大型车辆横向稳定性对公路设计极限平曲线半径取值的影响分析

针对目前公路设计研究采用的汽车横向稳定性计算模型仍然是刚性车辆的简化结构,未考虑汽车悬架及轮胎的弹性变形影响的问题,通过分析悬挂系统对车辆行驶的横向稳定性的影响以及大型车横向倾覆特点,推导出考虑车辆悬挂结构后的公路平面设计指标计算方法及公式;参考Bonneson等的研究成果,给出了为保证车辆横向行驶安全舒适条件下的横向力系数推荐取值及不同设计速度时的圆曲线极限最小半径值。结果表明:提出的设计指标的计算方法及取值为现有标准规范的修订提供了一定的参考。     

超高速公路圆曲线半径参数的可靠性分析

为探究超高速公路路线设计确保车辆行车安全的圆曲线最小半径值,引入可靠度理论,以汽车在圆曲线路段行驶时不产生横向滑移为约束条件构建动力学模型,利用该模型对圆曲线半径进行分析,并提出圆曲线半径的可靠度功能函数.对功能函数中的车辆运行速度、路面横向摩擦系数、道路超高值等相关参数进行统计,并分析其分布规律.求解设计速度分别为1...     

基于多刚体汽车模型的公路平曲线半径研究

根据汽车动力学原理,分析了单刚体汽车模型下平曲线半径的计算方法,认为目前《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）中推荐的极限最小半径值不符合现代汽车特性,对车辆横向稳定性考虑不足。提出了基于多刚体汽车模型的平曲线半径计算方法,得出了更切合现代汽车特性的计算公式。根据两种模型半径的计算比较,发现与传统方法约有17％～30％的偏差。为保证行车安全,建议公路设计者应对传统设计方法加以改进。     

基于车辆侧向稳定性分析的弯道行驶安全评价

为提高车辆在弯道路段的行驶安全性,在分析弯道路段事故形态的基础上,提出弯道行驶安全性评价指标.同时,从车辆侧向稳定性分析角度,建立道路圆曲线半径与弯道路段行驶安全性的定量关系.通过TruckSim与Simulink的联合仿真实验,利用3种典型的弯道行驶工况,对现行规范中规定的标准弯道的行驶安全性进行评价.结果表明:道路圆曲线半径与车辆侧向稳定性呈正相关,车速与其呈负相关.在给定实验工况下,车速为120 km/h,圆曲线半径为500 m时,侧向加速度超过0.4g,横向载荷转移率达到0.7,车辆极易发生侧滑/侧翻;而当车速为40 km/h,圆曲线半径低于60m时,车辆动态响应的幅度虽有所增加,但车辆并不会发生侧滑与侧翻现象.      

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。     

基于MOVES的小半径圆曲线路段载重柴油车碳排放预测模型

半径小于等于550 m的圆曲线路段是车辆易产生高碳排的路段。为揭示载重柴油车在这些小半径圆曲线路段的二氧化碳排放水平变化规律,以MOVES模型为基础,应用符合我国实际情况的道路、交通、车辆、燃油等信息,对MOVES模型中的参数做本地化修正及设置。通过采用MOVES模型进行载重柴油车碳排放模拟,得到了不同平面线形及行驶速度组合条件下的碳排量数据库。在此基础上,首先采用回归分析的方法分别建立了单位圆曲线长碳排量与圆曲线半径、圆曲线长度、车辆驶入圆曲线路段的初始速度3个参数的关系模型,其次采用迭代的方法建立了小半径圆曲线路段载重柴油车累积碳排放量预测模型。通过实地油耗试验,选用IPCC碳排放核算方法,将车辆油耗数据转换成碳排放数据,对比了碳排量核算值与模型预测值,验证了模型的预测精度。结果表明:单位圆曲线长碳排量以圆曲线半径、车辆驶入圆曲线路段的初始速度这2个参数分别为变量作二次函数形式的变化,以圆曲线长度为变量作幂函数形式的变化;累积碳排量以上述3个参数为变量作多元非线性函数形式的变化;经过参数本地化修正及设置的MOVES模型可以用于我国实际道路交通条件下的载重柴油车碳排放水平预测,以MOVES模拟为基础而建立的多元碳排量模型预测值与试验实测值的相对误差平均值为6. 02%,小于10%,具有较高的预测精度,可以在无需借助MOVES模型的情况下方便、快速地估算载重柴油车在小半径圆曲线路段的碳排量。     

