基于制动减速度的高速公路停车视距研究

为了研究《路线规范》中确定停车视距指标时采用设计速度的85%或90%与实际情况不符的问题,采用高速公路的实测各车道速度数据,分析了各车道的车辆运行速度分布特征。从运动学原理出发对汽车制动过程进行分析,将车辆制动过程分为驾驶人反应时间、制动系统协调时间及全制动时间3个时间段,建立了基于制动减速度的车辆制动模型,并对模型中驾驶人反应时间、制动减速度和运行速度等关键参数进行深入试验调查和分析研究。分别提出了平坡段小客车与货车在相对舒适和紧急制动两种情况下的停车视距建议值,并提出了不同纵坡条件下的货车停车视距修正值。结果表明:在平坡路段相对舒适情况下的停车视距与AASHTO中的规定值基本一致;紧急制动情况下的停车视距与我国规范值基本一致,比目前《路线规范》条文中采用折减后的设计速度计算停车视距的解释更加合理。纵坡对货车停车视距影响较大,因此纵坡段以货车停车视距为研究对象,并从安全角度考虑选择采用相对舒适的制动减速度得到的停车视距作为建议值,为《路线规范》规定的停车视距值的应用和解释提供了更好的依据。     

基于法国规范的公路隧道最小平曲线取值研究

结合阿尔及利亚某高速公路隧道路段平面设计经验,研究法国规范体系下隧道路段平曲线最小半径;从平曲线半径、停车视距等规范规定入手,分析得出最小平曲线值计算方法。分析表明:影响隧道路段平曲线最小半径值的因素有视点位置的选择、隧道洞身尺寸、纵坡值等;设计中需结合纵坡值,对左右幅停车视距进行单独验算,以确保行车安全。     

公路停车视距计算与分析

比较了国内外停车视距及其计算方法;结合汽车制动特性分析推导了汽车制动距离和停车视距,结果显示,按汽车制动理论计算的制动距离小于相关规定值;从行驶速度和减速度分析了美国、日本停车视距差异的产生原因,进一步比较了美、日计算模型与汽车制动理论的减速度区别,结果表明,相对于紧急制动状态,停车视距规范值有较大富余,建议结合人、车、路和环境对停车视距模型进行修正。     

高速公路内侧车道小客车停车视距合理取值的研究

为了研究高速公路停车视距不足路段交通运行仍然较为平稳的问题,提出多车道高速公路内外侧车道停车视距计算参数采用不同取值方法。当车辆在高速公路内侧车道驶入较小的圆曲线路段时,驾驶员处于有预期的高警惕性驾驶状态,如果前方发现障碍物所做出紧急制动停车决策的反应时间要短于其他车道上的车辆;基于汽车制动减速度与高速公路路面摩阻力系数计算方法的反应时间:有预期的高警惕性驾驶状态紧急制动反应时间可取1.5 s,计算得到的停车视距称为"紧急制动停车视距",适用于高速公路内侧车道;舒适制动反应时间取2.5 s,计算得到的停车视距称为"舒适制动停车视距",其值与规范值基本一致,适用于高速公路内侧车道除外的其他车道。结果表明:当设计速度为80 km/h时,紧急制动停车视距所需要的圆曲线最小半径值与规范中圆曲线最小半径一般值基本一致,结合既有高速公路所谓停车视距不足路段交通运行平稳的调查,认为高速公路内侧车道采用紧急制动停车视距较为合理;当设计速度为100 km/h或120 km/h时,紧急制动停车视距所需要的圆曲线最小半径较规范中规定的圆曲线最小半径一般值大较多,不满足紧急制动停车视距要求的路段应采取限速等措施。     

高速公路中央分隔带停车视距评价方法研究

通过对多条高速公路的小客车视距进行检查,发现中分带视距存在很多问题,为了解决在具有中分带的道路上,尤其是靠近中央分隔带护栏的左转曲线路段的停车视距不足的问题;通过阅读大量文献,对影响停车视距模型的各因素和现有停车视距模型存在的问题进行了分析;以车辆在曲线路段运行的行车动力学模型为基础,从影响停车视距模型本身的参数入手,在运行速度、道路纵坡、纵向摩阻系数3个方面对停车视距模型进行修正,并从目标物高度的角度出发,对停车视距不满足要求的路段提出建议,并进行了实例验证。研究结果表明:通过提高目标物高度至0.8 m,可以很好地解决曲线路段的停车视距问题,避免中分带护栏特殊设计或者增加高速公路不必要的占地、影响速度的一致性。     

