基于车辆速度与轨迹特征分析的示警桩应用效果评估

我国在低等级公路建设、养护中因地制宜应用了一些低造价、非标准的安全防护设施。一种低强度水泥混凝土材质的示警桩即是其中的一种,其在我国低等级公路上广泛设置于路侧用以警示或诱导。示警桩使用的历史至少20年,但其并没有经过应用效果评估。本文结合低等级公路安全改善工程,通过实地观测对比分析了施工前后机动车运行速度和行驶轨迹的变化特征,对其进行了定性和定量化评价,并提出现有示警桩设置的优化建议,为我国低等级公路安全改善提供理论支持。     

基于仿真的公路视错觉减速标线效果对比研究

在分析目前国内外研究和应用较多的几种视错觉标线类减速设施减速机理的基础上,运用VC＋＋编程环境和DirectX技术建立了公路减速标线仿真实验系统,针对GB5768-2009《道路交通标志和标线》中推荐的行车道纵向和横向减速标线进行了减速效果验证及标线参数优化,并进行了行车道纵横向减速标线、鱼刺形减速标线和梳齿形减速标线减速效果仿真实验。结果表明,在同等道路环境条件下,各类标线中相邻标线间距相同时,鱼刺形减速标线和梳齿形减速标线能获得相对较好的减速效果。     

横断山区高速公路长大下坡路段安全评价及改善措施

以横断山区高速公路连续长大下坡路段为例,基于货车温升控制的长大下坡安全评价方法,分析了缓坡、超载及强制停车区对货车安全运营的影响。结果表明,连续长大下坡路段上部设置缓坡对货车制动鼓降温效果不明显,中下部路段缓坡降温效果较好,中下部缓坡越长降温梯度越大;采用均匀纵坡比陡缓相间的纵坡设计更利于行车安全;货车超载将大幅提高全路段制动鼓温度,应严格控制;提出在制动鼓温度超过200℃路段适当位置设置避险车道、增强路面抗滑性能及桥梁护栏防护等级,增设长大下坡余长提醒标志、隧道出入口过渡路段视线诱导及安全警示等措施的建议。     

西部山区低等级公路避险车道的设计思路

由于受地形条件影响和建设资金的制约,山区低等级公路(主要是三、四级公路)在克服高差展线时,不可避免的会形成连续长、陡下坡路段,给驾驶安全带来很大隐患。通过对国内外已建成项目经验分析,在山区公路上设置一套或多套合理的避险车道系统,可以有效减少由于长、陡下坡导致的制动故障,对提高公路交通畅通率、保障交通参与者生命财产安全具有重要的意义。文章以四川省九寨沟县漳扎镇至大录乡公路恢复重建工程为例,首先对避险车道系统位置的选取方法进行了介绍,然后对避险车道系统的主要构成要素及其参数的选取进行分析和探讨,构建适用于山区低等级公路避险车道系统的设计思路,以期为山区低等级公路避险车道系统的设置和设计提供参考。     

高速公路隧道入口区域交通工程设施改善对策与应用

高速公路隧道入口区域交通事故率高于普通路段,尤其是追尾、撞击洞门事故频发,容易造成群死群伤。为提升高速公路隧 道入口区域的交通安全,在《公路隧道提质升级行动技术指南》对交通工程设施相关规定的基础上,提出隧道入口区域交通工程设 施应满足空间路权、驾驶人因和驾驶任务的基本原则。隧道入口区域典型问题集中于可变信息板、标志信息和视线诱导设施上,主 要是信息组合不良、交通标志位置不当、诱导信息不连续和不一致。由此进一步提出隧道入口区域标牌内容、形式和位置的设置建 议,并提出通过增设环形立面标记、隧道轮廓带、警示型线形诱导标、柔性警示柱和防撞桶等视线诱导设施来加强隧道入口区域的 视觉环境过渡的方法。最后,基于空间路权、驾驶人因和驾驶任务3 个基本原则对交通工程设施改善效果进行评价。     

