回头曲线路段的轨迹曲率特性和汽车过弯方式

为了明确山区公路回头曲线上的车辆轨迹特性和驾驶行为偏好,通过实车路试采集了自然驾驶习惯条件下回头曲线路段上的车辆行驶轨迹线和轮迹线-车道线的横向距离等参数,基于实测数据计算了轨迹曲率,分析了轨迹曲率与道路设计曲率之间的关系,确定了轨迹曲率变化模式,提出了轨迹等效半径的概念,研究了回头曲线路段的切弯行为和典型过弯方式. 研究发现:1） 回头曲线的入弯、弯中和出弯均可见严重的车道偏离. 2） 入弯时汽车在缓和曲线之前便已进入曲线行驶状态,出弯时车辆轨迹曲率在驶出缓和曲线之后的直线上降低至0,轨迹曲率的变化率要低于缓和曲线的曲率变化率;左转轨迹的曲率变化率要低于右转轨迹的曲率变化率. 3） 左转轨迹曲率的幅值回头曲线中部低于或者接近道路设计曲率,右转轨迹曲率则高于道路设计曲率. 4） 左转弯的轨迹等效半径要高于弯道设计半径,右转弯轨迹半径最小值和均值普遍则低于设计半径. 5） 驾驶人可以通过不同的切弯方式来实现回头曲线路段轨迹半径的增加和最大化,但需要侵占对向车道. 6） 驾驶人切弯时,左转弯的轨迹半径增量要高于右转弯的轨迹率半径增量,即车辆左转驶入回头曲线是更容易取得切弯效用;在大头线、平头线和小头线（转角分别大于、等于和小于180°） 3类回头曲线中,小头线和大头线上的切弯效果更明显.      

凹形竖曲线路段防眩板高度计算方法

分析了平直路段和凹形竖曲线路段眩光、驾驶人视线与防眩板高度的关系,考虑凹形竖曲线路段半径、汽车前照灯高度、驾驶人视线高度、路段横断面结构和中央分隔带宽度等参数,提出了凹形竖曲线路段防眩板高度计算方法.以京化高速公路防眩板设计高度为例进行实例验证,并将计算结果与《公路交通安全设施设计细则》(JTG/T D81-2006)规定的计算结果进行对比.研究结果表明:当汽车前照灯的灯距为120 m,凹形竖曲线路段半径在12 000～32 000 m时,按照现有规范,防眩板设计高度为1.712m,按照提出的方法,防眩板最小设计高度为1.720 m,防眩板最大设计高度为1.800m.     

双车道公路弯道驾驶轨迹跟踪模型

针对双车道公路弯道轨迹跟踪行为的瞬时多变性,及驾驶人模糊感知与主观决策能力导致的不确定性,通过分析驾驶人在前方弯道线形影响下的驾驶特性,引入转向驾驶行为控制因素,运用多目标模糊优选决策理论,研究了模糊性和主观性对轨迹跟踪行为的影响规律;基于灰色理论,利用主观与客观相结合的权重确定方法,建立了轨迹跟踪模型.选择5处曲线路段进行实地试验,通过试验结果与仿真结果的对比,验证了本文模型的有效性.研究结果表明:行驶轨迹弧长、横向力系数和轨迹侧向偏移是轨迹跟踪行为的控制因素;综合考虑主观与客观因素的权重确定方法,体现了驾驶人在模糊优选决策轨迹跟踪行为中的主观特性.      

考虑驾驶风格差异的高原公路危险路段识别研究

针对高原环境中驾驶人风格、生理变化与危险路段特征之间的潜在关联，提出一种基于驾驶状态的危险路段识别方法，辨识和分析不同风格驾驶人具有潜在风险的路段，并提出优化方案。首先，通过实车实验采集驾驶人行为及生理指标数据，使用DBSCAN(Density Based Spatial Clustering of Applications with Noise)得出驾驶风格类型，并依据行为特征对驾驶风格进行差异性 分析；其次，采用卷积神经网络、双向长短时记忆神经网络与注意力机制搭建危险状态识别模型，通过GPS(Global Positioning System)点位对应实现危险路段辨识，并基于驾驶风格差异，从驾驶人感知、操纵与生理角度对危险路段进行致因分析；最后，将生理与道路线形作为优化参考，以车速建议为着力点进行多元回归分析，并按照生理舒适域确定车速建议区间。结果表明：驾驶人根据行为特点分为谨慎、稳健和激进型，3类驾驶人在上行和下行途中的危险路段多为具有弯坡特征的组合型路段；海拔提升可加速危险驾驶状态的出现，各类驾驶人在上行时的紧张状态多源于弯坡组合值和转角值的增长，激进型驾驶人在坡度大于6%的直纵坡路段时亦会开始高度紧张；下行时，谨慎与激进型驾驶人在直纵坡坡度大于3%时易出现危险状态，激进型驾驶人在转角值大于80°且弯坡组合值大于50时亦存在驾驶风险。研究成果可满足高原公路人因事故预防的需求，为线形设计与交通管理措施制定提供理论依据。     

