山区高速公路弯坡组合段安全性评价方法

以驾驶工作负荷理论与方法为基础,在中国西南地区某2条山区高速路段现场随机选择27名驾驶员进行实车试验,被试车辆为该路段的典型车辆(小客车和大货车)。采用动态GPS、心电仪、眼动仪实时测量被试车辆位置、被试驾驶员驾驶工作负荷指标参数,研究得出了山区高速公路弯坡组合段划分标准,并建立了驾驶工作负荷度与弯坡组合段线形指标之间的相关模型,通过事故数检验验证了模型的合理性。研究成果可为山区高速公路弯坡组合段划分及其安全设计、运营管理提供技术支持。     

弯坡组合路段可靠性设计方法研究

为了提高弯坡组合路段的交通安全水平,提出了基于货车交通安全的弯坡组合路段可靠性设计方法。先以现行公路工程结构可靠度设计统一标准为依据,对弯坡组合路段可靠度进行了定义,以货车转弯和下坡过程中制动器制动效能下降的临界安全温度、货车侧滑和侧翻失稳现象为约束条件,建立弯坡组合路段的功能函数,推导了其可靠性模型,提出了弯坡组合路段可靠性计算模型的求解方法。结合实际案例分析,示范了弯坡组合路段可靠性设计方法的应用,并验证了其合理性。研究结果表明:(1)货车在某些设计参数条件下的弯坡组合路段上行驶时,往往也会发生侧翻先于侧滑的现象;(2)现行的弯坡组合路段设计即使能满足现行有关规范和指南的验算要求,但不一定能满足可靠性设计的要求。提出的弯坡组合路段可靠性设计方法能够减少危险弯坡组合路段的出现,提高道路运营安全性。     

山区高速公路弯坡路段事故黑点评价与改善对策

山区高速公路弯坡路段是"弯"平曲线和"坡"纵曲线的组合路段,安全隐患多,常因行驶速度、运动视距、交通管理、安全防护等原因成为交通事故高发的"高风险"路段,其安全性能对高速公路全线运营安全和通行效率至关重要。本文以事故多发的某弯坡路段为例,通过现场的交通调查和实际行车实验,从实际交通流特性的角度,分析连续弯坡路段事故的致因,并提出针对性的改善对策。分析发现:运行速度过高、运动状态下弯道视线受限、交通组成多样、速度离散性、大型车弯道借道等就导致交通事故的主要原因。     

山区高速公路弯坡路段车辆运行速度预测模型

为确定山区高速公路弯坡路段的车辆运行速度特征,提高山区高速公路运营安全管理水平,结合山区高速公路复杂的道路线形条件,研究适用于弯坡路段的运行速度预测模型。文中列举国内外具有代表性的运行速度模型,并分析其局限性;通过调研3条典型山区高速公路,采用气压管式车速检测器对车速数据进行采集,选择路段特征点的运行速度作为分析样本;通过比较偏相关系数,确定模型的自变量参数,利用多元线性回归的方法,分别建立不同车型在山区高速公路弯坡路段的运行速度预测模型,并对模型的拟合度进行验证。结果表明,模型预测值与实测值的平均相对误差在5%以内,模型精度满足要求。     

山区公路弯坡组合路段铰接列车行车风险仿真分析

为了分析铰接列车在弯坡组合路段的行车风险,提升载重货车在山区公路的运行安全,文中综合考虑降雨、超速和道路几何线形等因素,利用Trucksim软件建立车辆动力学仿真模型,以稳态临界附着系数和横向荷载转移率作为行车风险评价指标,建立弯坡组合路段铰接列车行车风险评价模型。结果表明,应避免极限最小半径与陡坡组合,严格执行限速和限载管理,可有效确保铰接列车的运行安全。     

基于驾驶员人因的高速公路长大连续下坡路段线形组合设计方法

为建立基于驾驶员人因的山区高速公路长大连续下坡路段线形组合设计方法,通过大型货车自然驾驶试验,研究了驾驶员动态视觉参数在长大连续下坡路段的分布特性及线形组合对驾驶员视觉的影响规律,提出了长大连续下坡路段线形组合设计控制指标和标准.首先通过长大连续下坡路段自然驾驶行为试验,获取了驾驶员眼动参数;其次利用主成分分析法,建立了长大连续下坡路段驾驶员视觉负荷强度模型;最后提出了基于驾驶员视觉负荷强度的长大连续下坡路段纵坡组合及平纵线形组合设计方法.研究结果表明:传统的陡-缓-陡纵坡组合模式设置的缓坡并没有减轻驾驶员行车过程中的视觉负荷,长大连续下坡路段应尽可能采用单一纵坡模式进行展线;相邻坡段坡度差宜控制在1.5％以内,条件受限时也不应超过2.3％;直坡段宜将直坡组合度控制在0.02 m-1以内,弯坡段宜将弯坡组合度控制在0.25m-1以内、条件受限时应控制在0.45 m-1以内.     