冰雪弯道视错觉减速标线参数组合设计

公路弯道是道路交通事故频发路段,尤其是在冰雪环境下,车辆事故数是非冰雪天气环境下的14倍。在死亡交通事故致因中,车辆超速和速度不当约占1/3,因此合理控制速度是保障公路弯道处行车安全的重要途径之一。而驾驶员的操作行为主要由获取的视觉信息决定,视觉是驾驶员重要的速度感知源。为了减少冰雪天气环境下公路弯道处的事故发生率,从驾驶员视觉信息角度出发,通过视错觉减速标线的合理设置,提高驾驶员的速度感知能力,达到控速的目的。基于视错觉减速标线作用机理和恒定闪现频率,对标线的颜色、宽度、形状3个设计参数进行正交组合,挑选出具有代表性的9种参数组合方案。采用3ds Max建立仿真试验环境,将驾驶员感知加速率作为指标对不同组合标线的减速效果进行了量化分析,并对试验数据进行了方差分析。结果表明:在冰雪弯道施划减速标线可使驾驶员产生感知车速偏高的错觉,且纵向宽度为0.1 m的绿色梳齿形减速标线具有相对较好的减速效果;在显著水平α=0.01的条件下,减速标线的颜色、宽度及形状对驾驶员的车速感知均具有显著影响,且影响程度由大到小依次为颜色因子形状因子宽度因子。     

一级公路平交口交通安全设施设置

针对一级公路平面交叉口事故多发的现状,通过对中国部分已运营的一级公路交叉口调研,分析了交叉口交通安全设施存在的问题,提出了基于相交道路功能等级、以接入形式及对主线行车影响等为依据的交叉口分类方法,将一级公路平面交叉口划分为一般平面交叉口、路侧接入口以及小型平面交叉口3类,从交通信号控制设置、提醒措施完善、车速降低、中分带开口处的视距保障及中分带开口尺寸取值等方面提出了各类交叉口相应的交通安全保障技术对策,形成一套较为完善的一级公路平交口交安设施标准化设置方案。     

基于空间路权的高速公路隧道入口视线诱导系统评价

高速公路隧道入口处内外视觉环境突变、过渡剧烈,容易诱发追尾、撞端墙及侧壁的交通事故。目前高速公路隧道入口的视线诱导系统专项研究不足,布设方案、组合形式、设施间距等设置混乱,隧道入口诱导设施视认性不足,缺乏合理的评价标准。提出基于空间路权的高速公路隧道入口视线诱导系统评价方法:将视线诱导系统的评价分为横向路权、竖向路权、纵向路权等3个评价因素,并将隧道洞口外、隧道洞口内协同评价,分为A级、B级、C级、D级等4个评价等级,并给出不同等级的各路段的视线诱导系统设置方案,并应用于秦岭1号公路隧道改善前后的评价以验证评价方法的合理性。提出的评价标准对高速公路隧道入口的视线诱导系统的评价及优化具有很强的指导意义,是对现有规范的有益补充。     

基于层次分析法液压夯实作用下桥台稳定性影响因素综合评价

针对液压夯击作用下影响桥台稳定性主要影响因素,基于层次分析法,将目标层设置为"桥台稳定性评估指标体系",将准则层设置为"夯锤参数、路基压实度、桥台参数"三部分,共八类准则。通过构造判断矩阵及一致性检验,夯锤落距、锤重、底面尺寸、夯锤与桥台距离、路基压实度、桥台厚度、混凝土强度等级、桥台顶部支撑条件等因素对应的权重分别为5%、2%、11%、11%、10%、14%、4%、43%,即夯锤参数和桥台参数占主导作用,路基压实度的影响相对较小。     

