高速公路弯坡路段小客车自由流运行速度模型研究

通过分析驾驶员在我国山区高速公路自由流状态下弯坡路段的信息采集处理过程,认为弯坡路段的平曲线曲中点前后两部分运行速度是受不同信息的影响。探讨弯坡路段车辆运行速度变化规律,用大量的实测数据建立相应的两阶段弯坡路段运行速度统计模型,为绘制运行速度断面曲线图和交通仿真提供理论基础,同时也为正在进行的《高速公路运行速度设计方法和标准》项目提供数据支持,有助于应用设计一致性理念。     

基于运行速度的双车道公路平面线形安全评价

为解决目前双车道公路安全平面线形安全设计与评价缺乏科学可靠的方法问题,从几何设计标准以及双车道公路平面线形指标与交通安全的关系出发,提出以平曲线半径和曲率变化率作为平面线形安全评价的几何指标,通过运行速度反映几何指标与事故关系。基于双车道公路不同平曲线半径下大量运行速度实测数据,利用统计分析的方法,得到了运行速度分布规律,建立了双车道公路运行车速预测模型。基于运行速度一致性评价标准和跟驰理论,将曲线间直线长度区分为独立直线和非独立直线,对于非独立直线,曲线与曲线的关系是安全评价的控制因素;对于独立直线,直线与曲线的关系是安全评价的控制因素。提出了基于运行速度和直线独立性分析的平面线形安全性评价程序,可用于指导双车道公路安全设计与评价。     

线形诱导标设置条件的探讨

线形诱导标用于引导或警告驾驶员平面线形的变化,科学合理的设置线形诱导标有利于公路行车安全。在总结国内外研究成果和标准规范的基础上,针对国内外对线形诱导标设置条件的规定比较模糊,不便于实际操作的问题,对公路平曲线线形诱导标的设置条件进行了探讨,从视距和线形协调性两方面讨论了线形诱导标的设置条件。根据人机工程学并结合平曲线行车视距,讨论得出视距不良平曲线路段的界定条件;根据曲线路段运行速度的连续性和运行速度理论,讨论得出急弯曲线路段的界定条件。同时根据道路设计理论和运行速度预测模型推导出便于实际计算的应设置线形诱导标的急弯和视距不良路段的判定方程,为后续线形诱导标的相关研究和实际工作提供了借鉴。     

基于高速公路路线设计一致性的中型卡车运行速度模型研究

本文详细分析受到不同线形影响下驾驶员的信息采集处理过程。在大量实测数据基础上,深入探讨中型车在高速公路自由流运行状态下其运行速度的变化规律。然后运用统计方法建立一整套预测精度高、适用范围广的中型车运行速度模型,并运用运行速度模型绘制了运行速度图。为运用基于设计一致性理念进行道路交通安全审核提供理论基础,同时也为道路规范和标准中使用运行车速线形设计方法提供数据支持。     

山区公路长隧道路段安全评价及线形优化研究

为提升隧道洞口路段的安全性,分析路线线形要素对隧道路段行车安全的影响,基于线形一致性安全评价原理,结合规范对隧道洞口内外各3 s行程范围内平、纵线形的一致性要求,提出隧道洞口线形一致性评价指标,并通过运行速度预测模型和安全评价方法,得出隧道洞口不同安全水平的评价标准;以甘肃省某山区公路上海甸峡长隧道为实例,对其工程可行性研究方案进行安全评价,得出隧道进出口安全水平,并对不良线形进行优化处理,提出隧道洞口线形优化方法和安全措施。     

双车道二级公路小半径曲线段"运行速度一半径"模型研究

通过选取双车道二级公路典型路段,采用路段实测法,收集小半径曲线段的线形资料及速度数据.分析了小客车和中型货车在半径R为200 m、250 m、300 m、400 m、500 m、600 m、650 m的平曲线上的速度数据,得到相应的运行速度V85.分别对运行速度利用SPSS软件进行分析,建立双车道二级公路小半径曲线段小型车辆运行速度模型.统计分析表明,R与V85显著相关,显著性概率为0,统计显著性强,模型精度高.同时分析了汽车行驶特性,结合实地调查数据情况,确定二级公路小半径曲线临界半径R0=610 m.     

