立了一个冰雪条件下可能事故的元胞自动机模型(Cellular Automaton Model,CAM),以此为实验平台,通过仿真,寻找更加精细化的管控措施,以减小交通事故可能发生的概率和最大程度保证道路通行以及提高通行效率,为具体的交通管控提供决策支持。主要工作可概括为以下几个方面:(1)冰雪条件下路面特征性能参数与相关模型研究。对冰雪天气的基本概念进行概述,并对冰雪条件下的路面平整度、抗滑性和结构强度等性能参数进行分析,得到了冰雪条件下能见度、附着系数和车流速度模型。(2)冰雪条件下可能事故的车辆动力学分析。通过冰雪条件对驾驶员、车辆和路面的影响进行分析,研究冰雪条件下发生车辆追尾事故和侧滑事故的车辆动力学行为,建立其可能事故的微观动力学模型,为建立具体的CAM提供了研究基础。(3)冰雪条件下可能事故交通流CAM的建立与交通流特性研究。在对称双车道(symmetric two-lane Nagel-Schreckenberg,STNS)模型的基础上,以单向双车道一级公路为例,根据冰雪条件下交通流特点和运行规则,采用车辆可能事故的微观动力学行为公式,建立一个冰雪条件下可能事故的CAM,对冰雪下的交通流特性进行在仿真实验下的分析研究。(4)冰雪条件下公路交通管控措施。针对冰雪对公路交通的不利影响,进而造成交通事故易发的问题,以一级公路为例进行仿真实验,进行具体包括扫雪、撒融雪剂、安装冬季轮胎和防滑链、调整入口流量和速度限制等的管控优化研究,以此得到冰雪条件下相应的最佳管控措施,为冰雪条件下公路的安全管控提供定量化的更加科学合理的决策支持。