公路线形空间几何特性模型及其应用

根据高速公路线形的空间几何特性,采用高等数学几何中曲线空间曲率的计算方法,结合高等级公路平纵组合设计方法,对公路线形进行空间曲率计算,并结合运行车速方面的特征进行修正;根据修正后的空间曲率指标,以及高速公路中不同车辆运行特征、运行分布与安全的相关性分析,结合客车占有率提出了多个针对高速公路断面运行状态的空间曲率指标模型;通过数学回归,进行评价模型与道路事故率统计的相关性分析研究。结果表明:部分空间曲率指标与事故率具有较好的相关性;建立的以高速公路空间曲率为主要指标的道路安全评价模型能够为道路线形设计提供理论支持。     

基于线形指标的山岭重丘区高速公路事故预测模型

依据我国山岭重丘区高速公路几何线形和交通事故数据,建立了基于交通流量和几何线形指标的高速公路基本路段事故预测模型.首先,基于几何线形条件对基本路段进行了划分,确定了路段单元.其次,分析并确定了理想线形条件的范围,建立了理想线形条件下的基本事故率预测模型.再次,应用BP神经网络与敏感性分析相结合的方法,确定出了对事故发生有突出影响的道路纵坡、平曲线半径和直线段长度3个线形指标,并确定了上述线形指标的事故率修正系数.依据基本事故率预测模型及事故率修正系数即可进行事故预测.模型验证结果表明:该模型能够对路段单元进行事故预测,事故总体预测值与实际值的相对误差在-5.85％～-7.87％之间.     

基于几何线形指标的山区高速公路安全性评价

通过分析交通事故与几何线形的相关关系,提出了基于几何线形指标的山区高速公路路段交通安全评价方法。首先应用统计分析原理,建立了事故率与平、纵线形指标的关系模型,根据该模型确定具有不同线形条件的各类路段的基础事故率;然后利用各类路段的基础事故率,提出了单一线形的事故率系数及组合线形的综合事故率系数概念,并给出了系数计算公式和取值方法;最后利用综合事故率系数并基于统计分布原理,提出了基于几何线形指标的路段交通安全评价方法,并进行了案例分析。结果表明:该方法能够从几何线形指标的角度评估山区高速公路各路段的交通安全状况。     

基于三维地形的道路虚拟视景构建方法

以道路交通仿真虚拟场景构建理论知识为基础,运用道路线形设计软件———纬地设计新建或改建道路线形,仿真建模软件Multigen-Creator提供的API函数实现道路主体仿真模型的构建,运用地形建模软件Terrain-Vista实现道路仿真模型与地形的无逢连接,虚拟场景驱动软件VSDesign实时显示道路设计参数并实现实时仿真,解决了各软件之间数据的通用问题。提出道路虚拟视景构建方法的技术路线。     

交叉口视距的三维模型研究

AASHTO和我国城市道路设计规范CJJ37-90推荐的交叉口视距公式所采用的模型为简单的平面交叉（假设为水平相交），而在实际工程设计中存在一些线形特征较为复杂的平纵线形组合的交叉口，若直接运用规范中的视距检验公式进行安全审核将产生很大误差。为解决这一问题，建立了交叉口的三维模型：主要道路上有平纵线形组合、次要道路具有纵坡、交叉角为任意角度，并在相应的视线坐标系下确定了左右向来车的平面坐标。通过对道路表面和道路外建筑进行视线检验，确保驾驶者视线不被道路表面的任一点以及道路外建筑物所阻碍。该模型的应用面较原先的广泛，可对具有复杂线形特征的交叉路口的视距情况进行检验，从而评价道路本身及路口建筑物对行车安全视距的影响，提高交叉口范围内的行车安全保证：     

老城区道路安全改善措施优选方法

基于某老城区代表性路段几何特征和交通流特征的调查数据及相应交通事故资料,运用灰色关联分析理论确定影响因素与道路交通事故率的绝对和相对关联度,提出道路改善措施优先顺序;为验证上述分析的正确性,运用Pearson相关分析和多元逐步回归分析,建立了事故率与高相关因素之间的简单多元回归模型,利用该模型预测改善后道路安全水平。     

