随着高速公路基础设施的建设与发展,高速公路车流量日益增大,高速公路发生交通事故后会造成严重的后果。在高速公路存在入口匝道的路段,由于入口匝道的存在,主线车流运行会受到干扰,再加之在此路段附近发生交通事故后,会产生匝道与事故的组合影响,因此本文对事故条件下的高速公路匝道系统交通流进行研究。考虑高速公路匝道系统的交通流特性,建立了带有匝道的高速公路单向双车道CA模型,引入交通事故并定义事故路段的换道规则。分析事故持续时间、事故区域长度、事故位置等不同参数对匝道系统的影响,最后对事故下匝道系统采取交通管控。本文的主要工作内容如下:(1)从基本的三相交通流KKW模型出发,在考虑驾驶员敏感性以及同步作用范围内的不同减速幅度改进已有KKW模型。(2)在改进KKW模型基础上,采用对称换道规则建立了单向双车道元胞自动机模型,并且定义了入口匝道的进车规则,构建了高速公路匝道系统交通流元胞自动机模型。考虑主线与匝道进口概率的变化,通过分析流量、速度、道路占有率、平均换道率等参数,得出了匝道与主线交通流之间的影响关系。结果得出:随着主线进车概率的增加,匝道系统流量值会增加到最大值1.5veh/s后,然后迅速降低并且保持稳定在1.2veh/S。(3)在高速公路匝道系统模型中,定义交通事故的发生规则,并将主线路段划分为正常路段、汇合区、缓冲区、分流区,并根据车辆位置、速度关系确定车辆在缓冲区的换道优先权。考虑不同的事故持续时间、不同的事故区域长度、事故位置变化等因素,通过分析道路时空图、流量、速度变化图,得出事故影响下的高速公路匝道系统交通流变化规律。(4)当事故发生在入口匝道下游时,对高速公路匝道系统采取主线可变限速及入口匝道反馈控制的协同控制策略,并进行模拟仿真。通过对比分析采取管控措施与未采取管控措施得到的流量、速度、时空图,结果显示管控策略能够减少事故条件下道路拥堵带的传播范围,提高匝道系统饱和流量及饱和流下对应的车道平均速度,减少交通事故对交通流的影响,为事故条件下的高速公路匝道系统交通管控提供参考。