几何设计对快速路立交匝道行车安全性的影响

由于城市快速路转向交通流量大、线形设计标准低,快速路立交匝道成为交通事故的多发点。利用上海市快速路3年事故数据和交通流量检测数据,以上海市浦西地区快速路立交匝道为研究对象,根据车辆在匝道上的行驶特征以及车辆交互特性,将立交匝道划分成出口段、衔接段和入口段及左转匝道、右转匝道等5个研究单元,针对各单元分别建立负二项模型分析匝道几何设计及其组合参数、交通流特征对于安全的影响。结果表明,出口段及入口段的安全性与几何特征的联系较为紧密;迂回式左转匝道相较于右转匝道受几何线形影响大;流量越大、长度越长,事故风险越高,但出口段的长度与事故发生呈负相关关系;出口处为直线、入口处存在长直下坡路段、入口处线形与主线差异大的立交匝道安全性差;迂回式左转匝道上存在过小半径曲线,特别是将小半径曲线设置在出口处,会极大增加事故几率。     

互通式立交单车道出口小客车运行速度模型

为确定高速公路互通式立交单车道出口小客车运行速度特征和运行速度值,确保车辆在衔接段运行速度协调可控,使车辆安全运行,在分析高速公路互通式立交单车道出口小客车运行速度实测数据的基础上,得出车辆在出口处的运行规律。采用链式开普勒雷达测速仪对出口小客车速度进行实时采集,选取8条匝道特征点(渐变段起点、分流点与小鼻点)处自由流状态下的小客车速度作为分析样本,采用K-S检验对所取样本进行正态分布检验,在满足检验要求并分析渐变段和减速段速度及加速度特性后,确定自变量参数,最后利用SPSS软件进行回归,分别建立了小客车在分流点及小鼻点处运行速度预测模型,并采用4条匝道数据对模型进行了验证。结果表明:分流点处车辆运行速度随渐变段起点速度增大而增大,随渐变段长度增大而减小;小鼻点处车辆运行速度随渐变段起点速度增大而增大,随渐变段长度、渐变段长与减速段长之比r的增大而减小;预测模型通过了回归等式及回归参数的显著性检验和相对平均误差检验,模型预测值与实测值的相对误差平均值均小于10%,建立的回归模型满足精度要求。     

基于运行速度的互通立交出口匝道设计适应性评价研究

为了打破仅以设计速度作为互通匝道设计依据的传统设计理念,引入运行速度模型,利用汽车行驶中的横向力系数大小对汽车行驶状态进行科学评价,对大货车和小客车在出口匝道的行驶状态分别评价,从而为互通立交出口匝道设计提供参考依据.     

面向公路智能预警系统效用评价的驾驶模拟实验设计

随着智慧交通的发展，高速公路利用智能预警系统提升多因素影响高原山区高速公路互通立交区进出匝道的通行安全性与通畅性。为进一步评价预警系统的有效性，研究设计了驾驶模拟仿真实验，通过搭建典型低能见度天气下的虚拟场景的道路、交通、环境和交通流，通过驾驶模拟器、无线生理仪和眼动仪等设备采集驾驶员的驾驶行为和生理心理数据，通过不同场景的模拟仿真，对不同预警系统应用条件下的驾驶行为的变化进行分析。实验招募了50名驾驶人完成共12个互通立交进出口匝道场景的闭环虚拟仿真实验，利用实验设备采集了速度、加速度、皮电、心率以及注视扫视等数据，通过统计分析驾驶人在不同能见度、进出口匝道以及有/无预警系统的场景中的驾驶行为数据和生理心理数据，为预警系统的有效性分析提供定量化的评价。实验结果表明，预警系统能够有效提高驾驶人的驾驶安全性；此外，对比互通匝道预警系统对不同驾驶经验的驾驶人的影响，发现对驾龄>10年的驾驶人的警示效果更好。     

互通立交匝道运行速度预测模型

匝道是互通立交的重要组成部分,基于运行速度的匝道设计理念是目前公路及互通立交一种新的设计思路。文中以互通立交匝道小型车辆的运行速度为主要研究目标,通过分析互通立交匝道运行速度的影响因素,制订了正交试验方案,运用车载高精度GPS设备,采集了北京市4座互通式立交共14条匝道车辆连续运行速度数据。按照车辆在互通立交匝道上的运行速度特性将匝道分为3段,即减速段、匀速段、加速段,构建互通立交匝道各个分段运行速度与影响因素之间的预测模型,并对预测模型进行了验证。     

