基于公路三维空间线形连续性的安全性分析及应用

公路线形是影响公路车辆行驶安全的重要因素之一,线形评价是指导线形设计和优化的关键问题.从欧氏三维空间路线连续性衰退的特征出发,提出一种基于公路三维空间线形的公路安全性分析方法,通过获取公路线形的平纵断面的设计数据,结合设计数据和预设的路段组合类型将公路线形划分为多个路段,并根据设计数据计算划分得到路段的加权曲率差、平均...     

线形空间几何突变对曲线路段车道偏移的影响

为了探讨道路线形变化对侧碰、刮擦等侧向安全事故的影响，以三维空间线形的曲率和挠率作为公路线形几何特征描述参数，以车道偏移量作为侧向行车安全的表征指标，剖析了线形在空间层面发生的几何突变对车道偏离的影响。在山区高速公路开展实车试验，采用侧向行车视频记录连续的车道偏移，进行图像距离与实际距离的标定，并通过图像识别技术自动读取连续的车道偏移曲线，从中获取最大车道偏移作为分析变量。采用单因素方差分析方法，对新手驾驶人和熟练驾驶人在线形空间几何特征不同的曲线路段所表现的最大车道偏移结果展开统计分析和检验。分析结果表明：当空间曲率突变超过一定的临界值时，空间曲率突变与最大车道偏移显著正相关；挠率突变对车道偏移产生的影响主要取决于线形扭转的方向，当线形扭转方向与路拱横坡反向时，会明显加剧最大车道偏移；而线形扭转方向与路拱横坡同向时，会降低最大车道偏移但降低效果不明显；熟练驾驶人的最大车道偏移小于新手驾驶人，这种现象在空间曲率突变较大和挠率突变不利的路段尤为明显。研究结论可为公路线形安全性评价、线形设计优化和路侧安全改善提供参考。     

山区高速公路组合线形路段车道偏移行为

为在道路设计阶段确定平纵组合与相邻路段线形对车道偏离的影响,并为减少因道路线形因素引发的侧碰、追尾甚至车辆驶出路外事故提供改善依据,基于真实的山区高速公路道路设计参数及周边地形,搭建驾驶模拟场景,利用驾驶模拟试验获取小客车车道偏离数据,并对应获取车辆当前所在路段及上、下游路段的线形参数。以车辆车道内行驶为参照,沿道路行进方向,将车道偏离行为分为左偏驶离车道与右偏驶离车道。因车道偏离受驾驶人影响,采用双层Logit模型,分别判定道路线形及驾驶人层的影响。研究结果表明：相比直线路段,曲线更易引发车道偏离行为,驾驶人易偏向于曲线内侧行驶;上游300 m路段曲率差越大、平均车速越大,则车道偏离的概率增大;相对于缓坡（-2%≤坡度S≤2%）,行驶于上坡（S>2%）或下坡（S<2%）路段时,车辆车道偏离概率减小;车辆行驶于外侧车道的左偏驶离车道概率大于行驶于内侧车道;驾驶人因素对左偏驶离车道的影响比例为8.8%,对右偏驶离车道的影响比例为25.6%。研究结论可从组合线形角度帮助工程师设计更安全的山区高速公路。     

双车道公路线形连续性分析与评价

针对公路线形连续是保证汽车安全行驶的基本要求,以运行车速为中介,提出了相邻路段运行车速相协调的路线设计理念,并参考国外双车道公路及国内高等级公路线形连续性评价标准,提出了双车道公路线形连续性评价标准。经实例分析,证实所提标准较为合理,从而为设计和改建双车道公路提供了重要依据。根据分析结果,讨论了该路段事故多发点产生的原因,并提出了相应的改善措施。此外,从驾驶员行驶舒适性的角度对线形的舒适性作出了评价,并提出了双车道公路线形舒适性的评价标准。     

山区公路平曲线路段线形与行车减速模型

山区公路作为交通事故的多发地段,行车速度和行驶轨迹因素在事故致因中占有相当的比重,公路线形是决定车辆行驶速度的基础。以山区公路车辆运行速度作为主要研究对象,将山区公路弯道路段入弯前车辆减速行为的观测和调查数据作为参考对象,建立山区公路平曲线路段的驾驶员行车速度控制模型,并利用实例对行车减速模型进行了对比验证。计算结果表明,所建减速控制模型可行、有效,能较好地模拟车辆经过限速标志或路面减速标识路段时的减速行为,为山区公路线形设计、行车安全性分析与评价,以及山区公路交通安全改善提供新的理论方法与指导依据。     

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。     

基于时空交互模型的高速公路季节事故频次影响因素分析

为了深入了解影响高速公路事故频次的显著因素，采集2014年广东省开阳高速公路的事故、道路、交通和气象数据，以曲率和坡度同质性为原则将整条公路划分为154条路段，采用时空交互模型拟合路段季节事故数和道路设计参数、交通特征、气象因素间的内在关系。该模型不仅解释了相邻路段间的空间效应和相邻季节间的时间效应，而且还考虑了时空效应间的相互作用，有助于提高模型的拟合预测性能、减少参数估计偏倚。基于贝叶斯推断的模型估计和评价结果显示：事故数据中存在显著的时空关联和交互效应；时空交互模型比传统层级泊松模型的拟合优度更高；路段长度与事故频次线性相关，而交通量则与事故频次间存在非线性关系；高速公路交通安全性随着中、大型客、货车（三类车）比例的增加而显著提高；路段曲率、坡度越大，交通事故风险越高；风速越高、降水量越多的季节，事故频次将显著上升。研究结果可为高速公路交通安全改善方案的制定提供理论依据。     