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%。      

高速公路连续下坡路段线形质量评价方法研究

针对高速公路连续下坡路段交通事故频繁发生,而设计规范对该类路段线形设计又没有制定特别标准的状况,通过分析高速公路连续下坡路段线形指标的特点构造线形质量评价参数,通过收集国内多条高速公路10个连续下坡路段的线形几何指标、交通事故数、交通量等数据,应用统计分析方法,建立了连续下坡路段线形评价参数与亿车公里事故率之间的关系模型,通过分析线形评价参数与亿车公里事故率之间关系曲线的拐点及事故多发的阈值,确定了线形质量评价参数的行车安全区间,为高速公路连续下坡路段线形设计提供指导。     

连续下坡道路事故率与纵面参数关系研究

为研究连续下坡道路的纵坡坡度、坡长与事故率的关系,采集了6条连续下坡路段的事故数据和纵面线形参数,选取事故地点坡度、事故地点向上坡方向长度为N(N=1,2,3,4,5 km)的平均坡度为纵面参数,绘制散点图观察不同纵面参数对事故率分布的影响,并对事故率与各纵面参数进行指数回归和相关性分析.结果表明:事故率与平均坡度呈指数上升关系,与不同纵面参数之间的相关性差异是显著的;连续下坡道路某点的事故率取决于该点向上坡方向2～3 km路段的平均坡度.     

基于标准通行能力的山区高速公路特殊路段线形安全评价研究

为了给道路线形质量提供检核依据,在定义了特殊路段的基础上,根据车辆运行的特征,利用流量与车速的关系建立了特殊路段实际通行能力的理论分析模型。将道路按照"平纵线形+结构物类型"的原则进行分段,通过实测代表断面的车速与交通组成计算了不同路段的实际通行能力,并根据交通组成将其标准化,得出了特殊路段线形与标准通行能力的预测模型。以相邻路段标准通行能力的差△C作为路段线形安全性评价的指标,并根据其与运行车速差的关系得到了线形安全等级划分的临界标准。结果表明:在隧道与弯坡段,使用标准通行能力指标评价线形安全性比使用运行车速指标的结果与事故的相关度更高,可弥补传统运行车速评价模型不能考虑道路类型的不足。     

山区高速公路几何线形与事故率关系研究

利用山区高速公路几何线形与交通事故数据,对平、纵及其线形组合与事故率的关系开展研究,建立了直线段长度、平曲线半径、平曲线偏角、纵坡坡度、竖曲线半径等单一线形指标与事故率的量化关系,在此基础上分析了直线接平曲线路段、纵坡和平曲线组合路段、平曲线与竖曲线组合路段、断背曲线路段、凹凸竖曲线组合路段的事故率,最后对多重线形组合路段的事故率进行了对比分析。研究成果对提高山区高速公路的交通安全水平以及基于交通安全需求优化几何线形设计成果等具有一定的借鉴意义。     

高速公路交通事故非线性负二项预测模型

以京港澳高速公路（G4）粤境北段3年发生的1 354起交通事故为研究对象,将基础数据根据路段长度一致、曲线半径一致和坡度一致划分路段单元对基础数据进行处理,从道路线形和环境条件2个方面选取13个自变量,分别采用负二项（Negative Binomial,NB）回归模型和非线性负二项（Nonlinear Negative Binomial,NNB）回归模型建立交通事故起数预测模型,根据模型的拟合优度和预测准确性对比分析负二项回归和非线性负二项回归模型的优劣,并找出影响交通事故起数的显著自变量,分析显著自变量对交通事故起数的影响程度。研究结果表明：无论采用上述何种路段划分方法,非线性负二项回归模型构建的交通事故起数预测模型均优于负二项回归模型;采用坡度一致划分方法明显优于路段长度一致和曲线半径一致划分方法,更适合应用于山区高速公路交通事故数预测研究;从显著变量相关性来看,路段长度、相邻路段坡度变化值、弯坡组合、曲率、是否存在隧道路段以及是否为易结冰和起雾路段均是非线性模型的显著影响因素。     

