高速公路直线段车辆稳定运行速度模型

运用车载高精度GPS设备，以直线段小客车的运行速度为主要目标，采集了高速直线段车辆连续运行速度数据，在分析高速公路直线段长度、直线段相邻平曲线半径对车辆运行速度影响的基础上，根据平曲线半径不同，将直线段划分为3组，分别建立了直线段车辆稳定运行速度的数学模型。     

高速公路直线段车辆运行状态的划分

运用先进的地理信息定位系统（车载GPS），通过对样本高速公路检测数据的分析，建立了高速公路车辆连续，动态行驶过程中运行状态的定量划分指标，在此基础上分析调整公路直线段长度，直线段前后曲线半径对车辆运行状态的影响，为进一步用数学模型描述车辆在长直线平坡路段的稳态运行速度和研究调整公路长直线长度奠定基础。     

互通式立交出口匝道运行速度过渡段长度研究

为确定车辆在互通式立交出口匝道满足安全行驶需求的运行速度过渡段最小长度,分别建立了满足超高过渡、变速行驶、3 s行程时间及横向加速度变化率适中等要求的运行速度过渡段长度计算模型。采用UMRR链式开普勒雷达测速仪,实测不同主线设计速度下立交出口匝道分流鼻运行速度,结合SPSS软件分析,得到分流鼻运行速度。基于运行速度过渡段长度计算模型和典型参数的分析论证,得到了满足不同需求下的运行速度过渡段长度。结果表明:匝道设计速度为30~40 km/h时,车辆变速行驶需求为运行速度过渡段长度的主要控制因素;匝道设计速度为50~80 km/h时,超高过渡、3 s行程时间为运行速度过渡段长度的主要控制因素;基于安全行驶需求,提出了互通式立交出口匝道运行速度过渡段长度最小建议值及纵坡修正系数。     

双车道公路附加车道设置参数研究

为了给双车道公路附加车道设计与施工提供参考依据,开展了双车道公路附加车道设置长度、宽度及纵坡度研究。基于交通仿真数据,构建了双车道公路附加车道等宽段长度与交通量、行驶车速的关系模型,结合不同设计速度与地形条件下双车道公路设计通行能力分析,计算给出了对应不同设计速度与地形条件的双车道公路附加车道等宽段长度建议值。基于车辆行驶安全性分析,提出了双车道公路附加车道宽度的计算公式,根据驾驶人侧向车间距选择问卷调查统计结果,计算给出了对应不同设计速度的双车道公路附加车道宽度建议值。基于汽车上坡行驶时的受力分析,给出了坡长与纵坡度的简化关系式,并计算给出了对应不同设计速度与海拔高度的双车道公路附加车道最大纵坡度建议值。     

高速公路夜间最高车速限制研究

为了合理确定高速公路夜间最高车速限制值,保障高速公路夜间行车安全,进行了驾驶人夜间距离识别与车速感知试验研究.分析了行驶速度、平曲线半径和纵坡坡度对高速公路驾驶人夜间识别距离与感知速度的量化影响,并建立了高速公路驾驶人夜间识别距离模型与感知速度模型.基于驾驶人夜间识别距离与反应制动距离间的安全行驶判别条件及驾驶人夜间感知速度模型,给出了高速公路夜间最高理论限速值与修正限速值的确定方法,并进行实际案例分析.研究结果表明:驾驶人夜间识别距离与行驶速度呈负线性相关,与平曲线半径呈正对数相关,与公路纵坡坡度呈负指数相关;驾驶人夜间感知速度与纵坡坡度无关,与实际行驶速度呈正线性相关,与平曲线半径呈负对数相关.     

基于安全车速的北京冬奥会山地道路冰雪路面通行能力研究

复杂山地线形和道路冰雪路面结合条件下的安全车速设置及通行能力保障是交通管理面临的新挑战。针对北京冬奥会延庆赛区复杂山地道路冰雪路面场景，建立了安全车速与道路线形设计及路面附着系数之间的关系，以安全车速为依据得到了不同路面条件下山地道路的通行能力。依据道路平曲线、竖曲线和横断面数据建立了山地道路三维空间模型；分析了车辆在山地道路平纵组合路段的受力情况，构建了车辆安全行驶速度与圆曲线半径、道路超高、纵坡坡度和路面附着系数的关系模型，并分析了基于安全车速模型的道路通行能力。为了验证模型，选取2种常见的冰雪路面状况和2种常用的车辆类型，获得不同条件下山地道路冰雪路面的安全车速。采用VISSIM软件设计了20种仿真场景，结合道路实测数据验证了安全车速模型的对山地道路冰雪路面车辆安全行驶的提升作用。实测与结果表明:相比全程单一限速模型，所建立的安全车速模型在冰膜路面的行程时间缩短了约38%（小汽车）和32%（大客车），雪板路面的行程时间缩短了约26%（小汽车）和24%（大客车）。山地道路交通流量存在1个自由流到饱和流的相变过程，冰膜路面小汽车下行最大交通量为241辆/h（单向行驶）和231辆/h（双向行驶），大客车下行最大交通量为227辆/h（单向行驶）和222辆/h（双向行驶）；雪板路面小汽车下行最大交通量为319辆/h（单向行驶）和249辆/h（双向行驶），大客车下行最大交通量为301辆/h（单向行驶）和236辆/h（双向行驶）。      