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通行能力预测是公路设施规划、设计与运营中的基础环节.本文基于埃及曼努菲亚省12条农村双车道路段数据,研究了公路线形等几何特征对通行能力的影响以及线形由切线变为平曲线时通行能力的损失.所选取的路段线形包括直线和随后的平曲线.同时,采集了各路段上车流量及速度数据,利用基于基本图的外推法研究流量和密度关系.路段上不同车型的车辆均转换为小客车当量.此外,针对不同情形（切线、平曲线及对应流量损失）,分别建立了最佳回归模型.结果表明,切线型道路的关键自变量是路宽、肩宽以及切线长;平曲线道路的关键变量是曲线半径和路宽.通行能力和几何特征关系最佳模型的自变量为曲线半径.本文的模型可用于分析评价农村双车道道路的通行能力,尤其是评价文中所研究路段的通行能力.     

山区低等级公路弯道行车速度对行车轨迹的影响

将驾驶模拟器应用于交通仿真中.在具有不同道路线形组合的弯道上,对小客车进行了行驶试验.针对山区低等级公路小半径曲线的特点,分析了行车速度的变化趋势以及与行驶轨迹的关系.对于小半径曲线而言,车辆在进入曲线时速度降低,轨迹发生内向偏移;而车辆在驶出曲线时速度提高,轨迹发生外向偏移.进一步地考虑曲线路段车辆受力特征及驾驶人驾驶行为,分析了行车速度与行车轨迹侧向偏移的相关性,得到了基于车速的行车轨迹侧向偏移计算模型,计算结果可为山区公路线形设计提供参考依据.     

运行车速预测新方法及其应用

为了在道路设计阶段预测车速,保证公路几何线形的协调性,建立了考虑侧向容许加速度、纵向加速度、制动减速度、制动热衰退和环境速度与线形参数关系的模型,计算了期望速度;建立了公路-驾驶者-车辆-环境仿真系统,对在三维路面上的行驶车辆进行仿真,得到并分析了试验道路的运行速度曲线.结果表明:(1)为有效控制速度波动,应取相近的曲线半径和直线长度,且直线不宜过长;(2)出弯道加速长度大于进弯道减速长度,且二者都大于回旋线长度;(3)山区路线由多个急弯构成时,速度曲线频繁波动的部分原因是车辆自身旋转动能和平动动能的相互转化;(4)运行速度协调性方法不适用于四级公路的线形评价;(5)偏角越小,轨迹对弯道的切角作用越大,弯道车速越高.     

基于视觉需求的城市水下特长隧道光环境评价与优化综述

为提高城市水下特长隧道的行车安全和运输效率, 总结了城市水下特长隧道光环境典型问题与改善措施, 分别从舒适性、经济性、设置依据、安装形式等方面对洞口遮光设施、出入口加强照明、景观装饰、视线诱导系统4种隧道光环境改善措施进行了比较分析; 依据马斯洛需求层次理论对驾驶人视觉需求进行分层, 提出了包含事故分析、评价体系、优化思路、优化方法的城市水下特长隧道光环境评价体系与优化研究框架。分析结果表明: 城市水下特长隧道光环境主要有出入口的明暗适应、道路线形变化引起的视距不足、中部的视觉参照信息不足、隧道整体空间路权不清晰的问题; 设置视线诱导系统是一项低成本、有效的光环境优化方法, 能满足驾驶人在不同隧道路段上的视觉差异化需求; 驾驶人视觉需求由低到高可以分为功能性、安全性、舒适性、美观性, 并依次对应相应的基本型、安全型、舒适型、韵律型视觉参照系, 可构建以空间路权、人因与驾驶任务、差异化、韵律性为指标的评价体系来评价城市水下特长隧道光环境; 城市水下特长隧道光环境优化应将视线诱导和加强照明相结合, 主要通过视线诱导系统来重构视觉参照系, 隧道接近段、入口段、中间段普通区、出口段应以舒适型视觉参照系为优化目标, 中间段提醒区及唤醒区则应构建韵律型视觉参照系。      

山区公路平曲线半径值与行车速度之间的关系研究

通过选取山区某三级公路的某一路段为研究对象,该路段内含有不同半径大小的平曲线。采用动态GPS仪,现场测试车辆行驶的动态速度,并与路段内各种平曲线半径相对照,收集不同半径曲线段的线形资料及速度数据。通过对数据的分析整理,获得该三级公路平曲线半径与行车速度的回归模型,并利用运行速度理论分析该路段平曲线设计指标使用的恰当性和平曲线上实际行车状态的安全性。     