隧道弯道停车视距检验与保证方法研究

车行桥梁与隧道的曲线路段受桥梁防撞墙、声屏障、防眩板或隧道侧壁与中隔墙等的影响,容易造成视距不良,带来行车安全隐患。从停车视距组成及其与最小横净距关系入手,分析了平面停车视距的检验方法以及在设计中的应用方法,并以某城市快速路隧道为例,对弯道路段最不利车道的停车视距进行了检验,提出了当平曲线半径低于保证停车视距的最小半径时,确保隧道曲线路段停车视距的设计措施。相关的结论可供类似工程参考和借鉴。     

动态停车视距模型研究及应用

针对我国公路安全评价中停车视距检验只考虑路侧道路建筑设施或者跨线构造物等静态设施的现状,研究在公路弯道行车过程中由于道路平曲线曲率的存在而导致的相邻或者对向车道车辆遮挡驾驶员视线的情况,提出动态停车视距的概念。通过分析车辆实际行驶过程中的车辆位置、驾驶员视点位置、车身宽度、道路横断面宽度、圆曲线半径等因素,建立动态停车视距计算模型。并基于上述因素确定最不利和正常的驾驶情形,对双向四车道和双车道公路进行分类研究。根据《公路路线设计规范》(JTG D20-2006)中最小圆曲线半径的规定对各设计速度的公路动态停车视距进行安全评价,结果发现很多情况下不能满足安全行车的要求。最终,针对不同设计速度的公路提出最小圆曲线半径的建议值,并对不良路段提出安全改善措施。     

高速公路连续长大下坡交通事故与线形特征分析

连续长大下坡路段安全问题突出,大型重载货车失控事故频现,在对连续长大下坡路段交通事故数据和道路设计指标调查的基础上,分析了连续长大下坡路段交通事故特性与车辆运行特性,分析了平曲线半径与事故率的关系,运用数理统计方法建立了平均纵坡与事故率的回归模型.分析结果表明,连续长大下坡路段的事故原因是不同车型间速度差过大,部分车头间距不满足80 km/h的停车视距要求,平曲线曲率越大、平均纵坡越大事故率越高.     

基于停车视距的高速公路最小圆曲线半径研究

停车视距作为影响行车安全的重要因素,是公路设计中的强制性控制指标之一。曲线路段中央分隔带防眩设施和路侧护栏、边坡等均可能限制驾驶人的视线,导致停车视距不足。根据《路线规范》中现有高速公路横断面组成及其宽度,采用无人机采集了3条不同设计速度、不同横断面类型的高速公路不同车道内不同车型的横向位置视频,采用图像等比例的分析方法,提取了车辆横向位置数据后,采用统计分析的方法,得到了85%位的高速公路不同车道内不同车型驾驶人视点横向位置,进而确定了填方、挖方、隧道3种路段不同车型和偏向情况下的横净距。基于《路线规范》停车视距,考虑不同曲线偏向时视线受影响最不利车道与车型,根据曲线路段停车视距与横净距和圆曲线半径之间的几何关系,推导了曲线路段满足通车视距的最小圆曲线半径计算公式,并提出了填方、挖方、隧道,这3种路段曲线右偏与左偏两种情况下满足停车视距的圆曲线最小半径指标建议值。结果表明:对右偏圆曲线,《路线规范》中规定的圆曲线最小半径一般值能满足小客车的停车视距要求,也能满足曲线隧道内纵坡大于3%时货车停车视距,但不满足下坡或纵坡小于等于3%时货车停车视距;对左偏曲线,不满足小客车和大货车的停车视距,应取《路线规范》规定的圆曲线最小半径一般值的1.8～2.25倍。     

基于合流视距的公路主线入口路段竖曲线最小半径研究

针对目前关于入口路段主线竖曲线半径研究较少的现状,且在研究过程中不注重区分入、出口路段之间差别的问题,该文首先明确合流视距是入口路段主线竖曲线半径的主要影响因素,以合流视距为控制条件对入口路段的竖曲线半径展开研究。通过分析入口路段主线车辆的交通行为特征,结合驾驶员心、生理特点建立主线入口路段安全合流视距计算模型。视距模型中考虑了反应距离、车辆换道距离、减速距离3项指标,并以变道和减速行驶二者中的较小值作为控制依据计算满足减速需要的合流视距推荐值。分别考虑主线凸形竖曲线和凹形竖曲线两种不同的情况,分析凸形竖曲线变坡点顶部,以及凹形竖曲线夜间车前灯射距及主线上方跨线构造物对驾驶员视线的遮挡。根据立面几何关系分别建立满足合流视距的主线入口路段凸形、凹形竖曲线半径计算模型。将合流视距推荐值代入竖曲线半径计算模型中,得到满足合流视距的主线入口路段凸形、凹形竖曲线最小半径推荐值。结果表明：入口路段的要求低于出口路段,通过识别视距计算得到的竖曲线半径推荐值低于现行规范值。     

