公路设计中圆曲线超高值的计算方法分析

车辆以一定的车速在圆曲线上行驶,车辆所产生的离心力由路面的横向力系数及超高来共同抵消,不同半径圆曲线对应不同的超高数值和横向力系数,横向力系数与圆曲线半径的倒数成非对称竖曲线关系.     

高速公路驾驶员夜间识别距离研究

高速公路夜间的交通事故率和死亡率均高于白天。对长松高速公路实验路段按照平曲线半径和纵坡值进行分类,通过实地行车实验,得到不同行驶速度下白天和夜间驾驶员对交通标志的识别距离数据。结果表明,驾驶员的昼夜识别距离随着行驶速度的增加而降低,曲线路段夜间对驾驶员的识别距离影响较白天显著,在曲线路段不同行驶速度下的夜间识别距离均小于白天。研究结果可以为我国高速公路交通管理部门制定夜间车速限制标准提供理论参考。     

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.      

高速公路小客车驾驶员安全注视特性分析

为了对高速公路设计与运营安全性评价提供理论依据,基于人-车-路协同过程中的驾驶员视觉注视特征,选取双向四车道高速公路453个线形组合路段,对13名小客车驾驶员在路面范围内的动态视觉注视点位置进行研究,分析不同运行速度下驾驶员在不同线形组合路段路面范围内的注视点分布规律,得出驾驶员受不同运行速度和线形条件影响时在路面上的注视点集中区域特点,提出基于驾驶员行为特征的驾驶期望视距概念,并建立了不同运行速度下驾驶期望视距的计算模型.研究结果表明:驾驶期望视距与车辆运行速度和平曲线半径相关;当道路平曲线半径小于等于800 m时,驾驶员的视野会随运行速度的提高受到限制,需采取适当限速措施以保证行车安全.     

基于眼动仪的驾驶员视点分布特性研究

驾驶员眼动特征能较好地表征驾驶员对视觉信息的加工过程,通过获取驾驶员行车过程中注视点的变化得到驾驶员在不同路段的视点特性。通过运用智能眼动仪,以高速公路驾驶员的视点变化为研究对象。通过将高速公路进行合理的分段,最终得到驾驶员在不同路段下的视点分布特性,发现驾驶员视点在直线路段主要集中在中间区域,而在转弯路段主要集中在中间区域和弯道的内侧,在隧道路段,主要集中在中间区域和下方区域。通过对眼动数据研究得出结论:当平曲线半径小于600 m时,建议对标志进行优化以保证驾驶员能准确获取道路信息,当平曲线半径小于300 m时,建议改善路侧环境以缓解驾驶员的紧张程度。同时,根据隧道段的视点特性,提出了一定的改善措施。     

浅析横向力系数作为水泥路面交竣工验收阶段控制指标的必要性

以某条高速公路为依托工程,在其交工验收阶段,将两段构造深度不合格的隧道水泥路面作为研究路段,相邻路段作为比对路段(研究路段、比对路段统称为试验路段),在交竣工验收期间对试验路段横向力系数和构造深度进行跟踪检测,并对结果进行分析,得出横向力系数与构造深度没有直接关系,竣工验收阶段路面构造深度不满足要求,但是路面抗滑性能评价等级仍为"优良",因此在水泥路面交竣工验收阶段不应将构造深度作为水泥路面抗滑性能评定的唯一标准,而应将横向力系数作为判定路面抗滑性能合格与否的标准。     

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。     

驾驶员监控及安全评价系统

为了提升道路运输驾驶安全管理水平,对驾驶员监控及安全评价系统进行研究。在罗阳高速路段上进行实车驾驶试验,采集17名驾驶员在驾驶监控系统下的驾驶员生理心理数据,进行对比分析。结果表明:驾驶员对驾驶智能监控系统的感知度平均水平为2.96,感知度处于一般水平。增加智能监控系统后,驾驶员的心率变化率指标有了明显增大,在进隧道之前约50m路段,速度有了明显的降低(由进入隧道之前150m处的14.8°/s,降低为进入隧道之前50m处的13.8°/s),出隧道之后约50m路段,扫视速度又逐渐上升。因此,驾驶员需要集中更多的注意力到驾驶任务中来,说明智能监控系统可以实现监控驾驶安全的作用。     

基于驾驶员瞳孔面积变化率的公路视错觉减速标线横向宽度研究

为研究公路视错觉减速标线的横向宽度对驾驶人瞳孔变化的影响,以梳齿形减速标线为例,横向宽度选择20~50cm,通过对15名驾驶人进行室内仿真试验,采用瞳孔面积变化率作为评价公路视错觉减速标线的横向宽度安全舒适性的指标,建立了两者的回归模型。结果表明:运行速度为80 km/h的路段,随着标线横向宽度增大,驾驶人紧张程度愈加严重,瞳孔面积变化率绝对值越大。以瞳孔面积变化率20%作为表征驾驶人驾驶紧张程度和安全舒适性的阈值,将其代入逻辑回归模型进行计算,得出减速标线横向宽度以44 cm为宜。在此条件下,以40~120km/h的速度行驶进行第2组试验,随着运行速度增加,驾驶员视野变窄且视力下降,此时驾驶人的紧张感变强,瞳孔面积变化率增大。     

