山区公路黑点段鉴别新方法与实例研究

山区公路黑点段鉴别研究是交通安全领域的一项重要研究内容,当道路技术指标不能够为车辆运行提供安全保障时,车辆运行将趋向于危险,形成黑点段.车辆运动过程中对安全影响较大的参数是运行速度和加速度,它们在不同程度上反映出车辆的运行状态.通过综合分析速度连续性因素和加速度因素,提出一种山区公路黑点段鉴别新方法——车辆运动参数综合分析法.在阐述该方法基本思想的基础上,制订出切实可行的应用条件和技术步骤,实例研究表明该方法能够对复杂道路条件下的山区公路黑点段进行有效鉴别.     

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。     

运行速度在典型山区二级公路设计中的运用

文章结合云南元谋至双柏典型山区二级公路的设计,探讨了如何运用运行速度在公路设计阶段、运营阶段对路线几何设计指标进行检验和评价,以提高山区二级公路的行车舒适性和运营安全,减少交通事故的发生。     

山区二级公路通行能力与线形关系研究

通过分析山区二级公路线形与行车速度关系模型的适用性,优化了其中梯度与曲度的指标取值,使之适用于山区二级公路通行能力的计算;再利用该线形-速度模型确定理论通行能力与公路线形的关系,继而对理论通行能力进行合理修正,探讨了山区二级公路实际通行能力与线形的关系。     

双车道公路平曲线段行车轨迹偏移实验研究

双车道公路弯道处行车轨迹是车辆自由行驶时的重要特征,通过对行车轨迹及运行速度综合效应的分析,得出双车道公路自由行驶的车辆在弯道上行驶时行车轨迹偏移规律,并建立了自由行驶状态下道路线形与行车轨迹和速度之间的相关模型.据此可对弯道处行驶时的驾驶行为及行车安全进行分析,并对道路弯道处线形和断面进行改善.     

基于运行速度的山区公路线形安全性研究

山区公路交通事故成因中,运行速度占有相当比重。以山区公路运行速度作为研究对象建立模型,并结合实例运用运行速度分析山区公路线形的安全性,并且对线形不良路段提出处置措施。     

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.     

双车道二级公路直曲衔接段车辆运行速度变化研究

在道路线形设计中,路段间运行速度差是作为评价道路线形与行车安全的重要指标之一,准确地获取路段间运行速度变化十分重要。文中通过测取车辆在二级公路直曲衔接段上连续运行速度,研究车辆在二级公路中弯道处的驾驶行为,得出车辆在弯道处的速度变化规律,进而建立加速度与减速度预测模型;对比分析直曲衔接段单独车辆的速度变化85%统计值(Δ85V)与直曲两路段间85%速度统计值的差值(ΔV85)间的关系,发现ΔV85存在低估车速变化的情况,从而为线形设计评价方法的改进提供依据。     

车辆运行速度和成本模型的建立

在经过大量实际调查和对观测数据进行分析的基础上，运用数理统计等多种方法，研究我国山区一般公路车速、交通量、运输成本的变化规律，建立相应的车辆运行速度模型和汽车运输成本模型。     

基于人-车-路协同仿真的山区道路大型车辆行驶适应性分析

为提高山区道路大型车辆的行驶安全性,构建人-车-路协同仿真系统,在3条复杂山区道路上开展代表性驾驶模式的大客车和重载货车虚拟行驶试验,根据仿真输出的车辆运动学/动力学响应参量和驾驶输入量,分别进行设计符合性、车辆通过性、运行速度协调性、行驶舒适性以及驾驶负荷度等5个方面的检验分析。结果表明:通过以上分析能确定危险位置的临界安全速度、超长货车通过急弯时的越出宽度和越出位置、不协调的线形单元以及行驶舒适度和驾驶负荷度较差的位置,进而可以实施靶向性的几何参数改进,增加山区公路与大型车辆之间的适应性,最终达到提高山区公路设计质量和安全性的目的。     