道路改造纵断面线形拟合

该文对适用于道路改造纵断面设计线形拟合的数学模型进行了探讨,提出了利用计算机进行道路改造纵断面线形设计的方法。     

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。     

我国双车道公路普通路段路侧事故预测模型研究

针对双车道公路路侧事故的各种影响因素,建立适合我国国情的双车道公路路侧事故预测模型,探索双车道公路路侧事故的分布规律。研究中根据我国双车道公路两侧用地情况,把公路划分为普通路段、村庄路段和交叉口路段,并对普通路段进行了路侧事故预测模型研究,主要内容包括普通路段的划分、路侧事故的定义、路侧危险度的划分、模型的结果自检验以及应用检验等等。研究结果表明交通量、货车比例、平曲线用长度加权的弯曲度、所在地域对路侧事故率的高低有较大影响,模型验证结果表明路侧事故预测值和实际值呈现一致性。     

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。     

山区公路小半径弯道路段事故严重度影响因素及其异质性比较分析

为分析影响山区公路小半径路段典型事故的严重程度的相关因素及其异质性效应，基于某山区双车道公路1 067起交通事故数据，从驾驶员、车辆、道路和环境4个方面选取15个潜在特征变量，采用二项Logit模型和随机参数二项Logit模型，分别构建小半径弯道路段上追尾碰撞、正面碰撞和侧面碰撞3类典型事故的严重度分析模型，分析3类典型事故严重度的显著影响因素，并采用边际弹性系数量化分析影响因素的作用强度。结果表明，小半径弯道路段上不同形态事故的严重度影响因素存在明显差异:①追尾碰撞严重度的显著影响因素依次为摩托车、夜间、弯道转角、驾驶员年龄、季节，摩托车和冬季分别是服从(2.716.1.5642)和(-1.495，2.1162)正态分布的异质性影响因素，导致发生伤亡事故的概率为95.72%和23.58%；②正面碰撞严重度的显著影响因素依次为货车、摩托车、驾驶员超车、弯道转角和弯道长度，货车导致其伤亡事故概率增加108.8%，摩托车和弯道长度分别是服从(6.941，9.9012)和(-0.004，0.0032)正态分布的异质性影响因素，导致发生伤亡事故的概率为76.11%和9.18%；③侧面碰撞严重度的显著影响因素依次为摩托车、驾驶员年龄及弯道有接入口，摩托车和接入口分别是服从(5.211，5.1112)和(-1.408，2.1462)正态分布的异质性影响因素，导致发生伤亡事故的概率为88.87%和25.47%。④与传统二项Logit模型相比，追尾碰撞、正面碰撞和侧面碰撞的随机参数二项Logit模型的拟合优度分别提高了2.85%，4.15%，6.76%，且定量捕捉了异质性影响因素，更适用于事故严重度的精细化分析。      

高速公路隧道(群)风险特征点的临界安全车速及其应用研究

考虑高速公路隧道(群)各风险特征点的行车风险变化规律,对隧道(群)进行空间区段的划分,提出6个典型风险特征点;根据行车制动风险模型,分析隧道路段风险影响要素,如车辆初始速度、驾驶员反应时间、路面摩擦因数及道路纵坡坡度,给出了不同长度类型隧道(群)、不同时间、不同路面型式及灾害性天气下4个风险影响要素的取值;通过分析和对比理论计算结果,得到了隧道(群)各风险特征点在自由行驶状态和跟驰状况下的临界安全车速变化规律,进而得出各点的临界安全车速。结果表明:提出的隧道(群)风险特征点处的临界安全车速,能够为隧道运营安全管理提供理论依据。