曲线路段交通安全分析

曲线路段往往是事故多发路段．尤其是重型载重车辆的超载快速行驶更易引发侧翻倾覆的重大交通事故。该文探讨道路因素和车辆因素对曲线路段行车安全的影响,提出满足车辆横向稳定性的最大容许车速,并利用此方法量化超载车辆的安全限速指标,为提高曲线路段行车安全提供参考。     

基于实车数据的高速公路行驶轨迹偏移和车道侧向余宽

为明确高速公路行驶环境下车辆在车道保持阶段的行驶轨迹特征，给车道宽度值确定提供参考，在重庆市主城区2段高速公路上开展了38名驾驶人的实车驾驶试验。使用车载设备采集自然驾驶状态下的车辆行驶速度、行驶轨迹和“车辆中心点-车道线”横向距离。基于以上数据，计算轨迹横向偏移值和“车身轮廓-车道线”侧向余宽等参数，分析高速公路直线/曲线路段的车辆轨迹横向偏移和侧向余宽变化特征及其影响因素。结果表明：曲线路段和直线路段的期望轨迹横向偏移存在差异，曲线路段行驶轨迹的本质特征是轨迹往曲线内侧偏移，而直线路段的车辆轨迹是倾向于往车道左侧偏移，但曲线路段紧贴车道线行驶的车辆占比要低于直线路段。直线路段车道左侧余宽最小值、期望值分别集中于[0.2 m, 0.6 m]和[0.3 m, 0.9 m],曲线路段车道左侧余宽的最小值和期望值主要分布在[0.2 m, 0.7 m]和[0.5 m, 0.9 m]范围内；车道位置对期望轨迹横向偏移和车道侧向余宽均有影响，左转弯路段的左侧余宽要低于直线路段和右转弯路段；在左转弯路段内侧车道行驶时车辆与中分带的距离更近，因此左转弯的事故风险更高；行驶速度增加时，内侧车道的车辆有...     

双车道公路长直线接小半径曲线路段限速研究

基于OKTAL 8自由度驾驶模拟仿真平台研究双车道公路长直线接小半径圆曲线路段的限速标准。采集了10名驾驶员在驾驶模拟仿真平台上搭建的5种小半径曲线场景中的车速和方向盘转角等车辆动态响应数据,分析了曲线路段的车速、方向盘转角变化规律,得到了曲线路段最低车速对数回归模型。结果表明,驾驶员在进入曲线路段后会主动降低车速,以适应车辆轨迹与曲线轨迹一致的要求;曲线路段的最低车速反映了驾驶员对车速的需求;最低车速的均值可以同时满足轨迹保持、舒适性、不侧滑、不倾覆的条件,因此以曲线路段最低车速的均值作为限速标准具有合理性。     

中央分隔带凹形竖曲线防眩设施高度计算模型研究

为解决不同平纵线形组合条件下中央分隔带防眩设施高度设置相同、固定而导致某些特定路段防眩效果较差的问题,该文通过分析凹形竖曲线与直线路段、平曲线路段的两种不同组合对防眩设施高度的影响,考虑不同车型的灯高和驾驶员视线高的影响,根据车辆所在车道、两车相会横距及纵距选择车辆的控制位置作为计算点,提出了凹形竖曲线路段在不同平、纵面线形组合下的中央分隔带防眩设施高度的计算模型和程序实现的计算流程。研究结果表明:不同平纵组合的凹形竖曲线路段防眩设施高度的计算方法不同,凹形竖曲线路段防眩设施高度比平直路段高。     

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.      

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。     

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。     

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。     

山区高速公路长下坡路段车辆安全行驶维持速度研究

本文基于统计分析、总结提炼的方法,提出长下坡路段安全行驶维持速度的概念。在长下坡路段实地调研过程中,通过分析车辆速度变化曲线、测量车辆坡底处制动鼓温度、司机访谈等方法论证长下坡路段安全行驶维持速度的客观存在性,并对长下坡路段维持速度进行定量分析,确定长下坡路段速度建议值。该成果可指导长下坡路段司机的安全运行,极大地提高长下坡路段运营安全性。     

车路协同环境下信号交叉口车速引导建模与仿真

目前交通自适应控制策略中预测交通流到达的方法多为基于车流行驶速度服从统一分布而获得,其效率与可靠性等方面存在不足.文中利用车路协同环境下实时车车、车路通信,基于实时信号状态、排队长度、车辆位置、加速度等参数,以交叉口车辆停车时间最小化为目标,提出面向个体车辆的车速引导机制与模型,有效弥补了上述缺陷.以上海市曹安路嘉松北路交叉口为例进行仿真验证,结果表明,在高饱和状态下,文中模型能有效降低交叉口车均延误30％,减少交叉口平均停车次数60％,在中、低饱和状态下的效益更佳.     