驾驶员视点在路段人行横道上的分布特性研究

以驾驶员的视点变化为研究对象,利用Dikablis智能眼动仪,通过在选取路段进行的实车试验,获取驾驶员在通过无信号控制路段行人过街横道线时的眼动参数与注视行为特性。研究结果表明,驾驶员在通过人行横道时,白天和夜间视点在中心区域的注视时间比分别占到了34%和51%,在右侧区域占到了45.3%和34.7%。从正常路段向人行横道过渡时,白天瞳孔面积的变化率达到44.4%,夜间变化率达到26%。正常路段的瞳孔面积夜间相比白天变化率达到65.3%,人行横道处变化率达到67.4%,与白天相比驾驶员的紧张程度高。     

基于SIMPACK仿真的高速公路连续反向曲线行驶速度探讨

为了保证山区高速公路连续反向曲线路段的安全性、舒适性等服务性能,本文采用SIMPACK多体动力学仿真软件建立9质量6自由度的典型小汽车模型,通过模拟雅康高速公路典型连续反向曲线路段上汽车行驶的动力响应,筛选提取不同行驶速度下该路段各曲线半径的最大横向加速度并进行对比分析。数据结果表明:雅康高速公路以80 km/h为设计速度很科学合理,满足我国横向加速度舒适性合理取值要求;但在实际行驶中,道路及天气情况良好时,在曲线半径大于1 200 m并设置超高路段,最大行驶速度可放宽至100 km/h。     

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。     

多雨地区道路平曲线半径及安全限速设置研究

基于道路行车视距的研究,综合考虑雨天影响下的环境能见度、路面附着系数以及道路平曲线半径、横坡值等参数,构建一种适合多雨地区道路平曲线路段的安全限速计算模型。计算结果表明:降雨强度及雨天条件下的低能见度是影响平曲线路段限速的重要因素,依据计算结果,可对多雨地区的平曲线极限半径进行优化设置,同时针对多种降雨强度给出不同平曲线路段对应的限速设计值。     

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。     

铁路曲线状态下横向力的研究

阐述了横向力计算的必要性，介绍了铁路曲线状态下横向力的计算方法，通过计算得出了横向力与车重、超高、速度、曲线半径的关系，并提出减小横向力的主要措施。     

隧道进出口路面结构对交通事故影响因素分析

目的研究隧道进出口路面结构对交通事故影响,方法对隧道不同结构进行调查分析,内容隧道调查包括进出口路面结构形式、横向力系数、隧道洞口附近路段工况、隧道交通事故率与路面抗滑相关性及隧道亮度调查.结果进入隧道内横向力系数逐步降低,路面横向力系数隧道内低于隧道外、水泥路面高于沥青路面;抗滑能力良好水泥路面可以降低隧道交通事故发...     

道路线型设计对交通安全的影响

为了提升道路路线设计水平，总结了道路交通系统组成要素，分析了直线长度、圆曲线半径、坡长坡度、竖曲线半径对道路交通安全的具体影响。同时，以某山区公路为研究对象，利用同一路段运行速度和设计速度的差值ΔV、相邻路段运行速度变化率C评价了平纵线形组合安全性，研究成果可为道路线形设计提供理论指导。     

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山区高速公路连续长大下坡路段受道路条件和不利气候条件影响,发生交通事故的可能性和严重程度均相对较高.本文以提升连续长大下坡路段交通安全水平为出发点,通过典型山区高速公路连续长大下坡路段实车试验,采集驾驶员生理指标数据,并以心率增长率作为表征驾驶员心理变化的指标,建立了驾驶员心率增长率与车辆驶离连续长大下坡路段起点的距离、车辆所在坡段的曲率和车辆运行速度的关系模型;提出了基于驾驶员心率指标的连续长大下坡路段路线安全性评价方法;建立了评价标准和评价流程.本文模型充分考虑了连续长大下坡路段道路环境和车辆行驶特征,可以为山区高速公路路线安全设计提供理论支撑.     

山区公路事故率与平面线形的关系

统计了2条山区公路的交通事故数据与平面线形数据,采用角度变化率作为平面线形的表征参数,对样本路段区间内的事故率与角度变化率进行回归分析,分别计算了当前样本路段向前0.25、0.50、0.75、1.00、1.50km等多个计算区间上的平均角度变化率。对角度变化率进行二次处理,利用最小二乘法拟合了事故率与角度变化率之间的曲线关系。分析结果表明:路段1、2区间内的事故率与角度变化率的拟合判定系数较低,分别为0.414 2和0.120 8;在当前样本路段向前0.50km的计算区间上,事故率与平均角度变化率的正二次抛物线关系均最明显,拟合判定系数分别为0.966 1和0.790 8;当平均角度变化率大约在0.002 0(°).km-1时,事故率最低。     

基于驾驶员心理影响的下坡路段线形设计研究

以驾驶员心率变化与长大下坡路段道路线形指标的关系为研究对象,从对驾驶员的心理影响角度研究长下坡路段道路线形的交通安全影响,应用数理统计和数学建模等方面的理论方法为基础,建立驾驶员心率路段线形指标间的回归模型,并分析长大下坡线形指标对驾驶员心理的影响,可为长大下坡路段的道路线形设计和现有危险长大下坡路段的改造提供参考。