平纵组合路段事故严重程度致因辨识模型

为解析平纵组合路段事故严重程度致因及影响机制,在系统选取影响事故严重程度潜在变量的基础上,利用有序Logit模型获取影响事故严重程度的显著自变量,并运用偏比例优势模型修正变量参数,从而构建平纵组合路段事故严重程度致因辨识的两阶段模型 (TSM),以云南省元(谋)—双(柏)公路为例进行分析.结果表明：提出的TSM模型比有序概率模型拟合度更优,更适用于研究该问题;涉及车辆数、平曲线曲率及竖曲线曲率等7个变量对一般及以上事故具有正效应,驾驶人性别及接入口等3个变量对一般及以上事故具有负效应;就影响程度来看,接入口最大(边际效应为14.466%),驾驶人性别次之(10.581%),竖曲线长度最小(0.114%).     

运行车速认知因子虚拟仿真试验

为准确预测道路交通安全评价中微观路段的运行车速,确定了三级公路的驾驶员安全性认知模糊集,建立了基于Multi Gen Creator软件的15个路段的三维仿真模型,开发了基于Vega的虚拟仿真系统,组织了53名驾驶员,在大型三通道柱面投影仿真系统中,进行了运行车速认知因子的评价试验。应用模糊统计方法对795组有效认知试验数据进行了分析,建立了包含道路平曲线半径、纵坡度和行车视距认知因子的三级公路安全性认知评价模型。虚拟仿真试验与道路试验分析结果表明:平曲线半径、纵坡度和行车视距认知因子评判等级的平均贴近度分别为0.63、0.74和0.70,因此,虚拟仿真试验方法可行。     

旧水泥路面上沥青混凝土加铺补强设计探讨

介绍了旧水泥路面上沥青混凝土加铺补强设计的原则和步骤,并阐述了旧水泥路面常用的加铺补强方案以及过渡方式。     

公路客车横向加速度实验研究

为提供不同类型公路几何线形参数的计算依据,在12条不同地形环境、不同等级的公路上采集了小客车和大客车的横向加速度、行驶速度和轨迹曲率半径数据,评估了试验公路的行驶舒适性,给出了六车道、四车道、双车道3类公路的横向加速度特征分位值,针对不同公路类型和车型,建立了横向加速度-曲率半径和横向加速度-速度的均值模型、极限值模型和85分位值模型.研究结果表明:（1）车道数越少,行驶舒适性越差,设计速度低于30 km/h的双车道公路部分路段的行驶舒适性极差;（2）横向加速度累计频率曲线的拐点在第90~92分位,双车道公路的横向加速度最大值大于8 m/s2;（3）行驶轨迹越缓和、车道数越多,横向加速度分布越集中,且大客车的横向加速度分布要比小客车集中;（4）第85分位值模型可用于公路几何参数的最大值与最小值控制,均值模型可用于几何参数的一般值控制.      

基于BP神经网络的公路平曲线自动识别分析

针对公路平面线形自动选择技术中的平曲线识别展开研究,首先根据平曲线的识别原理设计平曲线的识别过程,然后建立基于神经网络的曲率图识别模型,该模型以曲率图的特征向量为输入,以曲率图的识别向量为输出,并采用试算法确定隐层的神经元个数,最后进行案例分析。     

山区公路纵坡度合理值的实验研究——从驾驶员的生理反应角度分析

公路线形的构造直接影响行车安全,以山岭重丘区公路长大下坡的纵坡度值为研究对象,利用动态心电仪、GPS系统,对行车中驾驶员的心率和行车速度进行测试,研究了心率和行车速度的变动与纵坡度值的相关关系,分析了此种路段上纵坡度的合理值,建议在山岭重丘区公路线形设计中,不易出现大于5%的纵坡度值。     

主观拥堵感知下驾驶人路径调整行为决策研究

为深入调查研究交通拥挤的形成机制和扩散规律，本文针对交通拥堵形成和消散的内因， 即驾驶人在拥挤状态下路径的研判调整行为进行研究。设计基于全方位视角场景的驾驶人主观 拥堵感知实验，通过采集驾驶人个体特征、出行特征和交通流参数，结合驾驶人的主观拥堵评分 和路径调整决策，采用方差分析方法，探究驾驶人个体特征和出行特征对路径调整决策的差异 性。基于二项Logistic建立主观拥堵状态下路径调整行为模型，进一步量化所选驾驶人个体特征 和出行特征对路径调整决策产生的具体影响。研究表明：驾驶人个体和出行特征因素不同导致 路径调整决策产生显著性差异，其中，男性、老年人、低驾龄、出行次数少，以及弹性出行的人群更 青睐于保持原路径行驶；调整路径后增加的行驶距离占剩余行驶距离比例越大，保持原路径行驶 的可能性越大；熟悉周边路网的人群保持原路径的可能性是陌生人群的11.3%；区间车速每增加 1 km·h-1，驾驶人保持原路径行驶的可能性为之前的1.223倍。     