基于运行速度的双车道公路平面线形安全评价

为解决目前双车道公路安全平面线形安全设计与评价缺乏科学可靠的方法问题,从几何设计标准以及双车道公路平面线形指标与交通安全的关系出发,提出以平曲线半径和曲率变化率作为平面线形安全评价的几何指标,通过运行速度反映几何指标与事故关系。基于双车道公路不同平曲线半径下大量运行速度实测数据,利用统计分析的方法,得到了运行速度分布规律,建立了双车道公路运行车速预测模型。基于运行速度一致性评价标准和跟驰理论,将曲线间直线长度区分为独立直线和非独立直线,对于非独立直线,曲线与曲线的关系是安全评价的控制因素;对于独立直线,直线与曲线的关系是安全评价的控制因素。提出了基于运行速度和直线独立性分析的平面线形安全性评价程序,可用于指导双车道公路安全设计与评价。     

基于实车数据的高速公路行驶轨迹偏移和车道侧向余宽

为明确高速公路行驶环境下车辆在车道保持阶段的行驶轨迹特征，给车道宽度值确定提供参考，在重庆市主城区2段高速公路上开展了38名驾驶人的实车驾驶试验。使用车载设备采集自然驾驶状态下的车辆行驶速度、行驶轨迹和“车辆中心点-车道线”横向距离。基于以上数据，计算轨迹横向偏移值和“车身轮廓-车道线”侧向余宽等参数，分析高速公路直线/曲线路段的车辆轨迹横向偏移和侧向余宽变化特征及其影响因素。结果表明：曲线路段和直线路段的期望轨迹横向偏移存在差异，曲线路段行驶轨迹的本质特征是轨迹往曲线内侧偏移，而直线路段的车辆轨迹是倾向于往车道左侧偏移，但曲线路段紧贴车道线行驶的车辆占比要低于直线路段。直线路段车道左侧余宽最小值、期望值分别集中于[0.2 m, 0.6 m]和[0.3 m, 0.9 m],曲线路段车道左侧余宽的最小值和期望值主要分布在[0.2 m, 0.7 m]和[0.5 m, 0.9 m]范围内；车道位置对期望轨迹横向偏移和车道侧向余宽均有影响，左转弯路段的左侧余宽要低于直线路段和右转弯路段；在左转弯路段内侧车道行驶时车辆与中分带的距离更近，因此左转弯的事故风险更高；行驶速度增加时，内侧车道的车辆有...     

高速公路直线段边缘率控速标线周期长度设计模型

为了探索边缘率控速标线周期长度对降速行为的影响现象,构建周期长度设计模型,在4条高速公路直线段上重复开展了边缘率控速标线周期长度分别为16,8,4,2,1m的控制性试验。采集车速特征数据,依据边缘率定义计算了单个车辆所对应的时间频率,建立了时间频率与加速度之间的关系,在此基础上,考虑事故率、事故强度与车速指标的关系,结合路段车速分布特征建立边缘率控速标线周期长度设计模型,并给出对应算法。研究结果表明:时间频率是周期长度影响减速效果的内在因素,当时间频率处于[10,18]Hz时,驾驶人一致采取制动行为,降速幅度随时间频率的增大而增大,当车辆对应的时间频率等于18Hz时,驾驶人一致减速效果最大,且4个试验地点的时间频率与加速度呈显著且稳定的线性相关关系;当时间频率处于[1,10)Hz时,各时间频率所对应的加速度值均小于0;当时间频率大于18Hz时,各时间频率所对应的加速度均值小于0,但其减速幅度显著小于时间频率为18Hz时的,控速效果弱。鉴于此,以车速标准差最小以及将最高车速控制在安全车速以内为目标,以时间频率上限值、时间频率与加速度之间的关系、铺设终点与起点车速关系、边缘率控速标线周期长度最大值为约束构建了边缘率控速标线周期长度设计模型,该模型可用于边缘率控速标线周期长度的优化,提高其控速效果。     

关于高速公路匝道连续分流点最小间距的探讨

以高速公路匝道连续分流点最小间距为研究对象,通过分析其影响因素、车辆行驶路径及最小间距组成等,建立了考虑高速公路主线设计速度、运行速度过渡段及匝道设计速度等因素的匝道连续分流点最小间距模型,提出了基于该模型的匝道连续分流点最小间距值。模型计算值相较规范规定值更详尽,与不同匝道设计速度搭配取用,可为相关设计提供一定参考。     

公路平直路段运行速度模型分析与优化

对中国现行公路项目安全性评价指南提出的"平直路段运行速度测算模型"中的加速方式进行了分析,通过研究典型路段车流的运行速度规律,找出平直路段测算模型存在的问题,并采用速度微分方程推导、加速时间和加速距离计算、加速曲线绘制等方法对运行速度平直路段的加速方式进行了研究,最终提出"动态加速度"的概念,优化得到能科学表征出平直路段运行速度变化的即时加速度计算方法(动态加速法)。结果表明:动态加速法将即时加速度与即时速度和期望速度有机地联系起来,更好地模拟出汽车在平直路段上的实际加速状态;经与车辆加速曲线图表对比,动态加速法优化和完善了现有平直路段加速度获取方法,具有较强的理论价值和实用价值。     

