高速公路几何线形一致性评价探讨

结合国内外运行车速调研及辽宁省部分高速公路运行车速实测及有关调查,建立高速公路运行车速预测模型及线形设计一致性指标,确定公路线形一致性设计方法,提出高速公路线形一致性设计建议值。     

公路纵断面线形安全设计

纵断面设计是公路路线设计的重点,是公路安全设计的核心.纵坡坡度和坡长是公路纵断面线形设计的两项重要控制参数,与交通安全有着密切的关系.在纵坡安全影响分析的基础上,通过研究纵坡坡度、坡长及竖曲线与安全性的关系,从纵断面线形设计角度提出改善公路交通安全的具体措施,可为交通安全设计提供技术支持,预防和减少交通事故.     

采用运行速度对公路路线进行安全性评价

参照《公路项目安全性评价指南》(JTG/T B05—2004)中的运行速度预测模型,结合实体工程,对公路路线进行安全性评价。结果表明:通过绘制运行速度断面图及运行速度梯度图,能快速的找到线形设计中与标准不一致或线形不相容以及速度突变过大的路段,结合实际线形,提出相应的安保措施,解决了设计速度在路线设计中存在的缺陷,保证了线形的一致性,从而为公路使用者提供了一个安全的行车环境。     

浅谈公路的线形设计

随着公路建设的发展,公路的交通安全问题日益突出,对公路线形设计的要求也越来越高。公路线形的优劣决定了公路运营质量的好坏,且公路线形具有不易更改性。改进线形设计对于提高行车安全最为有效,优良的线形设计是保证行车安全的根本。从交通安全、行车心里、线形美学等几个方面对公路线形设计的影响因素进行了分析,并对如何进行公路的线形设计进行了探讨。     

公路线形设计思路探析

公路线形设计不当将影响公路行车安全.公路设计首先应当满足司机视觉心理效应、线形与环境协调等基本要求.在公路设计中,应当把线形设计的质量作为评价一条道路总体效果的主要标志之一.     

关于高等级公路的纵坡长度的探讨

高等级公路(一般指高速公路和一、二级公路)的线形设计除了必须满足一般公路线形设计的要求外，还要满足视觉心理学、环境保护学及与地形条件适应、与周围景观协调等方面的要求。力求设计成为安全、舒适、经济、美观、顺适，使其成为景观工程。     

公路改建的线形设计方法与工程应用

通过分析公路改建过程中旧路线形拟合技术、城镇化地段改线设计方法、公路局部改线设计方法及公路线形局部优化设计方法的特点,探讨了公路改建的线形设计过程需要注意的问题和处理措施,并结合具体工程实例进行了分析.该研究可为公路改建线形设计提供借鉴,并具有一定的工程实际意义.     

运行速度在公路路线优化设计中的应用

针对目前基于公路设计速度的路线设计方法中存在的不足,在设计中引入运行速度,检验路线线形连续性和速度一致性,对公路几何指标进行优化,提出了相应的设计流程,为运行速度设计方法的应用提供参考.     

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公路线形设计的一致性水平与交通安全有很大的关联性,然而国内还缺少对双车道公路路段线形质量的评价方法和评价标准。在国内外关于运行速度及运行速度差值研究的基础上,构建了一个评价双车道公路路段线形一致性的综合模型。该模型以运行车速图中第85%位车速与平均车速所围成的相对面积和路段各相邻单元运行车速差值的平均值为参数,融合了整条路段的运行速度及其差值的分布信息。通过灵敏度分析,标定了模型的参数,建立了评价标准和阈值。多个双车道公路路段的事故调查数据表明,模型建立的线形一致性评价指标与交通事故有较好的相关性,初步验证了模型的适用性和有效性。     

改进IHSDM的交互式高速公路设计一致性评价

为满足高速公路运行车速与线形设计之间的协调性,提高高速公路车辆运行的安全性,开展高速公路设计一致性评价研究.在收集实际高速公路线形及事故数据的基础上,应用交互式道路安全设计模型(IHSDM)进行设计一致性评价,将评价结果与实际事故数据进行对比,分析了该模型的适用性.针对该模型在中国高速公路应用中存在的不足进行了改进,并将设计一致性存在问题路段与线形设计存在不足路段进行对比分析,验证了改进模型的有效性.分析结果表明:改进模型评价结果准确率为83.3％,较原模型评价准确率提高了25％,研究成果可以为高速公路线形设计的安全性评价提供技术支持.     