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。     

喇叭形互通立交行驶安全性与舒适性仿真研究

选择重庆九龙坡至永川高速路段的来凤立交进行虚拟实验,目的是研究车速和匝道半径大小对行驶舒适性与安全性的影响,并依据实验结论对来凤立交提出合理限速与设置安全性设施。首先使用纬地三维道路设计软件对来凤立交进行立交复现,然后依据实车实验,利用Carsim车辆动力学软件对车辆进行建模指导。研究得出如下结论:(1)横向加速度在缓和曲线和圆曲线上的峰值随着车速的增加而变大,考虑行驶安全性与舒适性,给出了行车速度建议,匝道A、B建议车速为50km/h以内,匝道C建议车速45km/h,匝道D限速35km/h,并针对每一条匝道提出安全性建议;(2)增大匝道半径有利于提高行车安全性与舒适性,但是具体半径值还需要结合实际情况;(3)针对匝道C、D,研究车速与匝道半径耦合效应下对横向加速度的影响,车速与半径对匝道D上的横向加速度影响程度都很大,而匝道C上的横向加速度主要受车速影响。     

B型喇叭立交环形匝道线形安全性设计探讨

通过分析车辆在B型喇叭立交环形匝道上的交通特性,提出了B型喇叭立交环形匝道线形指标的取值范围(如设计速度、平曲线半径等);通过分析B型喇叭立交安全运行的影响因素,总结了六种提高B型喇叭立交运行安全性的措施;最后建议B型喇叭立交环形匝道宜采用水滴形卵形曲线来布设,并结合实例阐述了该方法在B型喇叭立交设计中的具体应用。     

粉房湾长江大桥及引道工程总体设计

粉房湾长江大桥及引道工程是连接江津与重庆主城区的快速通道,全长6.066 km.根据项目所处位置建设条件、技术标准,将该通道设计为由1座长江大桥、2座长隧道、3座立交共6个节点工程相互连接构成的道路.6个节点依次为:粉房湾长江大桥主桥采用双塔双索面钢桁梁公轨共用斜拉桥结构,津西立交采用迂回式四路交叉立交,艾坪山隧道采用小净距+分离式的组合式隧道(双向4车道)、江洲立交采用定向匝道和环形匝道互相组合的五层组合式立交、打雷嘴隧道采用连拱+小净距+分离式的组合式隧道(双向6车道)、小塆立交采用单喇叭+部分子叶式复合单喇叭组合完全互通立交.该项目全线考虑轨道通道,长江大桥与隧道采用公轨共建预留.     

车道变换模型确定互通式立交最小间距的探讨

该文分析了交通量、互通式立交相邻侧构造、交织段、司机驾驶、交通标志布置以及经济、地区7个因素对互通式立交间距的影响。根据立交间距的定义,采用匝道切线长和变速车道长度确定构造长度;采用车道变换模型、交通标志布置以及满足主线无交织运行的距离确定立交净距。最后,提出了主线设计速度80 km/h的互通式立交最小间距。     

螺旋匝道和螺旋桥的小客车行驶速度特征

为明确螺旋匝道和螺旋桥处的驾驶行为模式和汽车运行特征，在涪陵长江一桥、乌江二桥、重庆融侨大道和涪陵金凯环形高架4处地点开展螺旋匝道实车试验，用车载仪器采集自然驾驶状态下的汽车连续行驶轨迹、速度以及周围行驶环境等信息。基于自然驾驶数据，研究螺旋匝道范围内的速度变化模式、幅值特性以及影响因素。研究结果表明：单车道螺旋匝道的速度变化模式多样化，双车道螺旋匝道的行驶速度在整体上维持稳定，匝道范围内的连续升坡和降坡并未导致速度出现趋势性衰减和趋势性升高；螺旋匝道并入主线时，驾驶人在合流鼻之前有明显的、共性的减速行为，这与现行设计标准中的设计假定相反；除涪陵长江一桥之外，其余3处都是下行速度低于上行速度；螺旋匝道设计速度越低，实测速度与设计速度之间的偏离越严重，并且速度幅值离散化，因此不建议使用20 km·h^-1的匝道设计速度；螺旋匝道运行速度与匝道半径成正相关。     