竖曲线设计公式的推导及讨论

首先推导了考虑行车视距的公路竖曲线设计公式,发现中国路线设计规范中的竖曲线长度建议值不能满足行车视距要求的问题,尤其是没有照明的凸曲线路段夜间行车情形。建议我国的竖曲线设计应当考虑车辆前照灯所约束的夜间视距,提高竖曲线长度建议值。     

高速铁路平竖重合段三维高阶连续曲线线形设计

针对平竖重合曲线段存在几何连续性衰减并引起列车运动状态突变的现象, 以三维曲线的Frenet标架为基础, 结合曲率、挠率建立三维车体运动状态模型, 得到了曲率、挠率与车体加速度、急动度的关系, 并通过该模型从三维角度分析了三维曲线的几何连续性等级对车体运动的影响; 考虑几何连续性对曲率、挠率的要求, 提出以曲线曲率、挠率变化最小为目标的线形选择方法, 利用三维欧拉曲线创建平竖重合段高阶连续曲线。研究结果表明: 传统平竖重合段曲线连接点处几何连续性存在衰减, 仅为1阶几何连续, 曲率、挠率对列车加速度和急动度起主导作用, 几何连续性的衰减是竖向急动度突增的主要原因; 二维设计曲线在起点处的竖向急动度为1.206~1.264 m·s-3, 超过乘客舒适性运动学阈值0.240 m·s-3, 难以实现二维线形的高阶几何连续; 提出的曲线设计方法对连接点处的曲率和挠率都有明确定义, 容易在连接点处实现高阶几何连续, 且不存在几何连续性衰减, 曲线的曲率、挠率变化最小, 可有效降低线形参数变化给车体运动带来的不良影响; 所建曲线的加速度与急动度在全程均连续且满足运动学阈值, 实现了2阶几何连续, 最大竖向急动度为0.149 m·s-3, 为阈值的62.0%, 为二维设计的11.7%~12.3%, 有效地改善了行车稳定性与乘客舒适性; 所建曲线路径与二维设计相比变化小, 在2%~3%坡度差时, 水平、竖向坐标差分别为0.907~2.305、1.085~2.498m;所建曲线的设计参数同时也是车体运动状态的计算参数, 从而可根据列车运行条件直接优化线路的设计。      

双车道公路弯道半径及回旋线长度对转向行为的影响

为研究驾驶员在双车道公路回旋线路段转向行为的影响因素，采用驾驶模拟实验收集15 名驾驶员在72个不同半径、不同转向和不同回旋线长度的弯道上的方向盘转角信号。运用小波变换将方向盘转角信号的空间序列进行分解，研究自然转向行为和轨迹修正行为依半径和回旋线长度的变化规律。结果表明：车辆入弯时的自然转向行程和曲线半径、回旋线长度均显著相关，但与弯道转向无关；入弯时，驾驶员对路线半径变化率的敏感度随着曲线半径的增大而减小。对于轨迹修正行为，在半径一定的条件下方向盘的平均摆幅随回旋线长度的增加而减小，但方向盘回转速率会随着回旋线长度增加而增加；出弯时方向盘的平均摆幅和回转速率整体较入弯时高。当回旋线长度与自然转向行程接近时，方向盘平均摆幅和回转速率均处于较低水平，故以自然转向行程为理想回旋线长度是合理的。     

变曲率竖曲线顶推施工钢箱梁局部受力分析

现今大跨径桥梁的钢箱主梁无应力线形一般为单一半径竖曲线,杭州江东大桥的钢箱梁无应力线形为连续变曲率竖曲线,变曲率特征不仅使得顶推竖曲线的顶推半径变化,也使得滑道处钢箱梁的转角位移变化十分明显。进而对顶推滑道的构造提出了新的要求:滑道顶面线形需能自动适应梁体线形的变化。滑道处钢箱梁的局部受力的安全,关系着顶推施工的成败。运用大型通用有限元软件ANSYS对滑道处钢箱梁局部进行三维有限元分析,对比7种典型工况下钢箱梁各个构件的应力分布情况,指出临时墩支反力和滑道处钢箱梁转角位移是影响钢箱梁局部受力的关键因素。