山区公路长隧道路段安全评价及线形优化研究

为提升隧道洞口路段的安全性,分析路线线形要素对隧道路段行车安全的影响,基于线形一致性安全评价原理,结合规范对隧道洞口内外各3 s行程范围内平、纵线形的一致性要求,提出隧道洞口线形一致性评价指标,并通过运行速度预测模型和安全评价方法,得出隧道洞口不同安全水平的评价标准;以甘肃省某山区公路上海甸峡长隧道为实例,对其工程可行性研究方案进行安全评价,得出隧道进出口安全水平,并对不良线形进行优化处理,提出隧道洞口线形优化方法和安全措施。     

高速公路停车视距可靠性设计

针对高速公路的停车视距进行研究,在现行规范《公路路线设计规范》计算停车视距的基础上,考虑汽车实际的制动过程,将制动过程分为4个阶段:驾驶员的感觉反应阶段、制动系统的间隙消除阶段、制动力上升阶段以及完全制动阶段,改进停车视距计算模型;并引入可靠度理论,基于该模型构建视距可靠度功能函数,对"驾驶员反应时间、汽车运行速度、路面摩擦系数等"随机变量的随机性及其分布规律进行分析。采用一次二阶矩方法讨论现行规范的停车视距设计取值的安全可靠性,提出采用失效概率来描述行车视距的安全可靠性。根据《公路工程结构可靠度设计统一标准》,为满足高速公路对应安全等级的可靠度要求,计算在120,100,80 km/h共3种设计速度下的停车视距值,并结合实例验证计算结果具有较高安全性。研究结果表明:引入可靠度理论经改进后计算模型计算的停车视距值大于现行规范值,其安全可靠度也明显高于规范值,120,100,80 km/h速度下停车视距失效概率分别降低22.32%,13.2%, 18.9%;视距失效概率较大,表明视距设计不足,易引发交通事故,推行基于可靠度理论计算得到的停车视距值进行高速公路设计,可提高道路安全性。     

基于运行速度的隧道进出口安全性评价及线形优化

为提高隧道进出口行车安全性,通过运行速度计算模型对隧道进出口车辆运行速度变化特征及相邻单元的ΔV85进行分析,分析不满足安全性要求的原因,找出存在的问题。根据计算原理,分析各指标对相邻单元速度差的影响程度,对路线平纵面线形进行优化调整,使运行速度协调性满足要求,并采取其他工程措施,以满足行车安全性的要求。     

基于预览视距的山区高速公路线形安全性评价

视觉信息对驾驶员采取正确的驾驶行为至关重要,是高速公路安全行车的基础.从驾驶行为理论和驾驶员的视觉特性出发.提出了预览视距的概念,用于量化驾驶员的视觉信息,构建了预览视距计算模型.以预览视距为切入点.根据多条既有山区高速公路的设计资料、实际运营数据和事故资料,通过理论分析和试验验证,探讨了驾驶行为中的预览视距与高速公路线形安全性之间的关系.提出了基于预览视距变化率的山区高速公路线形安全性评价指标,并通过运行车速修正,建立了山区高速公路线形安全性评价模型与评价标准.     

基于法国规范的公路隧道最小平曲线取值研究

结合阿尔及利亚某高速公路隧道路段平面设计经验，研究法国规范体系下隧道路段平曲线最小半径；从平曲线半径、停车视距等规范规定入手，分析得出最小平曲线值计算方法。分析表明:影响隧道路段平曲线最小半径值的因素有视点位置的选择、隧道洞身尺寸、纵坡值等；设计中需结合纵坡值，对左右幅停车视距进行单独验算，以确保行车安全。     

基于支持向量回归的视距计算模型建立和应用

为了更加有效地对山区高速公路隧道段的行车视距进行检验,建立基于支持向量机的视距计算模型,并将该模型应用于实际隧道的视距检验中。首先对驾驶人视觉图像识别的道路中心线建立视觉车道模型,提取6个特征值作为形状参数,包括视曲线长和视曲率,相关性分析发现上述6个参数之间存在显著的线性相关性,采用主成分分析法将6个参数降维成2个独立的主成分。然后基于支持向量机建立计算行车视距的模型,训练测试完成后,该模型的均方误差为0.071 8,拟合优度为0.359。最后,利用该模型对浙江上三高速公路新昌至白鹤段的10个隧道路段进行视距检验,发现南往北向马岙岭隧道和北往南向龙山隧道存在运行视距不足的情况,对照各个隧道的驾驶人视觉图像,发现这2处地点存在不合理的视觉环境设计,包括速度控制、视线诱导和增强等设施,导致在行驶过程中,视觉环境供给的视距难以满足驾驶人需求的视距。研究结果表明:横向减速标线配合隧道口彩色路面提醒可对隧道入口段进行有效速度控制,从而降低行车视距的需求;通过在隧道内设置闪光式轮廓标和出口外设置绿化带或植被护坡可以增强驾驶人视觉感知,从而减少隧道入口段黑洞现象和出口段白洞现象的持续时间,增加视觉环境中供给的视距;2种设计都有助于实现视距供需的平衡。     

