避险车道渐变型服务车道设置位置研究

通过UCWin Road Ver. 9驾驶模拟仿真平台,研究主线为直线的紧急避险车道渐变型服务车道的设置位置,以及制动床宽度对渐变型服务车道设置位置的影响。提取了最小转向半径、最大风险位置、起弯点、方向调整时间、转向角幅值指标,对5名男性驾驶员48次驶入避险车道的参数进行两因素方差分析,检验渐变型服务车道设置位置对上述指标的影响。研究结果表明:制动床宽度为9. 0 m且服务车道设置于制动床右侧时,车辆行驶稳定性强,驾驶员需要的引道长度短;制动床宽度为4. 5 m时,渐变型服务车道的设置位置对驾驶员驶入紧急避险车道的指标不存在显著影响。综合以上分析,渐变型服务车道宜设置于制动床右侧。     

避险车道入口处竖曲线半径最小值研究

以避险车道入口处的竖曲线半径最小值和最小长度值为研究对象,通过分析避险车道的组成、纵断面的类型,从缓和对驾驶员的冲击并保证驾驶员的操作工效、使驾驶员在引道上有足够的时间调整方向准确驶入制动车道、满足夜间失控车辆进入避险车道视距要求3个方面分析研究,最后综合提出了不同入口速度时,避险车道入口处竖曲线最小半径和最小长度设计指标。     

高速公路避险车道平面线形安全评价原理及应用

避险车道是解决高速公路长大下坡处交通安全问题应用最广泛的道路设施,可保证失控车辆顺利驶入并起到安全减速制动作用。通过对国内外避险车道与主线夹角、引道长度和宽度、制动坡床长度等平面线形参数的相关研究,提出用于检查高速公路避险车道平面线形设计指标是否满足要求的合理范围。同时结合实例,对设计避险车道的平面线形参数进行评价,为修正设计提供参考。     

复杂长大陡坡路段避险车道安全评价模型

为评价避险车道的安全性,根据避险车道的设置参数,选取引道长度、流出角、视距条件、制动床长度、坡度、集料类型、集料深度等11个指标,基于集值统计法思想确定了各评价指标的标度分级与权重,提出了避险车道安全评价模型,并给出了避险车道整体安全性的5个等级与相应的安全控制措施。依托西南山区某高速公路的4个避险车道设计,对模型进行了应用说明,结果表明:4个避险车道的识别视距、引道长度差值、流出角三方面存在较大的安全隐患,整体安全值分别为1.415、1.722、0.607、1.231,安全等级均为Ⅳ级,轻度不安全。该模型与实际相符,模型评价全面详细,应用方便,科学合理。     

武水高速公路长下坡紧急避险车道设计研究

在长下坡路段设置必要的避险车道,是降低事故发生率、保证交通安全的有效工程措施之一。针对武水高速公路K37+300段长纵下坡路段避险车道的设计,参考国内外相关资料,对该路段设置避险车道的必要性、车道位置确定、设计驶入速度、避险车道长度、驶入角、线形、制动床材料、防护措施等方面的设计进行了探讨和实践,为避险车道的设计应用提供参考。     

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。     

多车道匝道视距评价与优化方法研究

为从视距角度分析多车道匝道上小车超大车引发交通事故的致因,建立基于视距分析的多车道匝道视距评价与优化模型,并将该模型应用于实际立交的多车道匝道评价与优化.分析匝道上小车超车过程中停车视距指标的变化情况,并找出最不利状态进行研究;建立多车道匝道视距评价与优化模型,对该模型中匝道圆曲线半径、圆曲线长度、圆曲线与缓和曲线组合这3个关键要素进行深入研究,并提出满足视距要求的匝道平面线形要素推荐值;结合交通安全设施提出一套综合性的视距优化方案;利用该模型对四川省某高速公路的互通立交进行检验.研究结果表明,该模型可较好地解决多车道匝道视距不足的问题.在设计速度小于40 km/h的匝道,使用"平面线形优化法"效果较好.匝道圆曲线半径需要平均增大18.4%,圆曲线长度与缓和曲线长度均为3s行程长度.在设计速度大于40 km/h的匝道,"交通工程设施优化法"中的限速措施能更好的解决问题,其中设计速度与限速值的差值为15 km/h.      