左转圆曲线处避险车道流出角与引道设置

为了给设置于左转圆曲线处的避险车道流出角与引道长度设置提供参考,针对山区高速公路广泛采用的9.0 m宽制动床避险车道,考虑左转圆曲线半径和驶入速度的影响,进行了不同流出角度与引道长度的驾驶仿真试验研究。采用UC-win Road 9.0驾驶仿真平台,获取了不同场景下16名男性B照驾驶人由主线驶入紧急避险车道过程中的车辆运行特征数据。采用拟合回归的方法,分析了圆曲线半径和驶入速度对方向调整时间、最小转向半径、方向盘转角幅值、方向盘转角频率的影响,建立了各指标与圆曲线半径的定量回归关系模型,并对比了主线为直线时的试验结果。采用二阶聚类的方法对不同圆曲线半径条件下的引道与流出角度的设置水平进行分类,获取了适宜设置避险车道的初步条件。根据车辆的行驶稳定性,确定了左转圆曲线处避险车道流出角与引道的设计标准。研究结果表明：左转圆曲线处避险车道的流出角受圆曲线半径的影响,引道长度受圆曲线半径与驶入速度的影响;主线半径1 000 m及以上,流出角0°~5°,引道为6 s设计行程,流出角5°~10°,引道为9 s设计行程;条件困难时,紧急避险车道可设置于半径600~1 000 m的曲线处,流出角0°~5°,引道为9 s设计行程,流出角5°~15°,引道为12 s设计行程。     

大型立交交通噪声污染特性分析

针对交通建设项目环境影响评价中对大型立交的交通噪声污染特性分析不够系统和深入的问题,从占地面积、通行能力、行车速度、匝道转弯半径、车辆行驶状态等方面分析了大型立交的特性,从车流密度、速度、车型和行驶工况、路面材料、纵坡、距离、障碍物等方面分析了大型立交交通噪声的影响因素,提出了大型立交交通噪声具有立交位置和规模不同交通噪声影响不同、单车噪声相对较小、需要考虑加速和减速噪声、噪声声源复杂等特性。     

匝道超高合理取值方法探讨

阐述互通匝道中超高取值的问题,根据匝道功能,确定汽车在匝道上实际运行车速。根据实际运行车速来确定匝道超高值,达到匝道安全、舒适行车的要求。     

上海市架空线入地与合杆整治工程评价研究

立体交叉在城市交通系统中起着举足轻重的作用,是城市道路网络的关键节点。匝道作为立体交叉不可缺少的组成部分,其设计合理与否,直接关系到立交功能的发挥、行车的安全畅通、营运的经济和工程的投资等。北京经济技术开发区现状太和东桥为一双苜蓿叶式的部分互通立交,以对该立交增设转向匝道实现节点的全互通为例,通过对现况条件的梳理、对规划方案的解读、对项目功能的理解以及对设计方案的推敲,直至最终确定设计方案,将该立交增设两条左转转向匝道的设计方案分别进行分析比较、归纳总结,以为相关类似工程提供经验和参考。     

Drowsy behavior detection based on driving information

Drowsy behavior is more likely to occur in sleep-deprived drivers. Individuals’ drowsy behavior detection technology should be developed to prevent drowsiness related crashes. Driving information such as acceleration, steering angle and velocity, and physiological signals of drivers such as electroencephalogram (EEG), and eye tracking are adopted in present drowsy behavior detection technologies. However, it is difficult to measure physiological signal, and eye tracking requires complex experiment equipment. As a result, driving information is adopted for drowsy driving detection. In order to achieve this purpose, driving experiment is performed for obtaining driving information through driving simulator. Moreover, this paper investigates effects of using different input parameter combinations, which is consisted of lateral acceleration, longitudinal acceleration, and steering angles with different time window sizes (i.e. 4 s, 10 s, 20 s, 30 s, 60 s), on drowsy driving detection using random forest algorithm. 20 s-size datasets using parameter combination of accelerations in lateral and longitudinal directions, compared to the other combination cases of driving information such as steering angles combined with lateral and longitudinal acceleration, steering angles only, longitudinal acceleration only, and lateral acceleration only, is considered the most effective information for drivers’ drowsy behavior detection. Moreover, comparing to ANN algorithm, RF algorithm performs better on processing complex input data for drowsy behavior detection. The results, which reveal high accuracy 84.8 % on drowsy driving behavior detection, can be applied on condition of operating real vehicles.     