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）。      

基于驾驶安全舒适性的山区双车道速度限制研究

为综合考虑山区双车道行驶安全舒适性对速度的限制,基于交通安全工程理论,采用多元非线性数值回归分析技术,探讨了平曲线半径R、坡度i、坡长l与事故当量损失率P的相关关系及P、弯道速度V与心率增长率N的相关关系,建立了道路线形安全性评价模型和驾驶员行驶舒适性评价模型,并在对模型进行显著性检验及可靠性验证的基础上,推导限制安全舒适速度V。结果表明:在安全性最高的一般弯、坡路段阈值P=80、N=20%时,V=35 km/h达到最佳行驶安全舒适性;在安全性最低的急弯、陡坡路段阈值P=498、N=40%时,V=10 km/h为最大限制速度。     

高等级公路线形连续性分析与评价

针对公路线形连续是保证汽车安全行驶的基本要求,结合某高速公路事故多发地段,提出了运行速度与设计速度合理匹配的路线设计理念,分析了高等级公路保证线形连续的条件,讨论了该高速公路事故多发地段(黑点路段)发生事故的原因。结果表明,确定公路几何线形参数必须做到运行速度与设计速度的匹配设计,一方面可保证路线所有相关要素如视距、超高、纵坡、竖曲线半径等指标与设计速度的合理搭配;另一方面,也考虑了公路上绝大多数驾驶员的交通心理需求,更能体现“以人为本”的交通理念。最后提出了满足道路交通安全需要的合理化建议。     

山区高速公路弯坡路段车辆运行速度预测模型

为确定山区高速公路弯坡路段的车辆运行速度特征,提高山区高速公路运营安全管理水平,结合山区高速公路复杂的道路线形条件,研究适用于弯坡路段的运行速度预测模型。文中列举国内外具有代表性的运行速度模型,并分析其局限性;通过调研3条典型山区高速公路,采用气压管式车速检测器对车速数据进行采集,选择路段特征点的运行速度作为分析样本;通过比较偏相关系数,确定模型的自变量参数,利用多元线性回归的方法,分别建立不同车型在山区高速公路弯坡路段的运行速度预测模型,并对模型的拟合度进行验证。结果表明,模型预测值与实测值的平均相对误差在5%以内,模型精度满足要求。     

基于高空视频图像的山地城市信号交叉口到达车辆运行特征分析

为明确山地城市信号交叉口到达车辆的运行特征及其影响因素，通过无人机采集4个位于山地城市的道路信号交叉口的高空视频图像数据，利用基于DataFromSky云平台的AI视频分析技术，获得车辆运行参数。基于车辆运行时空图，得到了交叉口直行道停止线前车辆停滞延误特征、停止线位置车头时距和车头间距统计特征，分析车头间距、停止线截面处速度及道路平均坡度之间的相关性。结果表明:不同路段同一排队位次和同一路段不同排队位次的车辆运行特征均有所不同，排队位次越靠前的车辆，停车点分布区间越集中，下坡路段整体停车位置分布范围比上坡路段大；无论是上坡、下坡，还是缓坡，排队位次越靠前的车辆停滞延误分布范围越大，而靠后的车辆停滞延误分布范围小，最大值出现在下坡路段；不同路段类型车头时距分布均集中于1.5 s，上坡路段的车头时距离散程度最大，但峰值比下坡路段和缓坡路段小；不同路段类型的车头间距分布均集中于10 m，上坡路段和下坡路段车头间距分布出现左偏现象，而缓坡路段车头间距分布更为集中；车头间距在上坡、下坡和缓坡路段均和车辆经过停止线位置处时的速度存在较强的正相关性；道路平均坡度与相邻2车车头间距存在正相关性。      

