"二十四道拐"盘山公路事故预测分析

应用IHSDM安全评估软件,对"二十四道拐"盘山公路全线进行事故预测,并预测1944年改善工程前"第21拐"、"第22拐"路段与改善后对应路段发生事故的概率,以评价"二十四道拐"盘山公路的行车安全性及验证改善工程的合理性。预测结果发现"二十四道拐"盘山公路1940年至1945年5年的时间内共发生4.02起事故,其中68%的事故类型为"仅财产损失";在1944年改善工程调整"二十四道拐"盘山公路的"第21拐"、"第22拐"后,对应改善路段总预测事故起数降低了10.5%,且发生"死亡、严重受伤事故"的概率降低了14.3%,第4拐事故率降低了14.6%,第5拐事故率降低了38.8%。研究表明:"二十四道拐"盘山公路发生事故的概率较低,且事故损伤严重程度较轻;改善工程取消半径较小S型曲线后,行车安全性有所提高。可见,修筑于战时环境下的"二十四道拐"盘山公路线形设计基本能满足当时交通运输的行车安全性,其独特的线形设计也为现代山区公路的修建提供设计启示与技术参考。     

高速公路车辆轨迹摆动特征与小客车道宽度研究

为明确车辆在高速公路车道保持阶段行驶过程中的轨迹横向摆动行为特征,利用高速公路无人机航拍的车辆轨迹数据集,基于车辆位置坐标提取行驶轨迹和速度,计算车辆在自然驾驶状态下的轨迹摆动特征指标,包括轨迹横向摆动的幅度和在摆动周期内的纵向行驶距离,分析不同车型的速度分布特征,研究行驶速度和车道位置对车辆轨迹横向摆动指标的影响。结果表明,尽管小型车和大型车的车身尺寸和动力性能存在显著差别,但两者的轨迹摆动幅度在整体上基本相同,两种车型的摆动幅度平均值分别为0.587 m和0.560 m,摆动周期内的行驶距离分别为252.95 m和251.99 m;车辆轨迹的横向摆动幅度对速度变化不敏感,不会随速度增加而增大,在高速条件下趋于平稳甚至下降,同样,摆动周期内的行驶距离与行驶速度之间未见显著相关性;不同的车道位置对轨迹摆动行为有一定影响,对小型车而言,车道位置由内向外变化时,轨迹摆幅有一定的增加趋势,而大型车的轨迹摆幅则是中间车道最小;国内高速公路车辆轨迹摆幅略高于德国HighD数据集的分析结果,但整体上非常接近;根据车辆轨迹的横向摆动幅度特征,可以确定高速公路小客车专用车道(或是小客车专用高速公路)的...     

基于时域卷积网络与注意力机制的车辆换道轨迹预测模型

精准的车辆轨迹预测模型可以为自动驾驶车辆提供其周围车辆的准确运动状态信息,进而判断本车与周围车辆短期内是否有发生冲突的可能性。本文提出一种基于时域卷积网络与注意力机制(Temporal Convolutional Networks with Attention mechanism,TCN-Attention)的车辆换道轨迹预测模型。该模型以时域卷积网络作为当前输入的特征提取器,利用时间与空间注意力机制使模型在不同时间和空间位置之间建立动态关联,更准确地捕捉车辆之间的动态时空相关性,实现准确预测车辆换道轨迹。与传统单一车辆轨迹特征输入不同,本文通过对输入特征进行多维扩充与融合,进一步提高了轨迹预测准确率。此外,本文提出一种换道执行起止时刻定义方法更准确地确定数据集中的换道起止时刻。实验表明,本文所提模型能以高准确率预测变换车道轨迹,在整体效果上优于其他深度学习模型,与ConvLSTM (Convolution Long Short-Term Memory)相比,TCN-Attention的平均绝对误差(Mean Absolute Error,E_MAE)降低了69.8...     

高速公路改扩建期间强制变道行为驾驶模拟的有效性研究

为了验证驾驶模拟技术应用于高速公路改扩建期间施工路段强制变道行为分析的有效性,开展了实车驾驶和驾驶模拟2种实验.首先,采集车辆的速度和位置信息,计算了强制变道的断面车速v、特征断面间距Δd和特征断面时距Δt等行为指标;然后,分别采用非参数统计方法与回归模型来检验各行为指标的绝对有效性与相对有效性.结果表明:驾驶模拟技术能有效地应用于高速公路改扩建期间强制变道行为分析;变道开始断面的车速、越线点与施工路段起点之间的间距和时距、变道结束点与施工路段起点之间的间距和时距均显示出驾驶人在驾驶模拟环境中具有更激进的驾驶行为.     

计及安全性与舒适性的智能车辆换道轨迹规划研究

针对当前智能车辆在换道过程中的安全性以及乘员舒适性问题,本文提出一种基于风险场评估轨迹的二次筛选方法。首先,在Frenet坐标系下,将车辆运动解耦为横向和纵向两个维度,基于五次多项式生成所有横向d-t曲线簇和纵向s-t曲线簇;其次,由车辆的动力学特性和三圆碰撞模型设计轨迹初筛评价函数,选取合格轨迹作为候选轨迹;最后,参考人工势场理论的思想,引入行车过程中风险场的概念,根据换道效率,换道风险值和横、纵向冲击度建立总损失函数评价候选轨迹以进行二次筛选,选取最佳轨迹并完成可视化。为检验算法的可行性,通过搭建双车道的道路环境,设计障碍车不同速度和加速度的多场景进行弯道换道的仿真验证。研究结果表明,本文所提算法能够满足换道的安全性和舒适性需求。同时,在正常换道场景下,乘员在换道过程的97.5%时间处于舒适状态,在紧急避障场景下也能达到平衡安全性与舒适性的目标。     

道基不均匀分布下通用机型轮载对机场道面力学性能影响研究

为研究道基水平方向不均匀分布对机场道面板力学性能的影响,建立飞机荷载-道面结构-不均匀道基三维模型,采用数值模拟方法分析多板协同受力模式下基顶反应模量变化对道面板弯拉应力影响,探讨通用机型(空客A320和波音B737-800)轮载作用时基顶反应模量变化和道面板厚度对道面板力学性能以及接缝传荷系数的影响,同时基于缩尺试验对数值模拟结果进行验证。研究结果表明：对于A320机型,当道基水平不均匀分布时混凝土板弯拉应力增大,基顶反应模量变化率由0%增加至65.46%时,轮载作用于传力杆接缝板边时道面板弯拉应力由4.06 MPa增加至5.73 MPa,超过极限弯拉应力;增加板厚能够有效地提升刚性道面板受力安全时基顶反应模量变化率的取值范围;道面板接缝传荷系数随着基顶反应模量变化率的增加而增大,基顶反应模量变化率从6.84%增加至56.30%时,道面板传荷系数增加2.44%;室内缩尺试验验证了道基不均匀分布对传荷系数的影响规律。在道面板设计时,应充分考虑道基水平方向不均匀分布对道面板力学性能的影响,避免在服役期间过早出现结构破坏。