纵断面自动设计与优化技术研究

为解决改建公路设计中路线纵断面设计比选和优化等问题,开发研究出以遗传算法为基础的、应用于公路路线纵断面自动设计与优化的技术。该技术对旧路改扩建工程纵断面的拟合调整和方案优化更具优势。为此,从理论方法、工程需求、设计实践出发,全面介绍该技术的特点和性能。     

适应6轴铰接列车动力性的高速公路最大纵坡坡度和坡长

针对当今中国高速公路货运主导车型6轴铰接列车以满载状态在相同纵坡条件下行驶时, 其性能差于《公路工程技术标准》 (JTG B01—2014) 中纵坡设计代表车型的问题, 采用典型平路试验和实际道路试验相结合的方法, 获得了该主导车型的发动机使用外特性曲线, 分析了试验车发动机转矩、功率与发动机转速的关系; 依据汽车行驶受力方程, 建立了该主导车型在各个挡位下的坡度与车速的关系曲线, 确定了不同纵坡坡度时, 发动机全负荷状态下车辆稳定行驶的最大平衡速度, 获得了该主导车型的加速性能曲线和减速性能曲线, 提出了符合中国当前货运车型变化的高速公路上坡方向纵坡坡度、坡长等主要控制指标。研究结果表明: 相比于《公路工程技术标准》 (JTG B01—2014), 在相同纵坡条件下, 由于主导车型比功率的降低, 其平衡速度较标准中纵坡设计代表车型对应的平衡速度降低了20%~30%, 且适应其动力性的最大纵坡坡度比标准中规定的纵坡坡度小50%, 因此, 中国当前主导货运车辆动力性能不适应高速公路纵坡条件; 根据6轴铰接列车在不同纵坡上的加减速特性, 满足6轴铰接列车爬坡需求的最大纵坡坡长随坡度的增大而降低, 且降低幅度逐渐增大, 最大降幅达到60%。      

基于高频高精度定位信息的车辆轮廓冲突瞬时预测方法

车辆避撞预警系统是高级驾驶辅助系统（ADAS）研究的关键内容，也是降低道路事故率的有效途径。目前，车辆避撞预警的一般实施途径是通过在车辆上布设多元传感设备进行相对间距检测，并通过智能算法对碰撞条件进行判断。但由于该方法存在传感设备成本高昂、受环境噪声影响大等缺点，应用条件仅局限于单车智能。基于此，在卫星导航、车路协同技术快速发展的背景下，提出一种依托北斗高精度定位技术，利用车载终端获取高频（5 Hz）、高精度（厘米级）车辆定位数据进行车辆避撞预警的方法，该方法立足车路协同角度，构建包括路侧北斗连续运行参考站系统、车路通信系统、车载定位预警终端的车辆避撞预警体系，并建立基于实时位置信息的车辆轮廓冲突瞬时预测模型。为验证模型可靠性，设计动、静态试验对定位精度进行验证，并在西安绕城高速约7 km试验路段开展3次实车试验，共采集约6 000个有效样本数据对轨迹预测精度进行评估。研究结果表明：静态条件下，用于评价定位精度的圆概率误差C_EP50，C_EP95分别为1.51，3.24 cm；行车速度为80~100 km·h^-1条件下，通过2 317组数据对比分析，采用车载定位设备与成熟产品天宝接收机（亚米级精度）获取的定位数据的误差均值为1 cm，标准差为1.38 cm；行车速度为80~100 km·h^-1条件下，定位数据的真实值与预测值的横向误差标准差可达厘米级，纵向误差标准差可达分米级，该级别精度可满足车辆避撞短临预警要求。     

HEAD系统的平面线形设计

以回旋线问题的解决为基础，以积木法、交点法、控制法、参数法及移法等设计方法为主线，全面介绍ＨＥＡＤ系统在公路平面线形设计中的特点。     

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。     

高速公路空间视距检测技术研究

在公路行车视距概念的基础上,提出公路运行视距和空间视距的概念,研究利用空间两点通视原理计算分析空间视距的方法,进而基于计算机虚拟仿真技术实现空间视距检测。提出利用设计视距、运行视距与空间视距3种视距对比分析发现视距不足的方法,为公路行车安全评价分析提供依据。