Optimal Control Model Applications and Field Measurements with Respect to Car Driving

The well-known optimal control model has been applied only rarely to car driving, although its structure suits the modelling demands of driving by allowing for a multitask application and providing possibilities for the evaluation of driving in terms of supervisory control. Two series of Supervisory Driver Model predictions are stated for lateral position control in a straight driving scenario with disturbances generated internally by the driver. The first series of model calculations predicts lateral position variations and the time that a driver's vision can be occluded during the observation and control of different combinations of display variables (lateral position, lateral speed, yaw rate, lateral acceleration and yaw acceleration). The second series of predictions concerns two extreme sets of display variables in relation to driving speed and driving experience. Model predictions for the observation and control of all display variables give occlusion times which correspond with data from instrumented car studies with experienced drivers. However, with exclusive observation and control of the lateral position cue, predicted occlusion times are less than found in experimental results of inexperienced drivers. It is suggested that inexperienced drivers are also controlling yaw rate and/or both acceleration cues.     

基于LightGBM的驾驶人风险感知能力判别方法

碰撞风险与风险感知能力有关, 为准确评估驾驶人风险感知能力, 设计考虑危险源个数与类型的驾驶模拟试验, 采集危险场景下的驾驶人驾驶行为与眼动特征等数据。利用Mantel-Haenszel检验分析危险源因素、驾驶人个人特性在不同风险感知水平人群下的差异性, 借助Spearman相关性分析探索驾驶行为、眼动特征与风险感知能力之间的关系。结果表明: 危险源个数、类型与风险感知能力负相关。驾龄、车速、纵向加速度、刹车深度、制动反应时间及位置等与风险感知能力显著相关。风险感知能力迟钝的驾驶人车速偏高且加速度更大, 刹车深度更深, 从发现危险事件到采取行动需要更多的反应时间。构建综合风险感知能力评价指标集, 借助Random Forest算法对特征进行重要性排序, 在此基础上利用LightGBM算法建立驾驶人风险感知能力判别模型, 分析不同特征个数输入对模型性能的影响。结果表明: 与SVM和AdaBoost等算法相比, 基于LightGBM算法的模型F1值达到86.07%, 精度为86.14%, 可以有效地对不同风险感知等级的驾驶人进行分类。      

2车碰撞事故下5座乘用车乘员死亡风险分析

为探究5座乘用车乘员在2车碰撞事故下的死亡风险,研究了6种单一特征变量对乘员致死率的影响,进而基于二项Logistic回归模型分别对单一特征变量和组合特征变量进行显著性分析。通过9种常用的分类算法,结合网格搜索的调参方法,以F1为衡量指标选出相对较优的3种分类算法,即投票分类器、梯度提升及决策树,来构建多特征组合下的死亡风险预测模型。研究结果表明:①单一特征变量中行驶方向、路段类型、碰撞对象、乘坐位置对乘员死亡有显著影响。其中,异向行驶的车辆碰撞与同向行驶相比,乘员的死亡风险增加72%;非高速交叉路段与高速路段相比,乘员的死亡风险降低69%;碰撞对象为商用货车、商用客车的乘员死亡风险分别是乘用车的5倍和3倍,若在非高速非交叉路段发生碰撞则乘员死亡风险升至8倍左右,若在高速路段则高达15倍左右;相对于驾驶位乘员,副驾驶位乘员的死亡风险增加70%,且该位置乘员的死亡风险在高速路段会升高到驾驶位乘员的近4倍;②碰撞对象和路段类型是影响乘员死亡情况的主要特征变量;③由模型的预测结果可知:5座乘用车的正面或后面与商用货车在高速路段或非高速非交叉路段发生碰撞,乘员的死亡风险高于生存几率。      

Impacts of freeway speed limit on operation speed of adjacent arterial roads

Speed limit is one of the essential factors associated with roadway safety. Spillover effect is the tendency of drivers to drive at a higher speed on relatively lower-speed non-freeway roadways after exiting higher-speed freeways. Speed studies were conducted on urban arterial roads with speed limits of 45 mph - all adjacent to freeways with speed limits of 55 mph and 70 mph. A comparison of speed differences between motorists who exited the freeway and those who were already driving on the arterial road was performed. Results showed that the mean speed and 85th percentile of passenger cars on arterials adjacent to 55 mph freeway were 47.3 and 51.1 mph, respectively, while the mean speed and 85th percentile of passenger cars on arterial adjacent to a higher speed 70 mph freeway were 49.5 and 53.4 mph, respectively. Differences in the mean speeds between vehicles exiting from freeways and vehicles already driving on the arterial road were observed at all four sites evaluated. This paper provides researchers, policymakers, and engineers with a better understanding of the effects of speed spillover on adjacent roads when determining whether to increase the speed limit on freeways.