基于运行安全的公路隧道进出口线形设计

为提高公路隧道进出口区域的运行安全,对该区域的线形设计进行深入研究。针对隧道进出口区域的运行环境过渡特征,基于隧道进出口前后5 s设计车速行程范围的平纵面线形要素的科学组合,构建了隧道进出口线形过渡技术指标,用于衡量隧道进出口区域线形设计的安全性。鉴于我国目前隧道进出口事故资料的统计尚不完善,选用运行车速差作为中介指标采用间接分析法进行研究,提出了基于运行车速差的隧道进出口区域运行安全性的评价方法和评价标准。并在理论分析的基础上,对实测隧道进出口线形和运行车速数据进行了统计分析,建立了隧道进出口线形过渡技术指标与运行车速差的二元回归关系模型。据此提出了基于运行安全的隧道进出口区域线形设计的建议值。     

高速公路隧道洞内环境安全性评价指标

基于洞内环境对隧道路段行车安全的影响,从洞内空气污染、过渡段照明、噪声方面选取隧道洞内环境安全性的评价指标,并对各项指标制定安全评价标准。高速公路隧道洞内环境安全性评价指标的建立为高速公路隧道运行环境安全性评价以及运行安全管理提供基础依据。     

高速公路连续下坡路段线形指标与视觉特性关系研究

高速公路连续下坡路段平、纵线形指标组合及相邻分路段线形指标是否一致,对行车驾驶员视觉有较大的影响,从而影响行车安全。本文应用雅泸高速公路一段12 km长连续下坡路段,将其制作成驾驶模拟舱里的试验路段,采集驾驶模拟舱里做行车试验驾驶员的视觉指标数据,通过分析,建立线形指标与视觉特性之间关系模型,最终获得了不同的平曲线半径对驾驶员视觉构成不同的压力,不同的分路段线形指标对驾驶员视觉也产生不同的压力,这些成果可用于评价高速公路连续下坡路段线形设计质量。     

线形诱导标设置条件的探讨

线形诱导标用于引导或警告驾驶员平面线形的变化,科学合理的设置线形诱导标有利于公路行车安全。在总结国内外研究成果和标准规范的基础上,针对国内外对线形诱导标设置条件的规定比较模糊,不便于实际操作的问题,对公路平曲线线形诱导标的设置条件进行了探讨,从视距和线形协调性两方面讨论了线形诱导标的设置条件。根据人机工程学并结合平曲线行车视距,讨论得出视距不良平曲线路段的界定条件;根据曲线路段运行速度的连续性和运行速度理论,讨论得出急弯曲线路段的界定条件。同时根据道路设计理论和运行速度预测模型推导出便于实际计算的应设置线形诱导标的急弯和视距不良路段的判定方程,为后续线形诱导标的相关研究和实际工作提供了借鉴。     

浏醴高速公路路线设计安全性评价研究

在综合考虑速度和线形为主的影响高速公路安全性各方面因素的基础上,对浏醴高速公路路线设计安全性进行了分析.分析结果表明:浏醴高速公路中设计直线长度均满足安全评价要求,但其中28个曲线路段,建议在曲线前方设置限速标志,以满足停车视距的要求;左线、右线无相邻路段运行速度协调性木良路段,路段间线形指标协调,衔接合理.     

基于运行安全的公路隧道线形设计

针对公路隧道路段安全事故多发问题,从运行安全的角度对运行速度协调性、隧道安全设计范围、隧道洞口线形一致性、隧道内安全运行视距等4个方面展开对公路隧道线形设计的分析,为公路隧道的安全设计提供参考。     

曲线隧道三维动态视距研究

以高速公路曲线隧道为研究对象,运用几何物理学方法分析道路空间几何关系,构建三维条件下的道路线形模型。根据三维视距移动规律与隧道空间几何关系,在满足驾驶人停车视距的条件下,分析隧道空间的限制条件,建立高速公路隧道路段三维视距检验模型,以为公路曲线隧道的安全性评价提供理论参考。     

基于安全停车视距的螺旋隧道圆曲线方案比选

山区高等级公路中的隧道通过控制线形安全性指标———停车视距,来保证隧道平面线形的安全性,在采用螺旋曲线线形时,隧道中所能达到的视距与圆半径及隧道横断面的宽度有关。该文对雅泸高速公路干海子螺旋隧道平面线形的布置进行方案比选,结合汽车动力学仿真对车辆进行运行安全评价,力求寻找一个具有代表性的小半径螺旋曲线隧道安全线形方案。     