基于运行安全的公路隧道线形设计

针对公路隧道路段安全事故多发问题,从运行安全的角度对运行速度协调性、隧道安全设计范围、隧道洞口线形一致性、隧道内安全运行视距等4个方面展开对公路隧道线形设计的分析,为公路隧道的安全设计提供参考。     

青藏公路运行速度特性研究

在分析青藏公路不同海拔典型路段实测速度数据的基础上,利用分车型的自由流速度累积曲线,分析得出青藏公路平直线路段、小半径平曲线路段和纵坡路段的运行速度及其变化规律,并分析了海拔对运行速度的影响。结果表明:平直线路段车辆在无路侧干扰条件下能达到期望速度;小半径平曲线路段运行速度变化剧烈;海拔4km为海拔对运行速度的影响临界点,且纵坡对车辆上坡方向运行速度的影响明显大于低海拔地区;青藏公路特殊环境下的运行速度特性研究结论,可为运行速度设计方法和公路项目安全性评价奠定良好的应用基础。     

高速公路平纵线形与事故率的关系及其安全性评价

通过分析高速公路平纵线形指标与事故率的关系,引入线形影响因子,提出了基于线形影响因子的高速公路基本路段安全评价方法。首先,应用回归分析的方法,确定了平曲线半径、平曲线偏角、直线段长度、竖曲线半径及纵坡坡度与事故率的关系,在此基础上分析了弯坡组合、平竖曲线组合以及长大坡组合路段上的事故率。进而,结合事故率与线形的关系,以线形影响因子表征几何线形指标对高速公路事故率的影响,据此评价高速公路的行车安全性。案例分析结果表明,基于线形影响因子确定的危险路段与由实际事故率确定的危险路段具有极高的一致性,达到了81%。      

山区高速公路几何线形与事故率关系研究

利用山区高速公路几何线形与交通事故数据,对平、纵及其线形组合与事故率的关系开展研究,建立了直线段长度、平曲线半径、平曲线偏角、纵坡坡度、竖曲线半径等单一线形指标与事故率的量化关系,在此基础上分析了直线接平曲线路段、纵坡和平曲线组合路段、平曲线与竖曲线组合路段、断背曲线路段、凹凸竖曲线组合路段的事故率,最后对多重线形组合路段的事故率进行了对比分析。研究成果对提高山区高速公路的交通安全水平以及基于交通安全需求优化几何线形设计成果等具有一定的借鉴意义。     

山区高速公路组合线形路段车道偏移行为

为在道路设计阶段确定平纵组合与相邻路段线形对车道偏离的影响,并为减少因道路线形因素引发的侧碰、追尾甚至车辆驶出路外事故提供改善依据,基于真实的山区高速公路道路设计参数及周边地形,搭建驾驶模拟场景,利用驾驶模拟试验获取小客车车道偏离数据,并对应获取车辆当前所在路段及上、下游路段的线形参数。以车辆车道内行驶为参照,沿道路行进方向,将车道偏离行为分为左偏驶离车道与右偏驶离车道。因车道偏离受驾驶人影响,采用双层Logit模型,分别判定道路线形及驾驶人层的影响。研究结果表明：相比直线路段,曲线更易引发车道偏离行为,驾驶人易偏向于曲线内侧行驶;上游300 m路段曲率差越大、平均车速越大,则车道偏离的概率增大;相对于缓坡（-2%≤坡度S≤2%）,行驶于上坡（S>2%）或下坡（S<2%）路段时,车辆车道偏离概率减小;车辆行驶于外侧车道的左偏驶离车道概率大于行驶于内侧车道;驾驶人因素对左偏驶离车道的影响比例为8.8%,对右偏驶离车道的影响比例为25.6%。研究结论可从组合线形角度帮助工程师设计更安全的山区高速公路。     