基于横净距计算视距条件的匝道最小圆曲线半径要求

为满足匝道曲线路段停车视距要求,采用二维停车视距计算方法(横净距法),在考虑匝道所有横断面和路基类型的情况下,分别计算了大小型车在不同设计条件下的横净距数值,以及满足不同设计速度停车视距要求的最小圆曲线半径值。结果表明:通常情况下,基于横净距计算对应最小圆曲线半径较规范规定值更为严格;大货车占比较高时,基于横净距计算对应最小圆曲线半径较以通行小型车为主的情况更为严格;在进行匝道圆曲线设计时,应在匝道圆曲线半径满足规范规定的情况下,可采用基于横净距计算对应的最小圆曲线半径值。     

不同路面条件下山区公路景观对停车视距的影响

为分析不同路面条件下山区公路景观对停车视距的影响,改善以往对停车视距研究较少基于公路景观、很少将驾驶员制动反应时间作为变量考虑的问题,考虑基于公路景观的驾驶人反应时间,细化停车制动过程,确立了基于山区公路景观的停车视距模型,进而分析采用不同制动系的大众轿车和轻型货车在山区公路景观下的停车视距,并与中国现有停车视距进行对比。结果表明,不同路面条件下山区公路景观停车视距不同,全封闭景观、垂直景观优于其他种类景观;山区公路景观对不同制动系的大众轿车和轻型货车的停车视距的影响趋势相同;直线全开敞、弯道全封闭景观空间下的停车视距分别与中国规范值和改进值接近。     

寒冷地区道路线型设计指标取值的研究

本文根据冬季冰滑路面摩擦系数实测数据论了建立寒冷地区道路线型设计技术标准的必要性，并从道路摩擦系数角度讨论了冰滑路面上车辆爬坡能力，制动滑行距离和平曲线范围内车辆行驶的稳定性，进而提出寒冷地区道路线型设计中的最大纵坡、停车视距和平曲线极限最小半径等三项指标的建议值。     

基于运行安全的山区高速公路路线设计及实例

从运行速度的设计思想出发,探讨了山区高速公路平曲线半径及超高、连续纵坡、视距、隧道线形等对车辆运行安全的影响。通过典型实例,介绍了山区高速公路路线设计基本参数的确立、方案选定及采取的运行安全措施。     

高速公路停车视距可靠性设计

针对高速公路的停车视距进行研究,在现行规范《公路路线设计规范》计算停车视距的基础上,考虑汽车实际的制动过程,将制动过程分为4个阶段:驾驶员的感觉反应阶段、制动系统的间隙消除阶段、制动力上升阶段以及完全制动阶段,改进停车视距计算模型;并引入可靠度理论,基于该模型构建视距可靠度功能函数,对"驾驶员反应时间、汽车运行速度、路面摩擦系数等"随机变量的随机性及其分布规律进行分析。采用一次二阶矩方法讨论现行规范的停车视距设计取值的安全可靠性,提出采用失效概率来描述行车视距的安全可靠性。根据《公路工程结构可靠度设计统一标准》,为满足高速公路对应安全等级的可靠度要求,计算在120,100,80 km/h共3种设计速度下的停车视距值,并结合实例验证计算结果具有较高安全性。研究结果表明:引入可靠度理论经改进后计算模型计算的停车视距值大于现行规范值,其安全可靠度也明显高于规范值,120,100,80 km/h速度下停车视距失效概率分别降低22.32%,13.2%, 18.9%;视距失效概率较大,表明视距设计不足,易引发交通事故,推行基于可靠度理论计算得到的停车视距值进行高速公路设计,可提高道路安全性。     

基于可靠度的公路隧道进出口段行车安全分析

为了提高隧道进出口路段的行车安全水平，以现行公路工程结构可靠度设计统一标准为依据，对隧道进出口路段失效概率进行了定义。以车辆轨迹偏移量和驾驶人视距作为约束条件，建立隧道进出口路段的功能函数并推导可靠性模型，提出了隧道进出口路段可靠性计算模型的求解方法，并对隧道进出口段的停车视距模型进行修正。以贵州某隧道为例，计算了隧道进出口处的行车失效概率，并对各影响因素的敏感性进行分析。结果表明：可靠性指标可以定量反映隧道进出口处的线形一致性和视距安全性，保证线形指标不仅满足规范设计，而且能明确反映道路交通安全水平；敏感性分析反映了各因素对行车安全性的影响程度，其中运行速度和曲线半径对隧道进出口段的失效概率影响最大，为隧道前期路线设计和后期运营限速提供参考。     