高速公路S形弯坡路段自由流大货车运行速度预测模型

超速驾驶是山区高速公路S形弯坡路段大货车事故频发的主要原因,研究S形弯坡路段运行速度对大货车的安全行驶具有重要意义.根据车速与影响车速的公路线形因素抽象函数关系,确定影响S形弯坡路段车速的公路线形因素包括曲线半径、坡度、线路长度;采集监测数据和路段信息,分析S形弯坡路段大货车运行速度变化规律;建立自由流大货车S形弯坡路...     

高速公路弯坡路段小客车自由流运行速度模型研究

通过分析驾驶员在我国山区高速公路自由流状态下弯坡路段的信息采集处理过程,认为弯坡路段的平曲线曲中点前后两部分运行速度是受不同信息的影响。探讨弯坡路段车辆运行速度变化规律,用大量的实测数据建立相应的两阶段弯坡路段运行速度统计模型,为绘制运行速度断面曲线图和交通仿真提供理论基础,同时也为正在进行的《高速公路运行速度设计方法和标准》项目提供数据支持,有助于应用设计一致性理念。     

基于稳定流态下隧道与主线出入口最小净距研究

对地形及设计条件受限的山区高速公路而言,容易产生隧道出入口与主线出入口小净距路段,小净距路段的事故发生率远高于主线其他路段,成为高速公路运营管理的安全痛点。该文根据不同交通断面流率下的车头时距模型,深入研究稳定流态下车辆等待可插入间隙的行驶距离,量化净距的直接影响因素,构建车辆变道模型,进而建立隧道与主线出入口最小净距模型。最后通过VISSIM仿真建模测试,验证了研究结果的准确性和合理性。     

简易安全车距和高速公路安全视距计算模型

鉴于我国在安全行车间距方面未有明确规定,文中探讨了安全车距,对车辆的碰撞过程作了合理假设,简化了车辆制动过程,建立了安全车距的计算模型。模型中考虑了附着系数在车辆制动滑移过程中的变化,对驾驶员的制动反应时间和制动器作用时间做了合理设置,得出了不同路况、不同车速下的安全车距。最后对模型进行扩展。计算了高速公路在不同限速路段应具有的安全视距,为我国高速公路的设计提供数据参考。仿真结果与国内外数据的良好吻合验证了模型以及参数值设置的合理性。     

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%。      

某山区高速公路长下坡路段桥面铺装破坏原因分析及处治对策

山区高速公路由于受地形及造价的影响,线形指标的选用一般偏低,形成较多弯坡组合的长下坡路段下引,在重载车频繁刹车等作用下,桥面铺装很容易产生破坏。分析破坏原因,并结合实际工程提出相应对策。     

基于BP神经网络的小汽车纵坡路段运行碳排放率预测

随着高速公路里程规划和建设发展,公路行业节能减排目标的提出,如何实现对公路碳排放的控制和预测是研究的热点和难点问题之一。在广州增派公路设立试验路段进行现场行车试验,通过车载OBD设备获取油耗数据并换算成碳排放量。根据已有线形资料和路段划分,选取了弯坡路段平、纵线形9个相关参数作为影响因素,以碳排放率作为预测目标建立公路小客车弯坡路段行驶碳排放率多因素BP神经网络预测模型,进行了模型训练和预测性能检验。结果表明,所建立的BP神经网络模型在碳排放率预测方面具有较高的准确率,且其预测性能显著优于传统的多元线性回归模型。     

高速公路弯道路段车辆紧急避撞安全换道模型

针对高速公路弯道路段安全换道问题,本文中基于侧向速度正态分布拟合方法,建立了考虑人-车-路相互作用的高速公路弯道路段车辆紧急避撞安全换道模型,并依据车辆安全避撞位置关系,提出了车辆弯道换道的安全性约束条件,获得了车辆制动换道方式下的车辆最小避撞安全距离。通过与传统模型和2自由度车辆动力学模型仿真对比,结果表明,该模型能较准确地描述车辆弯道路段换道运动轨迹和计算车辆避撞最小安全距离。车辆弯道避撞安全换道模型充分考虑了人、车、路之间的协同关系,为智能车辆与辅助驾驶的研究提供了参考。     

基于 MOVES的上坡路段载重车碳排放规律研究

二氧化碳是造成温室效应的主要气体,上坡路段显著影响载重货车的碳排放。为研究上坡路段对载重车碳排放的影响特性,基于汽车动力学模型,通过计算重量功率比为148kg/kW的载重车在不同坡度路段上坡行驶过程中的瞬时速度,作为MOVES模型的基础数据,预测得到10~90km/h共9档初速度和0~8%共9个纵坡组合条件下的碳排放量数据,采用SPSS分析了坡度和初速度对碳排量的影响,建立了以坡度和初速度为自变量的载重车碳排放模型,利用该模型得到了碳排放量等高线图。结果表明:载重车上坡过程中碳排量随坡度的增加而增大,随初速度的增加而减小;载重车爬坡初速度越大,碳排量对坡度的敏感性越低,低坡度条件下碳排量对初速度的敏感性比陡坡更低;环保型的公路纵坡设计建议采用高坡度和短坡长组合。研究成果可以直观地分析纵坡和初速度对载重车碳排放的影响,指导环保型道路建设。     

