双车道公路平曲线段径向加速度相关实验研究

车辆的径向加速度是车辆在弯道上行驶时驾驶行为的重要表征,通过对加速度的分析,可对驾驶员加速和刹车的行为进行定量描述.通过对双车道公路平曲线处的车辆运行车速现场进行行车实验,获得车辆转弯时的径向加速度,利用Matlab软件建立了车辆加速度与平曲线线形之间的数学模型.实验结果表明,平曲线处车辆行驶时的加、减速行为：车辆从直线进入到曲线时逐渐以较大的减速度减速至该圆曲线半径所对应的运行车速;当汽车离开曲线时,会适当加速至期望车速,然后做匀速行驶.     

山区双车道公路平曲线路段运行速度预测模型研究

运行速度预测是进行速度协调性分析的基础。针对山区双车道公路的特点,通过采集云南省三条双车道公路平曲线路段小客车和大货车的运行速度数据,建立了山区双车道公路平曲线路段运行速度预测模型,并进行了模型验证和应用。验证结果表明,该模型有效、可靠,可以用于山区双车道公路平曲线路段的运行速度预测。     

山区公路紧急避险车道驶入角研究

通过实地调查和查阅相关资料的方法确定了我国山区长大下坡公路交通事故的主要车型和紧急避险车道的设计车速。以保证制动失效车辆行驶时的横向稳定性为前提,以主线为右转曲线的公路为主要研究对象,通过制动失效车辆由主线驶入紧急避险车道的行车轨迹几何特征对紧急避险车道驶入角和主线平曲线半径之间的关系进行了研究,得出了适合我国山区紧急避险车道驶入角的合理取值范围。为我国山区公路紧急避险车道驶入角的选取提供了必要的理论参考。     

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.     

汽车弯道行车侧向安全距离建模与仿真

弯道多为交通事故高发路段,为了防止汽车转弯时因变道产生的碰撞危险,提高行车安全性,建立了汽车弯道行车侧向安全距离模型,该模型将变道车辆的行驶距离分解为侧向纵向两个方向,保证在弯道同向行驶时不会因车辆变道相撞,推算出两车应保持的安全侧向车距,确定了纵向临界安全距离、两车夹角等参数,并将该模型与现有的侧向临界安全距离模型进行仿真对比。结果表明:汽车弯道行车侧向安全距离模型可以准确、有效的判定侧向安全距离,提高了预警的可靠性。     

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。     

山区公路回头曲线的车道偏移行为与自由行驶轨迹模型

为揭示山区公路回头曲线路段的车道偏移行为和轨迹特征，建立了自由行驶轨迹模型；在一条山区复杂线形公路上开展了实车驾驶试验，使用高精度车载设备收集自然驾驶状态下的车辆行驶轨迹、速度和偏移数据；基于轨迹相对位置曲线定义了回头曲线路段左右转车辆的自由行驶轨迹模式；以曲线转角180°为界，建立了回头曲线路段车辆相对位置拟合模型，设计了基于偏移量的自由行驶轨迹计算方法，并以其他道路的回头曲线作为算例进行模型验证。研究结果表明:回头曲线左转车辆呈现出4种轨迹模式，右转车辆呈现出3种轨迹模式；车辆轨迹在回头曲线的入弯、弯中和出弯阶段均出现了较大的偏移，偏移量大于40%，此时车身侵占对向车道，不同的轨迹模式具有不同的偏移特征；不同位置所对应的速度与偏移量的分布较离散，当速度折减小于6.5 km·h-1时，驾驶人可以通过占用对向车道来降低回头曲线行驶时的速度折损；基于横向偏移量建立的不同曲线转角下的轨迹拟合模型中，当回头曲线转角约为180°时，拟合模型的精度最大，左转拟合精度介于0.90~0.97，右转拟合精度介于0.65~0.97；当回头曲线转角大于180°时，拟合模型最大拟合精度0.97发生在右转，当回头曲线转角小于180°时，拟合模型最大拟合精度0.89发生在左转。可见，本文建立的轨迹模型具有较强的适用性，可为山区公路回头曲线的行驶轨迹预测提供手段和方法。      

驾驶员心率变化率与公路横向力系数的相关性

通过山区双车道公路实地行车试验,选取不同曲线半径的弯道路段作为试验路段,对驾驶员在不同曲线半径处行驶过程中的心率和加速度进行了测量。试验结果表明:驾驶员在不同曲线半径下的心率变化率随车速的增加而增加,驾驶员的心率变化率随横向力系数的增加呈线性增加趋势,得出心率变化率与横向力系数的关系。     