基于道路线形的加速度干扰与行车舒适性分析

道路线形是行车安全舒适性的重要因素,在分析车辆行驶速度摆动大小对行车安全舒适性影响的基础上,提出了加速度干扰对舒适性的评价.根据道路平面线形的特点,建立了在直线、缓和曲线、圆曲线路段上的加速度干扰模型,通过仿真实例定量分析了加速度干扰在不同行驶速度、曲线半径情况下的变化趋势,以加速度干扰分析不同线形路段条件对行车舒适性...     

基于多因素的公路弯道停车视距计算模型研究

为了厘清弯道路段相关线形参数对停车视距的影响,在对弯道路段车辆行驶动力学分析的基础上,建立以制动初速度、平曲线半径、弯道超高、弯道纵坡及道路附着系数为自变量的弯道路段车辆制动模型;结合驾驶人和车辆的反应时间,根据运动学原理,构建弯道路段车辆安全停车视距修正模型,通过数值分析,提出弯道路段车辆停车视距计算方法,并将弯道路段车辆停车视距计算结果与《公路路线设计规范》规定值进行对比。结果表明,随着弯道纵坡坡度、超高的增大及弯道半径的减小,停车视距逐渐增加;模型计算值普遍大于规范规定值,特别是在高车速时二者的差别较大。     

高速公路弯坡组合路段载重车最小安全车距模型

为降低高速公路弯坡组合路段载重车追尾碰撞风险,通过研究不同平纵组合下高速公路弯坡类型,界定弯坡组合路段参数范围,选取具有较强代表性的车型,针对现有最小安全车距模型的缺陷,建立基于载重车制动减速系统且满足驾驶人驾驶行为特性的弯坡组合路段安全车距计算模型并对其参数进行标定;利用载重车仿真软件TruckSim 2016建立弯坡段双车跟驰模型,分析小半径平曲线下载重车爬坡与下坡行车状态时车辆滑移率、行驶速度、车间距等指标,验证该最小安全车距模型的有效性。     

公交车与社会车辆混合行驶下的交通流模型研究

速度在交通流模型中通常定义为路段车辆的平均行驶速度。但是当路段上社会车辆与公交车辆混合行驶时,社会车辆的平均速度往往要高于公交车辆的平均速度,如果将路段所有车辆的平均行驶速度作为公交车辆的平均速度或社会车辆的平均速度是不合理的。因此,通过对实测数据的分析,本文分别建立了公交车辆与社会车辆的速度模型,这两个模型为正确地分析路段车辆的运行状态、合理地计算车辆路段行驶时间提供了参考。     

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。     

平曲线路段车辆行驶安全仿真研究

平曲线路段是交通事故高发之处。文中从车、路协同作用对车辆弯道行驶安全性的影响入手,分析了车、路中对弯道行驶安全性可能产生影响的因素,探究不同参数车辆与弯道组合下安全车速的限值。应用TruckSim建立车路耦合模型,通过仿真定性分析了各因素对车辆弯道行驶安全的影响;对不同车、路参数进行正交仿真试验,得出相应临界车速;再利用SPSS对试验结果进行方差分析,筛选出主要影响因素,并对其进行回归分析,建立其与安全车速之间的数学模型,用于计算车辆弯道行驶安全速度,指导车辆和道路设计。     

基于驾驶员心率变化的山区旅游公路线形安全性研究

为研究山区旅游公路密集复杂线形及突破规范极限值的部分线形带来的行车安全问题,选用多名驾驶员进行实车实验,采集行车过程中驾驶员的心率增长率N,路线线形指标(纵坡坡度i,圆曲线半径r)和运行速度v等数据,运用SPSS和Matlab软件分析i,r,v对心率增长率的影响规律,建立N(i),N(r),N(i,r,v)关系模型.实验结果表明,随着半径减小、纵坡增大,心率增长率整体上升,大部分心率增长率在25% ~45% 之间,且速度对心率增长率的影响高于半径和纵坡;建议山区旅游公路圆曲线极限最小半径≥20 m,最大纵坡≤8.5%,圆曲线半径≤15 m时,限速值不应超过20 km/h.根据心率增长率及速度差等指标,提出敏感路段具有的特征,及敏感路段应采取的限速值和安全防护措施.      