运行车速预测新方法及其应用

为了在道路设计阶段预测车速,保证公路几何线形的协调性,建立了考虑侧向容许加速度、纵向加速度、制动减速度、制动热衰退和环境速度与线形参数关系的模型,计算了期望速度;建立了公路-驾驶者-车辆-环境仿真系统,对在三维路面上的行驶车辆进行仿真,得到并分析了试验道路的运行速度曲线.结果表明:(1)为有效控制速度波动,应取相近的曲线半径和直线长度,且直线不宜过长;(2)出弯道加速长度大于进弯道减速长度,且二者都大于回旋线长度;(3)山区路线由多个急弯构成时,速度曲线频繁波动的部分原因是车辆自身旋转动能和平动动能的相互转化;(4)运行速度协调性方法不适用于四级公路的线形评价;(5)偏角越小,轨迹对弯道的切角作用越大,弯道车速越高.     

一种新型道路缓和曲线的线形分析与评价

缓和曲线作为一种空间过渡曲线,其设计的合理与否直接关系到车辆行驶的平稳性和旅客舒适性。介绍了利用缓和曲线边界条件确定其代数方程式的一种通用方法：根据边界条件列出曲率待定方程,并利用曲率边界条件确定出缓和曲线曲率方程,然后对曲率方程二次积分得到缓和曲线的方程。此方法适用于推导缓和曲线方程,可为公路缓和曲线线形设计提供参考。采用此方法设计出了一种连接直线与直线的新型缓和曲线,并建立5种不同工况,以横向加速度及其时变率为评价指标,对新型缓和曲线和回旋线进行了行驶动力学性能评价,通过比较分析得出这种新型缓和曲线在行驶动力学性能上明显优于回旋线,为高速公路缓和曲线的线形选择提供参考。     

钢-混凝土简支组合箱梁桥在车辆荷载作用下的动力响应及冲击系数研究

由于钢-混凝土组合箱梁桥比同跨度的混凝土梁桥要轻,因此在车辆荷载作用下,车桥动力相互作用更加明显。为了更精确地分析其动力响应及冲击系数,采用ANSYS软件建立了钢-混凝土简支组合箱梁桥的车桥有限元模型,分析了不同车辆荷载作用下简支组合箱梁桥的动力特性;根据简支梁跨中的最大动位移与最大静位移之比,计算了不同结构参数下钢-混凝土简支组合箱梁桥的冲击系数。结果表明：在常见速度范围内,车辆过桥速度对冲击系数的影响总体呈上升趋势;对于同等跨度桥梁,双轮荷载激起的桥梁最大跨中挠度和冲击系数均比单轮荷载作用时小,但前者引起的跨中最大加速度远大于后者,且这种现象随荷载过桥速度的增大而明显。说明对于质量相对较轻的公路钢-混凝土组合箱梁桥,在冲击系数的确定中应考虑较高速度下不同车辆模型的影响。     

双车道公路平曲线段径向加速度相关实验研究

车辆的径向加速度是车辆在弯道上行驶时驾驶行为的重要表征,通过对加速度的分析,可对驾驶员加速和刹车的行为进行定量描述.通过对双车道公路平曲线处的车辆运行车速现场进行行车实验,获得车辆转弯时的径向加速度,利用Matlab软件建立了车辆加速度与平曲线线形之间的数学模型.实验结果表明,平曲线处车辆行驶时的加、减速行为：车辆从直线进入到曲线时逐渐以较大的减速度减速至该圆曲线半径所对应的运行车速;当汽车离开曲线时,会适当加速至期望车速,然后做匀速行驶.     

