基于三维线形运行速度的山区旅游公路线形安全性评价

公路线形设计的安全性评价常采用运行速度作为评价指标,针对山区旅游公路的复杂线形及车型构成,运行速度的计算工况应有针对性,计算手段也需改进。将洪雅—峨眉山旅游公路作为分析对象,以"三维线形条件下的复杂道路重载车辆行驶速度解算模型体系"为计算手段,针对长大纵坡路段左、右线的交通特点,分别解算并绘制了三维线形条件下典型车型和典型驾驶模式的运行速度曲线;分析了平纵面线形参数的协调性和安全性,提出线形修改建议;对于线形调整困难的情况,采用仿真模拟碰撞对混凝土护栏进行防护等级加强;同时检查了避险车道的设置。研究结果表明,综合道路空间线形、车型、驾驶员等因素进行系统分析和运行速度预测,能更接近实际地评价和改善山区公路的线形设计。     

基于三维线形运行速度的山区旅游公路线形

公路线形设计的安全性评价常采用运行速度作为评价指标,针对山区旅游公路的复杂线形及车型构成,运行速度的计算工况应有针对性,计算手段也需改进。将洪雅—峨眉山旅游公路作为分析对象,以“三维线形条件下的复杂道路重载车辆行驶速度解算模型体系”为计算手段,针对长大纵坡路段左、右线的交通特点,分别解算并绘制了三维线形条件下典型车型和典型驾驶模式的运行速度曲线;分析了平纵面线形参数的协调性和安全性,提出线形修改建议;对于线形调整困难的情况,采用仿真模拟碰撞对混凝土护栏进行防护等级加强;同时检查了避险车道的设置。研究结果表明,综合道路空间线形、车型、驾驶员等因素进行系统分析和运行速度预测,能更接近实际地评价和改善山区公路的线形设计。     

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.     

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。     

道路几何设计对IDM模型跟驰行为的影响

考虑道路几何设计参数转弯半径、超高、坡度对车辆跟驰行为的影响,对车辆跟驰智能驾驶员模型(IDM)进行了改进.结合二自由度车辆动力学模型,利用Matlab/Simulink建立改进后的跟驰模型并进行仿真.仿真分析发现:在具有转弯、超高和坡度的道路上,改进后的模型,其跟驰车辆车头时距增大,行驶速度减小,保证了车辆行驶的安全性;车辆横摆角速度和侧向速度随半径和超高的增加而减小,保证了汽车操纵稳定性.结果表明,改进后的模型能够更准确地描述道路几何设计对车辆跟驰行为的影响.     

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.     

车辆电子稳定性程序的最优控制

引入轮胎魔术公式,建立了车辆的两自由度非线性动力学模型．以车辆质心侧偏角和横摆角速度为控制变量,基于车辆的线性动力学模型设计了最优控制器,将此控制器应用于非线性动力学模型并进行了仿真．结果表明,车辆电子稳定性程序显著提高了车辆的操纵稳定性,使驾驶员在大侧向加速度、大侧偏角的极限工况下能够对车辆进行正常操纵．     

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.     

农村公路平曲线极限最小半径的探讨

主要从道路安全评价上对平曲线半径与事故率分析方面对交通部颁发的《农村公路建设暂行要求》中规定的农村公路极限最小半径进行了相关探讨，结合农村公路车辆行驶稳定性和转弯的特点以及实际行车速度的要求，对半径标准进行了分析、研究，初步提出了极限最小半径的推荐指标。     

基于路侧事故判别的公路平曲线车速限制研究

车速是导致公路平曲线路段路侧事故频发的关键因素，为降低路侧事故率，需进行车速限制研究. 选取8 个路侧事故风险指标进行PC-crash 仿真试验，共收集12 800 条数据. 采用路径分析方法筛选得到显著性风险指标，将其纳入贝叶斯逐步判别分析中，构建对应不同车型的路侧事故判别函数，提出对应不同道路几何设计要素的最高安全车速计算模型. 结果显示：显著性风险指标对路侧事故影响程度，由大到小依次为车速、圆曲线半径、车型、路面附着系数、路肩宽度、纵坡坡度和超高横坡度；道路线形条件越好，保证不发生路侧事故的最高安全限速值越大；在相同道路设计指标下，小型客车最高限速值大于货车最高限速值.     

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.     

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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.     

基于驾驶员方向控制模型的汽车侧风稳定性虚拟试验研究

在预瞄跟随理论基础上设计的驾驶员方向控制模型常用于弯道、移线、蛇行试验中横向轨迹的控制,文中研究了它对汽车侧风稳定性的控制效果.根据预瞄跟随理论及PID控制技术,采用MATLAB/Simulink建立了驾驶员方向控制模型;根据某轿车实测数据,采用多体动力学软件ADAMS建立了车辆-侧向风-道路耦合模型;通过定义输入变量(转向盘转角)和输出变量(侧向位移),实现了基于ADAMS与MATLAB/Simulink的汽车侧风稳定性联合仿真.试验结果显示驾驶员模型能够有效控制由侧向风引起的大幅度侧向偏移,系统具有较强的跟随性和鲁棒性.     

公路平曲线半径可靠性设计理论与方法

将车辆运行速度、路面摩擦因数作为随机变量,分别构建了基于质点模型与考虑车辆侧倾作用的侧滑失效功能函数,分析了曲线路段行车安全可靠性。计算了《公路工程技术标准》(JTGB01—2003)中规定的各极限最小半径下发生车辆侧滑的概率,并通过改变路面摩擦因数和车辆运行速度,对比研究了2种不同功能函数下的行车失效概率,提出了公路平曲线半径的可靠性设计流程。研究结果表明:考虑车辆侧倾作用计算的侧滑概率明显高于由质点模型计算出的侧滑概率;在同样道路环境下,卡车发生侧滑的概率会大于轿车;公路平曲线设计将车辆简化为质点,忽略侧倾作用以及车型间差异会导致对卡车行驶安全不利。     

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。     

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.     

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。     

缓和曲线长度对车辆行驶轨迹的影响

为揭示自由流交通状态下,缓和曲线长度对车辆行驶轨迹的影响规律,在预瞄最优曲率模型的基础上,引入S-K(弧长-曲率)平面线形模型,提出了面向公路路线安全评价的驾驶员方向控制模型.仿真结果表明:车辆进入曲线段时,行驶轨迹存在朝曲线内侧偏移的运动趋势;出曲线段时,车辆行驶轨迹趋于朝曲线外侧偏移.缓和曲线长度对车辆行驶轨迹的影响显著,缓和曲线越长,车辆行驶轨迹侧向偏差越小,反之则越大.对于二级公路对称基本型平曲线设计,缓和曲线长度建议采用0.4~0.6倍圆曲线半径为宜.     

不同载荷工况下有轨电车动力学特性分析

针对山地城市曲线半径小,弯道多,坡度大等特点,为了让有轨电车顺利通过山地城市小曲线半径路况,笔者采用一种小轮径刚性轮对的三模块浮车型100%低地板有轨电车,借助多体动力学软件SIMPACK建立其动力学模型,并对该模型在空载和满载2种工况下进行动力学性能仿真实验。研究结果表明:有轨电车以80 km/h的速度通过不平顺的直线轨道时,具有良好的运行稳定性和平稳性;随着曲线半径的增大,车辆曲线通过性能逐渐变好,在通过最小曲线半径25 m时,各项曲线通过性能都能满足规定,能较好地通过小半径曲线;通过同一半径曲线时,空载工况下的各项曲线通过性能指标明显优于满载工况。