基于失控车辆行驶特性的平行式避险车道研究

为了解决分离式避险车道存在的安全问题,分析了境内外分离式避险车道存在的不足,基于失控车辆行驶特性对平行式避险车道平面设计、纵面设计、横断面设计和路床材料选择等进行分析和研究,并对平行式、分离式避险车道进行了对比分析。研究认为平行式避险车道以驾驶员自救为原则,在驾驶员认为车辆存在较大的失控风险或车辆已失控时驶入,在避险车道停驻或速度降低后,再驶入主线,设置条件更为灵活,易于救援,工程规模小,值得深入研究和推广。     

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。     

基于轮胎-颗粒流动力学模型的避险车道参数匹配方案研究

为了优化山区公路避险车道参数设计方案，基于离散元基本理论与方法，建立轮胎与避险车道集料颗粒流模型。利用自主研发的轮胎性能测试系统对货车轮胎垂直特性进行了室内台架试验研究，通过检测不同输入条件下的响应，标定了轮胎颗粒流模型细观参数。采用漏斗法测量了避险车道集料休止角，结合离散元颗粒流仿真方法，对集料颗粒流模型表面摩擦因数进行了标定。基于所建立的轮胎与避险车道的集料颗粒流模型，仿真分析了轮胎在避险车道中的行驶过程，模拟了车辆在运行过程中的行驶距离、行驶速度与轮胎转速的变化趋势。在甘肃S308省道K209+400处避险车道进行了实车道路试验，试验结果验证了该仿真方法的正确性。通过所建立的轮胎-颗粒流模型对比分析了不同铺设厚度，不同集料大小下的仿真结果。综合考虑减速效果和施工成本，确立了避险车道铺设厚度、铺设长度、颗粒材料等设计技术参数。研究结果表明：离散元法能够很好地模拟车辆在避险车道中的行驶过程；考虑到颗粒固结等因素，建议避险车道铺设厚度不小于0.8 m；针对行驶速度大于90 km·h^-1的载货汽车，避险车道设计长度建议大于130 m；避险车道集料方面，建议选用粒径为1~3 cm且圆度较高的砾石作为路床材料。     

山地城市螺旋匝道驾驶仿真与关键设计指标

山地城市受道路资源等因素的制约,常将螺旋匝道作为衔接两侧道路高差的方案。由于目前缺乏针对螺旋匝道的设计标准,导致螺旋匝道在设计时往往沿用环形匝道甚至支路的线形标准。选择重庆市主城区的7个螺旋匝道开展自然驾驶实验,并通过Carsim仿真软件建立道路环境模型,分析比较导致车辆轨迹偏移的关键影响因素。研究结果表明：在利用Carsim进行驾驶员仿真模型建立时,采用闭环控制模式仿真结果可信度较高;当仿真运行速度超过实测运行速度62.5%以上时才会出现轨迹偏离的现象,建议适当提高螺旋匝道设计速度;部分螺旋匝道设计最小圆曲线半径可根据实际情况适当下调;对于设计速度较低的螺旋匝道,可通过提升超高值以保证实际运行速度的提升。     

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。     

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.      

基于车辆加速度数据的互通立交匝道驾驶风险分析

为明确互通立交匝道的运行特性和驾驶风险,在重庆市南山立交和江南立交开展了超过30位被试者的小客车实车驾驶试验,通过Speedbox和Mobileye等车载高精度仪器采集了小客车在4条迂回式匝道上的连续运行数据,包括行驶速度、横向加速度、纵向加速度等,明确了迂回式匝道的车辆运行状态,然后运用表征横、纵向加速度关系的G-G图分析了匝道行驶过程中的驾驶风险,确定了立交匝道不同位置的危险等级及危险驾驶行为的高发路段。研究结果表明:①立交匝道上小客车的横向加速度与速度呈三角形分布,纵向加速度与速度呈椭圆形分布;②小半径曲线匝道上出现危险驾驶行为的比例要高于大半径曲线匝道;③通过统计不同断面的危险驾驶行为点占比,将匝道的危险断面分为低风险、中风险、高风险3个等级;④男性驾驶员在立交匝道上的危险驾驶行为占比要高于女性驾驶员,冒险型驾驶员的危险驾驶行为占比要高于其他驾驶风格的驾驶员;⑤立交匝道的危险高发路段通常位于速度变化剧烈的路段,即入弯减速段和出弯加速段。      