地下车库联络道出入口设计研究

为保证地下车库联络道出入口设计能够满足运行安全的需求，弥补现行规范对地下车库联络道出入口线形指标和位置间距规定的空缺，调研国内已建和在建地下车库联络道现状，以郑东新区CBD副中心区地下道路和成都金融总部商务区地下道路为设计案例，对比市政和建筑行业规范中地下道路设计方面关键指标的差异，介绍地下车库联络道变速车道和渐变段长度的计算方法，建立地下车库联络道的运行速度协调性评价标准体系和计算模型。最后得出地下车库联络道线形设计的规范选择依据、地下车库联络道变速车道长度的取值标准、出入口位置的选择方法，并提出单向单洞地下车库联络道相邻出入口间距宜按1～3 min行程长度设置，以满足车行防灾疏散的要求。     

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。     

机场旧跑道纵断面线形拟合方法研究

通过研究机场跑道纵断面线形特征，分析直线段与圆弧段间的约束关系，建立旧跑道纵断面计算方程。利用最小二乘法拟合原理，编写计算程序，通过多次迭代求解旧跑道纵断面最优拟合线形。工程实例表明:该方法计算速度快、计算结果准确，适用于多变坡点旧道面纵断面拟合情况，能够满足工程设计需求。     

基于近似模型的车辆操纵稳定性及平顺性的优化研究

简述了基于近似模型的车辆操纵稳定性及平顺性的优化设计方法.利用多体动力学软件ADAMS/Car建立了某轿车整车多体动力学模型,并确定了车辆操纵稳定性及平顺性的评价目标.以悬架弹簧刚度、减振器阻尼特性和横向稳定杆刚度为设计变量,利用近似优化数学模型对该轿车进行了操纵稳定性和行驶平顺性的多目标优化计算.结果表明,近似模型技术对于汽车性能的平衡优化是一种十分有效的方法.     

道路照明灯具布置方式的研究

《城市道路照明设计标准》第4.1.2阐述:灯具的悬挑长度不宜超过安装高度的1/4,灯具的仰角不宜超过150;第4.2.3阐述:半径等于或大于1 000 m的曲线路段,其照明可按直线段处理,半径小于1 000 m的曲线线路,灯具应沿外侧布置并减少灯具的间距,半径越小间距也应该越小,一般控制为直线段的0.5～0.75倍,悬挑长度也应该缩短[1]。针对重庆作为山城的特点,就这两方面具体展开计算,讨论并提出实施方案。     

公路平曲线路段大型车运行速度模型研究

从安全设计一致性理念出发,详细分析了驾驶员在高速公路自由流状态下平曲线路段的信息采集处理过程,认为大型车在平曲线路段的曲中点前后两部分运行速度是受不同的线形信息的影响,用大量的实测数据建立了相应的两阶段平曲线路段大型车运行速度统计模型。经过与实测速度对比验证,证明两阶段平曲线运行速度预测模型具有预测精度高、适用范围广的优点。这为利用运行速度制定公路线形设计标准提供了良好的数据支持,同时也为运行速度进行安全一致性审核提供了理论支撑。     

浅谈乐广高速公路桥梁端承桩的优化设计

结合乐昌至广州高速公路项目桥梁桩基的应用情况及目前桥梁桩基设计中存在的一些问题,通过对端承桩桩长及配筋的计算进行分析,对项目桩基和配筋进行优化,得出了刚性桩及柔性桩的嵌岩深度及桩基配筋的实用设计原则,为桥梁端承桩的设计提供了有益的借鉴.     

基于运行速度的高速公路超高设计方法探讨

基于运行速度,该文分析了如何检验高速公路圆曲线最大超高、一般路段超高、大纵坡路段超高设置的合理性,重点研究实际运行车速及横向力系数取值对超高取值的影响,并以深圳市东部过境高速公路典型路段为实例对超高的取值进行了分析,可供同行参考。     

基于车轴图谱的城市道路汽车运行轨迹特性分析

为探究城市道路行车轨迹与路侧之间的横向距离对车辆运行的影响,提高驾驶员行车安全,在某市滨海路进行汽车运行轨迹样本采集试验,使用AxleLight RLU11系列路侧交通数据采集系统分车道采集试验路段汽车运行轨迹样本,利用SPSS Statistics对试验路段不同车道车辆运行轨迹样本进行数据处理,绘制不同行车道运行车辆横向距离的累积频率曲线,计算得到汽车运行轨迹与路侧的横向距离D85,通过绘制行驶车辆距路侧的横向距离直方图,得到不同车道的车辆分布规律。结果显示,驾驶员大多数偏向选择在内侧车道运行。根据试验路段内外2条车道车辆横向距离和运行轨迹特性,可为城市道路交通安全设施的设置提供理论依据,以期提高城市道路交通运行安全。