山区公路平曲线路段线形与行车减速模型

山区公路作为交通事故的多发地段,行车速度和行驶轨迹因素在事故致因中占有相当的比重,公路线形是决定车辆行驶速度的基础。以山区公路车辆运行速度作为主要研究对象,将山区公路弯道路段入弯前车辆减速行为的观测和调查数据作为参考对象,建立山区公路平曲线路段的驾驶员行车速度控制模型,并利用实例对行车减速模型进行了对比验证。计算结果表明,所建减速控制模型可行、有效,能较好地模拟车辆经过限速标志或路面减速标识路段时的减速行为,为山区公路线形设计、行车安全性分析与评价,以及山区公路交通安全改善提供新的理论方法与指导依据。     

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。     

侧风作用下山区高速公路行车稳定性仿真分析

为研究山区高速公路在侧风作用下的行车安全问题,基于CarSim仿真软件构建特定道路模型和侧风模型,选取车辆滑移角和侧向加速度作为行车风险评价指标,将圆曲线半径、路面摩擦系数、行驶速度分别作为单一变量,系统地模拟了侧风作用下山区高速公路行车稳定性.结果表明,降低车速、增大路面摩擦系数和圆曲线半径,可以有效地减小车辆的滑移角和侧向加速度.以7级侧风为仿真条件进行定量分析可知:80 km/h设计速度对应的圆曲线半径极限值应为280 m;路面摩擦系数为0.4和0.18时,分别限速70 km/h和60 km/h可维持车辆稳定性;105 km/h是车辆危险驾驶的临界车速,如进一步考虑舒适性,则应适当减速.      

谈谈《公路工程技术标准》的若干技术问题(续) 十一、平曲线半径

1.极限最小半径的确定将最小平曲线半径改为极限最小半径,其中,四级公路平原、微丘区和二级公路山岭、重丘区极限最小半径由50米改为60米;三级公路山岭、重丘区极限最小半径由25米改为30米。这主要是考虑横向滑溜摩阻系数值50米时为0.19,25米时为0.22,增大半径后,分别为0.15和0.18,这对行车安全和旅客的舒适都较有利。在曲线上行驶时,当横向加速度超过一定数值时,驾驶员一般要着手增加汽车稳定性的操作。但是,如何确定这个界限,美国     

高速公路直线段车辆运行状态的划分

运用先进的地理信息定位系统（车载GPS），通过对样本高速公路检测数据的分析，建立了高速公路车辆连续，动态行驶过程中运行状态的定量划分指标，在此基础上分析调整公路直线段长度，直线段前后曲线半径对车辆运行状态的影响，为进一步用数学模型描述车辆在长直线平坡路段的稳态运行速度和研究调整公路长直线长度奠定基础。     

基于行驶轨迹的道路平面线形研究之直线篇

道路是车辆通行的载体,道路平面线形拟合车辆行驶轨迹的程度高低,体现了车辆通行条件的优劣。基于车辆的行驶轨迹,考虑人、车、路、环境等因素,探讨了车辆在直线、圆曲线、缓和曲线上行驶时的理论公式,在满足车辆安全、舒适的行驶条件下,测算了最大长直线、圆曲线最小半径及最大半径、最短缓和曲线等数据,为路线规范的修订提供参考。结合标准、规范,理论联系实践地探讨了直线、圆曲线、缓和曲线,有利于设计人员对道路线形设计的理解,有利于设计人员确定特定车辆的通行条件。     

基于行驶轨迹的道路平面线形研究之曲线篇

道路是车辆通行的载体,道路平面线形拟合车辆行驶轨迹的程度高低,体现了车辆通行条件的优劣。基于车辆的行驶轨迹,考虑人、车、路、环境等因素,探讨了车辆在直线、圆曲线、缓和曲线上行驶时的理论公式,在满足车辆安全、舒适的行驶条件下,测算了最大长直线、圆曲线最小半径及最大半径、最短缓和曲线等数据,为路线规范的修订提供参考;结合标准、规范,理论联系实践,探讨了直线、圆曲线、缓和曲线,有利于设计人员对道路线形设计的理解,有利于设计人员确定特定车辆的通行条件。