1 国内外研究状况
快速路交织区是车辆进出的交汇路段，各股车流极易互相干扰，有刚性出入交织区需求的车辆为了出入交织区，可能会减速甚至停驶，由此便会造成交通拥堵，影响快速路的通过功能，因此对快速路交织区的车辆运行特征进行研究具有重要意义。
国内外都对交织区在运行特性，建模仿真等方面有不同程度的研究，接下来将从交织区的运行情况、数学模型、仿真模型等方面展开介绍。
1.1国外研究状况
在1950年美国出版了第一版道路通行能力手册(HCM1950)[1]，最早提出交织区运行和设计方法。其中以交织区长度、车道宽度、交通量为参数，对交织车辆的运行速度和通行能力进行了计算。
从2001年到2007年,Lertworawanich和Elefteriadoul利用间隙公差理论和线性优化模型, 提出并不断完善了计算A型和B型交织区容量的方法。在HCM2010中[2]，依据交织区内需要的换道次数将交织区分为了A、B、C三类。A，B和C型交织区在受约束和不受约束下的运行情况之间没有区别。 仅将双侧交织区视为特殊情况，并通过公式计算交织区的通行能力的大小。
随着计算技术的发展,计算机仿真技术也立用到了交通研究中来,其最早应用于二十世纪六十年代。起初，交通仿真主要应用于城市道路，包括信号配时设计、信号协调等方面，因此宏观交通仿真模型使用的较为频繁。到了八十年代，随着计算机技术的迅速发展，以及计算机性能的急速提升，智能交通运输系统进入了人们的视线，成为了研究的热点，从而涌现了一大批交通仿真软件，并将之运用于交通系统的研究之中。在交织区的研究方面，1988年, Zarean提出了利用微观仿真模型VEAVSIM研究不同高速公路主线和匝道的方法，并分析车速对交织区交通运行的影响。一年以后, Skabardonis等人使用改进的INTRAS模拟了主干路交织区的交通流运行情况,并预测了道路上交织车辆和非交织车辆的运行速度。在1998年, Vermijs提出了一种微观仿真模型，用来计算A型交织区通行能力。该仿真方法考虑了对交织区有影响的三个基本因素,交织区度、交织流率和车辆组成。
元胞自动机的概念最早在二十世纪五十年代由VonNenmann提出[3]，主要用于模拟生命系统所具有的自复制功能。1970年Conway提出生命竞争之后，元胞自动机被广泛应用于各个领域。1986年，Gipps[4]提出了一种通过速度判断换道的模型的猜想，虽然其计算量大且结果与实际情况不符，但这是具有开创意义的想法。到了二十世纪九十年代，人们开始对元胞自动机理论在交通领域的应用进行了尝试，由此产生了元胞自动机模型。在元胞自动机模型中，时间变量、空间变量和状态变量都被整数离散化，道路被划分为等距离其离散的元胞[5]，对于交通问题而言，交通系统中的车辆本就是整数，元胞自动机的特点恰好成为了一大优势。
基于元胞自动机的微观仿真模型大致分为单车道模型、多车道模型及城市交通模型。1992年，德国学者Nagel和Schreckenberg[6]基于184规则[7]提出了一维交通流CA模型(NS模型)。在此模型中，道路被划分为离散的元胞，每个元胞为空或被一辆车所占，车辆按照相同的演化规则来同步变化，适用于模拟高速公路交通流。与早期的交通流CA模型相比，该模型的模拟结果与实际观测结果较为吻合，因此得到了普遍应用。Rickert[8]提出了一种换道规则，但没有将车辆的加减速包含在其中，使得两辆并排行驶的变道车辆会因互相妨碍变道，导致交通瘫痪并且无法恢复。Chowdhury[9]又以NaSch模型为基础建立了双车道元胞自动机仿真模型,其换道规则为：车辆在当前车道上行驶速度低，而目标车道上车头间距较大，且满足换道安全条件时即可换道。
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