基于动态风险饱和度的高速公路交通安全分析

为了反映高速公路运营安全状况，提出了动态风险饱和度理论，构建了动态风险饱和度模型和计算方法。依据路段不同交通饱和度下车辆的驾驶行为，以路段交通安全为约束，研究了跟车行驶和换道行驶2种驾驶状态下，考虑车速变化及雾天等特殊天气条件影响的路段平均最小安全车头时距计算方法，利用建立的安全车头时距与安全流量之间的转换关系，得到不同驾驶状态下的路段安全流量。在不同车辆驾驶状态切换阈值下，计算路段实际交通流量与路段安全流量的比值得到高速公路路段动态风险饱和度值。以G3高速公路某改扩建路段所在路网为例进行验证，计算得到了路网中各路段不同切换阈值下的动态风险饱和度值。动态风险饱和度随着交通饱和度的增大，呈现稳定的先增大后减小的规律，且在换道行驶状态时达到最大，在跟车行驶状态时开始下降，与现有交通安全状态分析相吻合。相较于交通饱和度，动态风险饱和度更能够反应出高速公路路段交通安全动态变化的规律。      

基于驾驶员心率增长率的山区高速长大下坡安全评价

通过实车试验,探索在长下坡路段行车影响驾驶员的心理因素,建立心率增长率预测模型。并通过实测数据对模型进行有效性验证,确立安全评价标准。研究发现：山区高速公路长下坡路段的坡度、坡长及竖曲线半径对驾驶员心理生理特征有显著影响;建立以累计坡长和曲率为自变量的预测模型,该模型能有效的预测长下坡路段驾驶员的心率增长率;心率增长率低于30%,纵坡路段安全性好,30%~40%安全性较好,高于40%较差。     

高速公路隧道出口与互通出口最小净距研究

针对高速隧道出口与互通出口净距过小时易在互通出口附近导致发生交通事故的问题,对高速公路隧道互通的最小净距进行了研究。在分析隧道互通出口净距影响因素的基础上,通过分析隧道出口与互通出口之间车辆行驶主要过程(包含明适应、车辆加速、标志判读、车辆换道过程),建立了高速公路隧道互通出口最小净距模型。对模型中基本路段和隧道出口的运行速度、明适应时间等关键参数进行了实测数据调查分析。根据互通不同出口方式和主线车道数,确定了不同车型的换道次数。采用双曲正切函数换道模型确定了换道所需距离。最后,在综合各种影响因素的基础上,提出了净距充裕和不足2种条件下的隧道互通出口最小净距的建议值。研究结果表明:高速公路隧道互通出口最小净距与路段和隧道出口的运行速度、主线的设计速度和车道数、出口形式等因素相关。     

隧道与互通出口小净距路段换道可靠性研究

为分析高速公路隧道与互通出口小净距路段在不同交通流状况下的车辆驶出概率,提出了基于交通仿真的安全换道概率模型。首先,采用VISSIM标定仿真模型并进行正交试验,获取小净距路段在不同净距长度、交通量、驶出比例、大型车比例下的交通数据,在此基础上确定瞬时交通流密度及相应车流平均速度的计算方法,构建相应的分布模型,通过K均值聚类算法研究不同速度下的瞬时交通流密度大小和出现概率;同时引入可靠度方法并利用微分法来构建车辆安全换道概率模型,综合考虑车速、车流密度、目标车道临界可插入间隙等因素的不确定性,应用蒙特卡罗仿真法搭建求解概率模型的算法,并通过MATLAB对模型进行求解;针对分流车初始位置的不同,分别得到了不同交通量、大型车比例、净距长度下的换道驶出成功率,进而研究不同交通流状况组合下的净距长度。结果表明：交通量、大型车比例、净距长度对净距路段内侧车道车辆换道驶出成功率有显著性影响,研究结果可为规范的进一步完善提供参考。     

山区高速公路长坡路段路线设计之探索

山区高速公路长坡路段路线设计不仅影响工程造价,更关乎行车安全.基于两个长陡坡典型工点的反思,从人、车使用需求的角度分析得:出长坡路段上坡方向应满足爬坡通行能力适应速度,下坡方向应保证安全制动的两个关键问题;针对现阶段超载严重、空挡下坡普遍的交通状况,综合相关研究和多条山区高速公路的实践心得,以安全、环保、经济的视角,分上下坡方向和不同交通组成,提出了长坡路段路线设计的对策及相关控制指标.