多车辆载荷作用下岩盐公路振动分析

岩盐公路破坏主要是由车辆载荷的振动引起的,公路运营期间所受到的荷载,不只是单一车辆荷载,常常是一列车队荷载,因此仅仅分析单一车辆对公路的作用显然不够全面．这里依据路面实际高程建立路基三维实体模型,基于Ansys程序的二次开发功能,对多车辆载荷作用下的岩盐公路的振动问题进行了分析．结果表明,振动加速度方面受车辆数目的影响较小,基本可以用单车辆的分析近似研究;应力方面,采用3车辆的分析基本可以近似研究多车辆对岩盐公路的作用．     

基于十五工况法的轻型汽车能量利用率研究

介绍了国内外行驶工况的研究现状,总结了能量消耗研究模型,提出了能耗、能态、各种能量利用率的概念。在不考虑空气阻力的基础上根据车辆在加速、减速、怠速各种工况下的行使距离及自由行使距离建立了多种能量利用率模型;将此模型在欧洲十五工况法下进行应用,计算轻型车相应的全行程利用能量利用率、半行程能量利用率、自由行程能量利用率。结果表明:能量都没有被有效利用,有很大提升空间,为汽车在安全、节能、环保等方面提供新的研究方向。     

高速铁路缓和曲线行车动力性能对比分析

针对三次抛物线、半波正弦和一波正弦3种线型的铁路缓和曲线,以不同的列车运行速度变化规律建立了3种不同的分析工况,理论计算了车体横向加速度时变率。利用铁道车辆系统动力学数值仿真软件,建立了具有93个自由度的单节高速车模型,同时考虑轨道不平顺的影响,仿真计算了车体横向加速度时变率,对比分析了3种不同工况下缓和曲线上车体横向加速度时变率的变化情况。结果表明,在未考虑轨道不平顺时,列车以变化的速度运行,半波正弦更具优势,在车站两端加减速地段可以考虑采用半波正弦型缓和曲线,以提高旅客乘坐舒适度：轨道不平顺对高速行车的安全性和平稳性影响很大,应严格控制轨道平顺性。     

基于多车型CNN-GRU性能预测模型的轨道状态评价

不同车型高速综合检测列车的动力学传递特性不同，使得其对同一线路的车体加速度评价结果存在一定差异.为解决上述问题，本文基于多列动检车的检测数据，将卷积神经网络（convolutional neural network,CNN）与门控循环单元（gated recurrent unit,GRU)相结合，建立了多车型车辆动力学响应预测模型，通过输入多项实测轨道不平顺和车速预测各车型的车体垂向和横向加速度，并将多车型车体加速度预测值的最大包络作为轨道状态评价依据.结果表明：将高低、轨向不平顺等8项轨道不平顺和车速共同作为输入参数的模型预测性能最优，车体垂向和横向加速度预测的评估指标分别提升了5%～13%和25%～36%;CNN-GRU模型所预测的车体加速度在时域和频域均与实测结果吻合较好，相关系数最大达到0.902；且相比于BP (back propagation)神经网络，各项车体垂向和横向加速度预测的评估指标分别提升了36%～109%和11%～167%；针对某轨道几何状态不良区段应用效果，预测6种车型中有4种车型达到车体垂向加速度Ⅰ级或Ⅱ级超限，有1种车型达到车体横向加速度Ⅰ级超限，提高了轨...     

应变增大系数在车辆荷载对桥梁结构冲击效应评价中的应用

通过试验分析了截面应变增大系数与冲击系数、振动加速度的相关性,结果证明了用应变增大系数表征车辆荷载对公路桥梁的冲击效应的可行性。