基于交通流元胞自动机模型的车辆当量换算

将一维元胞自动机模型用于模拟周期性边界条件下高速公路的车流运动,用随机慢化FI模型对一定交通环境下车流的车速与密度之间的关系进行仿真分析。探讨了不同车型和车速对道路最大流量(最大通行能力)的影响。依据不同车型在同一道路上的不同通行能力,提出了一种不同车型车辆之间当量换算系数的确定方法。在模拟仿真过程中,考虑不同类型车辆的最大行驶速度及所占空间不同,仿真模型具有不同的参数。通过计算机模拟,得到不同车型的交通流基本图,根据相同道路条件下的最大流量值,给出了以通行能力作为基准时当量换算系数的计算公式。     

隧道与互通出口小净距路段换道可靠性研究

为分析高速公路隧道与互通出口小净距路段在不同交通流状况下的车辆驶出概率,提出了基于交通仿真的安全换道概率模型。首先,采用VISSIM标定仿真模型并进行正交试验,获取小净距路段在不同净距长度、交通量、驶出比例、大型车比例下的交通数据,在此基础上确定瞬时交通流密度及相应车流平均速度的计算方法,构建相应的分布模型,通过K均值聚类算法研究不同速度下的瞬时交通流密度大小和出现概率;同时引入可靠度方法并利用微分法来构建车辆安全换道概率模型,综合考虑车速、车流密度、目标车道临界可插入间隙等因素的不确定性,应用蒙特卡罗仿真法搭建求解概率模型的算法,并通过MATLAB对模型进行求解;针对分流车初始位置的不同,分别得到了不同交通量、大型车比例、净距长度下的换道驶出成功率,进而研究不同交通流状况组合下的净距长度。结果表明：交通量、大型车比例、净距长度对净距路段内侧车道车辆换道驶出成功率有显著性影响,研究结果可为规范的进一步完善提供参考。     

熊氏无灯交叉通行法

针对城市道路经常塞车的情况,提出一种公路交叉路口车流通行方案,该方案通过巧妙地设计道路与车流,创建车辆调头区,使得交叉路口不需红绿灯,各种流向的车辆在通过交叉路口时不需停车,各行其道,从而可以最大限度地发挥道路的通行能力,大大提高城市车辆通行速度,消除城市塞车。并且采用这种通行方案的成本极低,因此便于在大中城市推广实施。     

车路协同无信号交叉口的矩形冲突检测及消解

针对车路协同环境下的冲突问题，建立了以系统反应时间代替驾驶员反应时间的自动驾驶车辆制动距离模型，以此作为安全距离改进了矩形冲突检测模型，并根据轨迹优化的研究思路，提出了以矩形冲突检测模型为基础的冲突消解算法，对非通行优先权车辆进行速度引导，避免车辆冲突。在车联网开源框架 Veins 的基础上，将交通仿真器 SUMO和网络仿真器 OMNeT++双向耦合，并对冲突检测模型与消解模型进行验证。仿真结果显示，该冲突检测及消解模型具有可行性，与传统无信号交叉口四路停车让行规则相比，模型中的速度引导方案能减少合流冲突车辆 8.6%的平均行驶时间，减少交叉冲突车辆 8.3%的平均行驶时间；合流冲突和交叉冲突中车辆的平均速度分别提高了61.4%和105.0%。在实际应用中，冲突消解模型可以为不同速度范围内的自动驾驶车辆提供速度参考，降低无信号交叉口车辆发生碰撞的概率，提高无信号交叉口的通行效率。     

移动交通检测系统中探测车的样本数量

基于各国移动交通检测系统中探测车样本数量问题的研究现状,分析了现有成果存在的不足。在考虑探测车速度、计算时间间隔、数据精度要求等因素基础上,针对交通流密度均匀分布和非均匀分布两种情况,利用数理统计方法建立了道路网上探测车样本数量的双层模型。结果表明:当计算时间间隔为5 min时,若道路网上交通流密度均匀分布,则探测车比例至少为5.0%;若道路网上交通流密度非均匀分布,则探测车比例至少为7.0%。     

车速对交通安全的影响及管理研究

车速对交通安全有显著影响。通过分析车辆速度及其离散性对交通事故数量及其严重程度等方面的关系,认为：车速越高,其离散性越大,造成的交通事故数量、事故率以及事故后果严重性越大;相邻路段车辆运行速度差异越大也会增加道路交通的危险性。提出合理限制车速、减少速度离散性以及注重相邻路段车速协调性等速度管理措施。     

考虑实际运行状态的交通流演化过程数值模拟

针对VDR模型中慢启动规则存在不尽周严的地方并考虑车辆的相对运动情况,提出了考虑车流实际运行状态的一维元胞自动机模型。数值模拟表明,新模型能更好地描述实际车流的运行状态,并达到更高的路段平均速度和流量,而且避免了VDR模型中的不合理停车,使车辆在路段上分布更加均匀。     

交通事件检测算法的参数敏感度研究

在交通事件发生条件下,对交通流占有率、车辆占有率、速度3个特性参数进行分析,研究交通参数对于交通事件检测算法的敏感程度。通过TSIS交通仿真软件获得交通流的实时数据,最终得到交通事件检测算法中交通流参数的选择方法。