高速公路弯道路段车辆紧急避撞安全换道模型

针对高速公路弯道路段安全换道问题,本文中基于侧向速度正态分布拟合方法,建立了考虑人-车-路相互作用的高速公路弯道路段车辆紧急避撞安全换道模型,并依据车辆安全避撞位置关系,提出了车辆弯道换道的安全性约束条件,获得了车辆制动换道方式下的车辆最小避撞安全距离。通过与传统模型和2自由度车辆动力学模型仿真对比,结果表明,该模型能较准确地描述车辆弯道路段换道运动轨迹和计算车辆避撞最小安全距离。车辆弯道避撞安全换道模型充分考虑了人、车、路之间的协同关系,为智能车辆与辅助驾驶的研究提供了参考。     

基于行车动力学的高速公路积水路段行车风险分析

近年来发生多起因积水产生的交通事故,为了研究高速公路积水路段小客车行车风险,综合考虑车速、驾驶行为和积水路段线形等因素,利用行车动力学仿真软件CarSim,建立了车辆动力学模型、道路模型以及小客车换道轨迹模型.在临界水膜厚度的基础上,结合车辆侧向偏移量和质心侧偏角,提出临界积水路段长度作为评价指标,通过改变道路圆曲线半径、超高、纵坡、车速和驾驶行为,分析了小客车在积水路段的行车风险影响因素,运用M atlab回归分析建立了积水路段小客车行车风险预测模型,对多雨地区高速公路某积水路段进行了行车风险分析.研究结果表明,所建立的风险预测模型在综合考虑车速、道路圆曲线半径、超高、积水厚度的影响下,能根据积水路段长度判别小客车的行车风险类型和严重性,其中侧滑风险回归模型相关性系数达0.962,侧偏风险回归模型相关性系数达0.753,为针对性提出道路安全管理措施提供了参考依据.      

高速公路大型车弯道行驶安全性及限速研究

为了提高大型车在高速公路弯道行驶的安全性,分析了大型车在弯道路段发生交通事故的统计特性,确定了大型车在弯道行驶横向稳定性的研究范畴为侧滑和侧翻,并给出了刚性车辆、带悬架车辆的准静态侧翻极限车速以及瞬态侧翻极限车速的计算方法。最后从实际调查、视距模型和VISSIM仿真三个方面研究了大型车在弯道行驶的安全车速,对其结果进行对比分析,得出了大型车在不同弯道半径条件下的限速建议值。研究结果表明:当弯道半径R分别为1 000m、650m、500m、400m、300m、200m时,建议限速值分别为75km/h、65km/h、60km/h、55km/h、45km/h、35km/h,为提高大型车的弯道安全性提供了理论依据。     

考虑多模式失效概率的长下坡路段重型卡车事故预测模型

为挖掘多模式失效概率与长下坡路段重型卡车事故之间的关系，建立了重型卡车在长下坡路段的多模式失效概率与车辆事故之间的关系模型。并针对重型卡车在长下坡路段可能的失效模式，如侧滑、侧翻、视距不足、制动失效，在此基础上建立了多模式失效概率预测模型；通过蒙特卡罗法模拟并求解单模式失效的概率，宽界限法求解失效系统的多模式失效概率；将多模式失效概率作为解释变量与其他道路因素结合，分别建立泊松模型、随机效应泊松模型、随机参数泊松模型，将多模式失效概率与重型卡车事故建立函数关系；对比3种模型的拟合优度指标，优选出最优事故预测模型，用来挖掘重型卡车事故与多模式失效概率之间的关系。以华盛顿州71段长下坡10年的重型卡车事故数据及道路设计数据进行方法验证。结果表明:随机参数泊松模型与随机效应泊松模型的拟合优度相差较小，二者均优于泊松模型；当考虑多模式失效概率时，平曲线半径、纵坡坡度、超高对重型卡车事故的影响均不显著，即三者的影响被削弱，尤其是平曲线半径和超高，多模式失效概率的弹性(0.239)远大于二者的弹性(平曲线半径和超高的弹性分别仅为0.097和0.002)；重型卡车的事故与多模式失效概率近似线性关系，且截距不为0。即多模式失效概率可用于道路安全分析的表征指标，但与事故概率不等价。