连续长大下坡路段避险车道设计探讨

为改善连续长大下坡路段的交通安全状况,规范避险车道设计的相关参数,在基于实地调查、统计分析的基础上,结合避险车道的涵义及其设置目的和工作原理,运用定性和定量相结合的方法,分析避险车道在连续长大下坡路段上设置的必要性,并对连续长大下坡路段的交通事故特性进行分析并归纳总结。运用数学分析和定性分析相结合的方法,提出对避险车道位置的选取,几何参数、结构参数的取值以及附属设施等的技术参数设计指标,从而为连续长大下坡路段避险车道的设计提供理论基础。     

螺旋匝道和螺旋桥的小客车行驶速度特征

为明确螺旋匝道和螺旋桥处的驾驶行为模式和汽车运行特征，在涪陵长江一桥、乌江二桥、重庆融侨大道和涪陵金凯环形高架4处地点开展螺旋匝道实车试验，用车载仪器采集自然驾驶状态下的汽车连续行驶轨迹、速度以及周围行驶环境等信息。基于自然驾驶数据，研究螺旋匝道范围内的速度变化模式、幅值特性以及影响因素。研究结果表明：单车道螺旋匝道的速度变化模式多样化，双车道螺旋匝道的行驶速度在整体上维持稳定，匝道范围内的连续升坡和降坡并未导致速度出现趋势性衰减和趋势性升高；螺旋匝道并入主线时，驾驶人在合流鼻之前有明显的、共性的减速行为，这与现行设计标准中的设计假定相反；除涪陵长江一桥之外，其余3处都是下行速度低于上行速度；螺旋匝道设计速度越低，实测速度与设计速度之间的偏离越严重，并且速度幅值离散化，因此不建议使用20 km·h^-1的匝道设计速度；螺旋匝道运行速度与匝道半径成正相关。     

矿用货车自动驾驶条件下侧翻安全分析与极限参数研究

为防止自动驾驶条件下矿用货车发生侧翻,对依靠规划控制层实现侧翻事故的主动预防方法进行研究.针对该问题先建立矿用货车侧倾数学模型,推导静态稳定因子(Static Stability Factor,SSF)与车辆侧倾稳定极限(Roll Stability Limit,RSL)公式.利用TruckSim仿真软件完成水平路面1...     

呼和地勒德尔段山区公路长大纵坡设计

随着我国交通运输业的发展,山区公路长大纵坡严重影响着公路的运营安全,结合内蒙某一级公路呼和地勒德尔段工程实例,论述公路长大纵坡路段设计中采用的方案和对策。运用运行速度理论,进行长大纵坡路段的动态设计,在考虑驾驶者的驾驶行为和生理、心理特征的基础上,进行平、纵面设计,使运行速度变化连续均匀。同时就我国车辆右侧行驶的特点,提出增设避险车道、降温池等辅助设施时,路线布设应注意的问题,目的是为了行车安全。     

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。     

液罐汽车横向稳定性的研究

对液罐车非满载工况下在水平道路上转弯行驶以及在侧坡道路上直线行驶和转弯行驶时的液体质心坐标和横向稳定性进行了分析研究。在水平道路上转弯行驶时，质心的转移及侧倾程度主要与转弯半径，车速等有关；在侧坡道路上直线行驶时，质心的转移及侧倾程度主要与坡道的角度有关，在侧坡上转弯行驶时，质心的转移及侧倾程度除与侧坡角度有关外，还与转弯半径和车速等有关。为了减少液体质心的转移对汽车横向稳定性的影响，可在罐内增加纵向隔板，来抑制液体质心的转移。