基于道路特征信息变化率的公路线形质量评价

公路线形质量对行车的舒适性和安全性有着非常重要的影响，如何合理有效地对其进行评价是一个有待解决的问题。从驾驶员行车时接受道路信息的角度出发，提出了道路特征信息变化率的概念，并作为评价公路线形质量的定量指标运用到平面线形、纵断面线形和平纵组合的评价研究中。研究表明：平曲线半径越小，驾驶员接受的道路特性信息变化率越大，驾驶员负担也越重；此外，平曲线长度、竖曲线半径及平纵组合都对道路特性信息变化率有较大的影响。研究成果可为改善公路线形，提高行车安全提供依据。     

基于运行速度特征的公路平曲线设计半径推荐取值研究

基于多个研究课题在运行速度理论和模型方面的研究成果,通过分析不同类型公路运行速度预测模型,揭示出不同类型、设计速度公路的运行速度特点和规律及其与平曲线半径之间的关系,提出与路段运行速度对应的各级公路平曲线半径设计推荐取值范围。结果表明:所提出的关键技术指标取值为在公路路线设计与优化中实现定量化选用技术指标奠定了基础,有助于保证公路设计中关键技术指标取用的一致性和协调性。     

半挂汽车列车高速公路弯道下坡路段运行安全研究（双语出版）

为提升半挂汽车列车在高速公路弯道下坡路段的运行安全，采用TruckSim仿真软件，构建了车辆模型、道路模型和驾驶人动力学仿真模型；基于蒙特卡罗可靠性分析法，分别建立了半挂汽车列车发生侧滑失效、侧翻失效、折叠失效和系统失效的功能函数，并选取设计速度80 km·h^-1的高速公路为研究路段，通过进行大量车辆动力学仿真试验，对不同圆曲线半径、纵坡坡度、路面附着系数、车速和车辆总质量对半挂汽车列车的运行安全的影响进行了数值分析。研究结果表明：半挂汽车列车发生侧滑和侧翻的概率随着圆曲线半径的增加而显著降低，在一般最小半径400 m的情况下，半挂汽车列车发生侧滑失效和侧翻失效的概率趋近于0；随着下坡坡度的增加，半挂汽车列车发生侧滑失效和侧翻失效的概率基本呈线性增长趋势；车速对于半挂汽车列车运行安全的影响尤为显著，当车速均值由60 km·h^-1增加到90 km·h^-1时，发生侧滑失效和侧翻失效的概率分别增加了634倍和336倍；车辆总质量的增加对半挂汽车列车侧翻有显著影响；在路面附着系数较低的条件下，半挂汽车列车的主要事故形态为侧滑和折叠，在路面附着系数较高的情况下，半挂汽车列车的主要事故形态为侧翻。因此，在道路设计中，应避免极限最小半径与陡坡组合，严格限速和限载可确保半挂汽车列车的运行安全性能。     

基于道路线形的智能汽车事故多发路段预判模型

分析了道路线形对智能汽车行驶安全性的影响,分别使用数据驱动的机器学习方法和模型驱动的经典数学建模方法,建立了以道路线形技术指标为输入的神经网络模型和多元数学模型,预测事故多发路段;计算了各个道路线形技术指标与事故率之间的偏相关系数,从中挑选出与事故率相关程度较大的道路线形特征,使用T检验和F检验验证了道路线形特征组合和单个特征对事故率的影响。结果表明：基于机器学习的神经网络模型和基于数值逼近理论的多元数学模型预测正确率基本相近,大约为90%;2种模型对道路安全影响较大的道路线形相关不利因素组合相同,均为平曲线转角、横向力系数和纵坡坡度;各种不利因素组合中,平曲线转角、横向力系数和纵坡坡度出现的频率分别为100.0%、91.7%和83.3%,远远大于其他因素;事故多发路段道路线形因素不仅与平曲线转角、横向力系数和纵坡坡度有关,而且与其线形组合有密切关系,组合不当亦会导致事故增加;2种模型可相互验证,考虑计算速度及参数的可解释性,实际中应优先选择多元数学模型进行事故预判。     