基于行驶稳定性的山区公路弯道最小半径优化

做好山区公路弯道最小半径指标设计是提升山区公路安全性的重要举措.通过对车辆弯道行驶动力学分析,以事故临界状态为限制建立安全模型,讨论了在不同设计车速下,弯道圆曲线最小半径与超高、横向附着系数等参数的关系,通过Carsim仿真软件验证了安全模型的正确性.理论分析及仿真结果表明,弯道设计应重点考虑避免车辆发生横向侧滑失稳,弯道最小半径与超高、横向附着系数值成反比,与车速呈正比,并与车型参数无关,进而提出山区公路弯道最小半径指标优化建议.在实际设计应用中,还应根据预测弯道最大运行车速值和横向附着系数值对最小半径指标进行校核.     

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。     

��·����������ͨ������Ӱ�����

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.     

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.      

山区双车道公路驾驶员疲劳特性研究

山区双车道公路由于地形条件限制线形复杂多变,山体及路侧植被遮挡视线的现象时有发生,增加了驾驶操作的难度和强度.导致驾驶操作频繁、精神紧张.长时间高强度、大负荷的驾驶操作极易产生驾驶疲劳,进而发生交通事故.因此,研究山区双车道公路驾驶员的驾驶疲劳特性,可为山区公路的交通安全设计和管理提供参考,预防交通事故,保证人车安全.     

基于驾驶舒适性的山区双车道公路平面线形设计指标研究

交通事故是人、车、路和环境动态系统失调的结果.传统的公路路线设计理论一般是以汽车行驶动力学为依据,总体上没有考虑人的差异性.通过分析驾驶员心率变化的规律和道路平面线形与驾驶员心理、生理适应性的相关性,简要探讨了山区双车道公路平曲线有关设计指标的确定.     

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.      

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.     

高速公路驾驶员昼夜识别距离变化规律

为了制定高速公路昼夜车速限制标准,保障高速公路驾驶员有足够的时间获取信息,采用数理统计与回归分析方法,对采集的驾驶员昼夜识别距离数据进行了对比分析,研究了行驶速度、平曲线半径和公路纵坡对高速公路驾驶员昼夜识别距离的量化影响,建立了驾驶员昼夜识别距离与行驶速度、平曲线半径、公路纵坡的多元关系模型.研究结果表明,驾驶员夜间识别距离与白天相比平均下降8.5%,最大下降30.4%,下降幅度与行驶速度和公路线形条件有关;驾驶员白天识别距离与行驶速度、平曲线半径、公路纵坡分别呈负对数、正线性和负指数相关,模型的相关系数为0.852;驾驶员夜间识别距离与行驶速度、平曲线半径和公路纵坡分别呈负线性、正对数和负指数相关,模型的相关系数为0.983.     

双车道公路超车安全距离模型

双车道公路上因超车不当而导致交通事故频发且后果多较为严重,故提出超车安全距离模型,旨在为超车安全预警装置、超车辅助判断系统等提供理论依据.本文首先分析了车辆在双车道公路超车过程中可能发生的碰撞类型,基于可能发生的碰撞类型对超车时间进行分段,分析每一超车时段车辆之间的安全距离,进而建立超车安全距离模型,以等速超车和加速超车为例,选取小型车、中型车、大型车作为前方被超车辆,确定仿真参数,基于 MATLAB 软件仿真,分析、验证超车安全距离模型的有效性.得出超车车辆与前方车辆及对向车辆之间的临界安全距离图,为汽车主动安全系统的研发和超车事故的预防提供了理论基础.     

山区公路避险车道设计

山区公路的安全问题越来越受到世人的关注,主要原因之一是山区公路上大型货车引发的严重交通事故。设置避险车道是提高山区公路交通安全的一种预防性措施,结合国内外有关资料,系统地总结了避险车道的类型、设置位置、设计方法、平纵几何线形及相应设施设置。     

考虑大货车横向稳定性的平曲线设计控制指标

为研究驾驶员行为和道路线形指标对大货车横向稳定性的影响,选择六轴半挂车为典型车型,采用Trucksim动力学仿真软件建立车辆动力学闭环仿真模型,以侧向加速度作为大货车横向失稳风险评价指标。基于统计学的理论,运用MATLAB回归建立大货车侧向加速度预测模型,得到了不同设计速度条件下典型车型的极限最小转向半径值。研究结果表明:采用多自由度大货车模型,考虑横向滑移条件计算得到的平曲线极限最小半径比我国标准所规定的平曲线极限最小半径在各级设计速度条件下均大10%左右。研究成果量化了驾驶员行为和道路线形指标对大货车横向稳定性的影响,并对平曲线设计控制提出了建议指标,对今后道路安全设计具有参考价值。