基于驾驶员工作负荷的公路线形一致性评价方法研究

通过实验测试驾驶员的注意需求,结果显示注意需求与运行速度差的变化趋势基本相似。结合现行公路线形一致性评价中的相邻路段运行速度差ΔV85,最后得出注意需求与线形一致性的关系。研究结论对现行的《公路项目安全性评价指南》具有一定的补充作用。     

基于双纽曲线线形的小环岛立交关键技术研究

针对小环岛立交线形指标低、曲率曲折多、曲线参数多、整体连续性和安全性能差的特点,提出采用双纽曲线应用于小环道,并分析了其路用性能和综合效益。结果表明：双纽曲线由于曲率变化率均匀,除了进道和出道,不存在曲率突变情况,线形连续,整体性能好,而且离心加速度变化率小,行车舒适;当实际行车速度不超过设计速度的25％时安全性高;采用双纽曲线能够减少占地面积,当缓和曲线越长时越经济。在整体式小环道中,双纽曲线可以作为一种补充方法予以借鉴推广。     

浅谈公路行车舒适性评价

文章主要从基于平面线形和纵断面线形两方面评价公路行车舒适性入手,通过具体参数、数据说明平面线形和纵断面线形设计对行车舒适性的影响程度,从而检验公路线型设计的安全性与合理性。     

公路与城市道路部分平面设计参数对比分析

为方便道路设计者厘清公路与城市道路在平面设计上的区别,对比分析了《公路路线设计规范》（JTG D20—2017）和《城市道路路线设计规范》（CJJ 193—2012）中平面线形设计参数。通过对比得知：公路规范和城道规范的设计参数在计算中计算公式相同,但部分变量取值不同;变量取值不同的原因是公路与城市道路在建设时追求的侧重点不相同,公路规范更侧重于安全、平顺、经济,城道规范更侧重于舒适、安全、环境协调性。因此,设计人员在进行计算时需根据道路种类,依据侧重要点进行取值。     

公路线形设计因素对交通安全的影响分析

从公路线形方面(直线、平曲线、竖曲线、线形组合等)、视距方面及线形组合与道路景观的协调性方面分析了公路线形设计因素对交通安全的影响,并提出了线形设计中应注意的一些问题,以使公路线形更适合驾驶员的视觉和心理要求,最大限度地保证交通安全。     

基于Vissim交通仿真的农村公路线形设计安全性评价分析

农村公路是农村经济发展、人民生活条件改善的重要基础条件,同时其在加强城乡联系、调整农业结构、促进农村土地资源开发等方面发挥了重要作用。但是在农村公路深人发展的同时,其交通安全问题严重影响并制约着农村公路的发展态势。通过研究农村公路线形与交通安全关系,运用交通仿真软件对农村公路线形设计进行了安全性评价,并针对其安全问题提出交通安全保障的主要技术手段。     

独柱墩连续梁桥的稳定影响因素分析

以诸永高速金华台州段工程为例,采用MIDAS有限元分析程序,构建了23座独柱墩连续箱梁桥的仿真模型,系统分析和总结了影响弯梁桥稳定性的主要影响因素,如曲率半径、桥梁长度、联端支座间距、独柱墩支座预设偏心等。结果表明：桥梁曲率半径对支座负反力影响很大,当曲率半径小于200 m,桥梁长度大于100 m时较易发生支座脱空现象;增大联端支座间距,合理设置支座偏心距,可减小支座出现脱空的可能性,提高桥梁的抗倾覆能力。     

公路线形安全性模糊综合评价

在建立线形安全性评价体系的基础上,提出了公路线形安全性的模糊评价方法,对其评分标准、隶属函数的建立及指标权重的确定方法等进行了深入讨论,并结合高速公路设计项目对所提出的线形安全性模糊综合评价方法进行了验证。     

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。     

T形地下连续墙阳角处槽壁稳定性分析

基于库仑理论对T形连续墙阳角处槽壁整体稳定性进行了滑动体三维极限平衡分析,导出了T形槽阳角处槽壁稳定安全系数和最小泥浆重度的计算式,并结合算例验证了计算式的正确性。根据算例对影响T形槽阳角处槽壁稳定的主要因素进行分析,并提出了控制槽壁稳定的具体措施。     

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%。      

考虑多因素修正的山区二级公路弯坡组合路段小型车运行速度模型

为确定山区二级公路弯坡组合路段小型车运行速度规律,使用Metro Count 5600设备对国道G108和G244山区二级公路共128.8 km的71个特征断面车辆速度进行采集。基于实测数据分析了道路平纵线形及前一个断面车辆初始速度对当前断面运行速度的影响,在初步拟定自变量的基础上,分别采用偏相关分析和因子共线性分析对与因变量相关关系不显著及高度共线性的变量予以剔除,基于非线性回归方法构建曲线中点及曲线出口小型车运行速度预测基础模型;结合山区公路运行环境特点,分别考虑驾驶人视距、路侧静态和动态环境的干扰、交叉口密度对建立的基础预测模型予以修正,最后根据实测数据和预测数据的相对误差对模型进行验证。结果表明：曲线半径、曲线前半段坡度以及曲线入口运行速度对曲线中点运行速度有显著影响;曲线平均半径（当前曲线半径和即将驶入路段半径的平均值）、曲线出口前方坡度和曲线中点运行速度对曲线出口运行速度有显著影响;曲线中点和曲线出口处运行速度实测值和预测值的平均相对误差分别为5.64%和7.35%,模型较为有效。研究结果可为山区二级公路安全性评价及道路设计提供参考。