基于安全车速的北京冬奥会山地道路冰雪路面通行能力研究

复杂山地线形和道路冰雪路面结合条件下的安全车速设置及通行能力保障是交通管理面临的新挑战。针对北京冬奥会延庆赛区复杂山地道路冰雪路面场景，建立了安全车速与道路线形设计及路面附着系数之间的关系，以安全车速为依据得到了不同路面条件下山地道路的通行能力。依据道路平曲线、竖曲线和横断面数据建立了山地道路三维空间模型；分析了车辆在山地道路平纵组合路段的受力情况，构建了车辆安全行驶速度与圆曲线半径、道路超高、纵坡坡度和路面附着系数的关系模型，并分析了基于安全车速模型的道路通行能力。为了验证模型，选取2种常见的冰雪路面状况和2种常用的车辆类型，获得不同条件下山地道路冰雪路面的安全车速。采用VISSIM软件设计了20种仿真场景，结合道路实测数据验证了安全车速模型的对山地道路冰雪路面车辆安全行驶的提升作用。实测与结果表明:相比全程单一限速模型，所建立的安全车速模型在冰膜路面的行程时间缩短了约38%（小汽车）和32%（大客车），雪板路面的行程时间缩短了约26%（小汽车）和24%（大客车）。山地道路交通流量存在1个自由流到饱和流的相变过程，冰膜路面小汽车下行最大交通量为241辆/h（单向行驶）和231辆/h（双向行驶），大客车下行最大交通量为227辆/h（单向行驶）和222辆/h（双向行驶）；雪板路面小汽车下行最大交通量为319辆/h（单向行驶）和249辆/h（双向行驶），大客车下行最大交通量为301辆/h（单向行驶）和236辆/h（双向行驶）。      

考虑多因素修正的山区二级公路弯坡组合路段小型车运行速度模型

为确定山区二级公路弯坡组合路段小型车运行速度规律,使用Metro Count 5600设备对国道G108和G244山区二级公路共128.8 km的71个特征断面车辆速度进行采集.基于实测数据分析了道路平纵线形及前一个断面车辆初始速度对当前断面运行速度的影响,在初步拟定自变量的基础上,分别采用偏相关分析和因子共线性分析对...     

基于驾驶特性的超车模型研究

超车行驶作为驾驶人行车过程中重要的行为之一,与行驶安全性有着直接的联系。为建立符合驾驶人操作习惯的超车模型,本文通过实车试验采集不同驾驶人在高速公路的超车行驶数据,并以此采用多项式回归拟合建立基于驾驶人操作特性的超车模型,最后利用prescan软件对提出的超车模型进行了仿真分析,结果表明建立的超车模型能够真实地反映驾驶人超车过程中的操作习惯,为超车行为的研究提供了可靠的理论依据。     

考虑道路平曲线设计的驾驶疲劳对车道保持能力影响研究

不同的道路平面线形几何设计对于驾驶人车道保持能力的需求是有差异的,驾驶人受疲劳程度影响也会呈现车道保持能力下降的趋势,当前的研究未综合考虑以上2个因素:线形和疲劳程度对驾驶横向表现的交互影响.邀请41位被试者分别开展550 km的实车实验,获取车辆位置信息GPS以匹配道路线形类型,基于问卷调查方法获取驾驶过程疲劳等级.分析不同疲劳程度、不同平面线形类型以及弯道半径条件下的车道偏离标准差参数,构建了多元线性回归模型.数据分析结果表明,相同疲劳程度下驾驶人在圆曲线段驾驶的偏离值要超过直线段以及缓和曲线段;当弯道半径超过5 500 m时,曲线段弯道半径越大,车道偏离差值越高.同时,考虑了线形影响的多元线性回归模型对疲劳程度的预测精度要高于未考虑线形因素的模型,进一步说明在针对驾驶疲劳行为表现开展研究时,有必要对道路设计参数加以考虑以提高疲劳辨识精度.      

基于驾驶人视觉感知的高速公路速度控制措施效果分析

为了从驾驶人视觉感知角度了解4种控制措施(限速标志、警告标志、减速标线、彩色路面)对驾驶人行车速度控制的效果,基于驾驶人动态视觉特性,建立了视觉信息负荷模型,将驾驶人前方视觉区域划分成1个中央视野和4个周边视野,量化了速度控制措施对驾驶人视觉感知影响。基于实车试验数据分析表明:行车速度与驾驶人感知到的速度控制设施的视觉信息量显著相关,信息量越大,减速幅度越大;在速度控制措施的持续影响下,减速频率不会超过,而后趋于稳定。