基于AHP-FE的公路隧道进出口过渡段行车安全评价研究

针对公路隧道进出口过渡段交通事故频发的问题,通过对大量公路隧道进出口过渡段交通事故的调查以及已有成果的研究分析,建立了公路隧道进出口过渡段行车安全评价指标体系。在此基础上,将AHP(层次分析法)与FE(模糊综合评价法)相结合建立了公路隧道进出口过渡段行车安全评价模型。最后,以G108国道云南段某隧道为研究对象,对该方法的具体过程做了详细阐述,并查找出了影响该隧道进出口过渡段行车安全的主要风险源。实践证明,该安全评价方法能够有效地对公路隧道进出口过渡段行车安全进行综合评价,根据评价结果选择合理对策,可实现对风险的控制与管理。     

基于多因素的公路弯道停车视距计算模型研究

为了厘清弯道路段相关线形参数对停车视距的影响,在对弯道路段车辆行驶动力学分析的基础上,建立以制动初速度、平曲线半径、弯道超高、弯道纵坡及道路附着系数为自变量的弯道路段车辆制动模型;结合驾驶人和车辆的反应时间,根据运动学原理,构建弯道路段车辆安全停车视距修正模型,通过数值分析,提出弯道路段车辆停车视距计算方法,并将弯道路段车辆停车视距计算结果与《公路路线设计规范》规定值进行对比。结果表明,随着弯道纵坡坡度、超高的增大及弯道半径的减小,停车视距逐渐增加;模型计算值普遍大于规范规定值,特别是在高车速时二者的差别较大。     

基于标准通行能力的山区高速公路特殊路段线形安全评价研究

为了给道路线形质量提供检核依据,在定义了特殊路段的基础上,根据车辆运行的特征,利用流量与车速的关系建立了特殊路段实际通行能力的理论分析模型。将道路按照"平纵线形+结构物类型"的原则进行分段,通过实测代表断面的车速与交通组成计算了不同路段的实际通行能力,并根据交通组成将其标准化,得出了特殊路段线形与标准通行能力的预测模型。以相邻路段标准通行能力的差△C作为路段线形安全性评价的指标,并根据其与运行车速差的关系得到了线形安全等级划分的临界标准。结果表明:在隧道与弯坡段,使用标准通行能力指标评价线形安全性比使用运行车速指标的结果与事故的相关度更高,可弥补传统运行车速评价模型不能考虑道路类型的不足。     

高速公路隧道进出口视觉震荡与行车安全研究

利用EMR-8B眼动仪,以高速公路隧道进出口驾驶员的瞳孔变化为研究对象,在大量行车试验基础上,针对明暗适应中的视觉震荡现象,选取换算视觉震荡持续时间作为驾驶员视觉舒适度评价指标,用于评价隧道进出口驾驶员视觉负荷程度及行车安全性。结果表明:当隧道进出口行车速度控制在85 km.h-1以下时,能保证驾驶员良好的视觉舒适度,并得出高速公路隧道进出口停车视距应比现行规范增加20~30 m。     

基于人-车-路虚拟试验的道路线形安全性评价

为了避免由于线形设计不良造成日后事故多发路段的产生,提出了基于人-车-路虚拟试验的道路线形设计安全性评价方法。首先基于对公路线形导致交通事故的分析,选取并构造了轨道跟踪误差、转向任务间隔、方向盘峰值转速、侧向加速度、垂直荷载和路段通行极限车速为道路线形安全性评价指标;采用EICAD和多体动力学软件ADAMS/Car实现了道路设计方案的三维建模,然后与车辆模型、驾驶员模型构成仿真环境完成了对安徽至浙江某高速公路线形设计方案的安全性评价;多数评价指标显示该设计路线安全性较好,但路段通行极限车速显示该路段前段(里程0~2.47 km)行车速度分布较分散,容易诱发超速行驶,为潜在的事故多发路段。     

高速公路平纵线形与事故率的关系及其安全性评价

通过分析高速公路平纵线形指标与事故率的关系,引入线形影响因子,提出了基于线形影响因子的高速公路基本路段安全评价方法。首先,应用回归分析的方法,确定了平曲线半径、平曲线偏角、直线段长度、竖曲线半径及纵坡坡度与事故率的关系,在此基础上分析了弯坡组合、平竖曲线组合以及长大坡组合路段上的事故率。进而,结合事故率与线形的关系,以线形影响因子表征几何线形指标对高速公路事故率的影响,据此评价高速公路的行车安全性。案例分析结果表明,基于线形影响因子确定的危险路段与由实际事故率确定的危险路段具有极高的一致性,达到了81%。