高速公路相机自动标定及道路坐标系构建

为解决高速公路场景下利用视频监控系统正确描述车辆相对于道路的空间位置问题，通过引入Frenet坐标系概念，提出一种基于相机自动标定的道路坐标系模型。在相机自动标定阶段，利用线分段拟合方法从曲线车辆轨迹中提取平行于直线路段的轨迹点，并通过级联霍夫变换精确估计道路方向的消失点。然后,根据多车辆三维模型约束，对相机参数进行迭代优化。基于标定结果，将车辆轨迹映射到世界坐标系平面上，并用3次样条插值进行拟合。根据大量运动车辆在道路平面内形成的轨迹域分布特征，综合边界约束估计道路中心点。最后，结合道路中心线在各点处的法线向量与车道宽度信息确定平移量，并利用点平移运动拟合车道线，实现道路坐标系的自动建立。使用真实高速公路视频数据，在多种道路条件下进行试验。研究结果表明:在标定阶段，构建方法对不同高速公路场景的最大标定误差不超过11.55%;与最新的方法相比，直线道路平均标定误差分别降低6.68%和3.58%，弯曲道路平均标定误差分别降低7.43%和2.61%;在道路坐标系构建阶段，构建方法的平均投影距离为0.077 m，接近最新方法的0.069 5 m；而其平均精度为0.916，显著优于最新方法的0.663；所提道路坐标系能够自适应道路形态的变化，有效解决了从监控视频中描述车辆与道路之间相对位置关系的问题。     

山区双车道公路路线设计车型分类标准

为研究建立公路路线设计标准车型,通过对西部山区双车道公路的实地交通调查,并结合我国在用车型统计,建立了各类营运车辆车型参数数据库;在详细统计分析现有车型的尺寸、载质量和功率质量比分布规律的基础上,以满足85%的车型外廓尺寸和载质量为标准,采用双因素聚类分析方法对各种车型的功率质量比进行聚类分层计算,根据外廓尺寸相近的原则进行归并后,提出了山区公路路线设计车型的小型车、大型车外廓尺寸分类标准。在此分类基础上,研究了用于公路纵断面设计的载重汽车动力性能标准,通过大量实地观测资料和统计分析,提出了载重汽车上坡动力性能曲线,建立了速度折减量与坡度、坡长之间的关系曲线,以速度折减量作为公路纵坡和坡长的设计关键指标。     

基于因子模型的高速公路特长隧道驾驶人心理负荷特性研究

为研究驾驶人行驶通过特长隧道环境中的心理负荷变化特性,选取2座典型特长隧道进行实车试验,采集驾驶人实时心电信号,以心率和心率变异性指标分析为基础,通过数据挖掘构建了基于因子分析的心理负荷计算模型,采用心率变异性频域分析结果对模型进行验证。研究结果表明：心率变异性指标在计算心理负荷时比心率指标具有更高的效度和信度,驾驶人在距离隧道入口较远处和距离隧道出口较近时负荷较大;在隧道路段和普通高速路段,熟悉试验道路的驾驶人平均心理负荷小于不熟悉试验道路的驾驶人;被试在隧道路段的平均心理负荷大小依次为入口段、出口段、行车段,熟练驾驶人心理负荷在特长隧道入口前300 m至前180 m范围受到的影响最为明显;非熟练驾驶人心理负荷在入口前300 m至入口后240 m范围受到的影响最为明显。上述结果说明：在隧道出、入口段,尤其是入口段驾驶人负荷过高,也是造成事故数量多的主要原因之一;熟悉道路条件可在一定程度上降低驾驶人心理负荷;普通高速路段虽然行车环境较好,但运行车速过高也会造成驾驶人负荷增加。熟练驾驶人心理负荷在隧道入口前升高,而非熟练驾驶人心理负荷在进入隧道后仍保持较高水平。     

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。     

山区公路小半径曲线加宽及安全设计研究

山区公路小半径曲线是事故的多发地点。通过对行车轨迹及驾驶员行车视觉感觉的分析,结合曲线透视图,分析得出小半径曲线视觉信息不良是导致事故发生的主要原因。据此对小半径曲线加宽、横向超高及中心线设计中可能存在的安全问题进行了研究,提出了相对山区公路小半径曲线的道路安全设计建议。