沿江高速公路对升金湖裕丰圩保护区噪声影响及防治措施

安徽省沿江高速公路K155+311～+641路段,距离裕丰圩保护区核心区较近,在200m之内。公路运营后,随着交通量的增长,交通噪声不断增加,严重影响核心区鸟类的生存环境。根据环境保护相关要求,对此路段一侧自然保护区内的环境噪声昼间要求满足1类标准(55dB),夜间噪声不增加,为此采取了设置减速和禁止鸣笛牌、绿化和声屏障等综合降噪措施,取得了较好的效果。     

公路平交路口交通安全设施配套设置方法

为了减少公路平面交叉口(平交路口)交通事故,提高其综合运行水平,针对公路平交路口交通安全设施的效用评价及优化设置问题,提出基于驾驶模拟技术的公路平交路口交通安全设施组合配套设置方法,实现以微观驾驶行为数据为基础的公路平交路口交通安全设施的有效性评价及组合设施的优化选择。基于道路相交形式、被交道路宽度、信号灯设置情况将公路平交路口进行分类,并将交通安全设施按照功能划分为10类;根据实际调查分析,针对不同类型交叉口存在问题选取不同的交通安全设施组合,形成3,4组设施配套方案;采用驾驶模拟试验方法,从安全性、预见性、舒适性3个层面选取9项评价指标,实现配套方案的效果量化评估,提出公路平交路口交通安全设施配套优化设置模型;选择典型公路干道交叉口进行案例分析,实现其设施配套优化设置。研究结果表明:该模型对实现公路平交路口交通安全设施的配套设置问题具有较强的实用性,并最终形成各类型交叉口交通安全设施最优组合设置方案,为进一步形成干道交叉口交通安全设施配套设置指南奠定基础。     

宽幅钢箱梁横隔板与U肋过焊孔构造研究

宽幅钢箱梁横向受力较大的特征使得横隔板与U肋过焊孔周边细节构造容易出现疲劳破坏。为提高该细节构造的疲劳性能,以沌口长江公路大桥为背景,针对横隔板U肋过焊孔的常用形式,采用ANSYS软件建立钢箱梁节段的有限元模型,通过仿真分析比较不同形式过焊孔的结构强度及疲劳性能,结合其局部受力机理及参数化分析,提出改进的过焊孔形状和加厚横隔板顶部齿形板的优化措施,并利用损伤度原理验证改进效果。结果表明:提出的横隔板与U肋过焊孔改进形式明显改善了该细节构造的疲劳性能;加厚横隔板顶部的齿形板,可明显降低过焊孔的疲劳应力幅,提高其疲劳寿命。     

双排钢板桩围堰结构加固优化分析研究

双排钢板桩围堰是上海地区水利工程中普遍使用的围堰形式,通过比较钢板桩典型支护结构的有限元数值计算结果和理论计算结果,验证了有限元模型参数的准确性,并针对围堰两侧堆载、被动区土体加固、拉杆布置等加固措施对围堰受力及变形的影响进行了深入研究,结果发现临土侧设置堆载、被动区土体横向加固及适当降低拉杆位置可以获得有效且经济的围堰内力及变形控制效果。     

路肩隆声带警示效果的试验研究

使用Wirtgen W600DC型铣刨机在试验路段上设置了5种形式的路肩隆声带,采用驾驶员头部位置处的噪声值、地板和座椅处的振动加速度值作为测量参数,进行了3种车型(轿车、中型客车、重型货车)的道路试验,建立了路肩隆声带警示效果与结构参数间的经验模型。试验结果显示,在隆声带条件下,噪声增大了8~23 dB,且在车速为25km/h时出现峰值,在车速大于40 km/h时,随车速的增加而增大;车辆地板加速度均方根值平均增大4~7倍,车辆座椅加速度均方根值平均增大2~3倍。车辆地板和座椅加速度,在隆声带深度大于14 mm时增幅较大,且对于同一结构尺寸的隆声带,在车速为20~35 km/h时出现波峰,在车速大于40 km/h时,随车速的增加而增大。最后,在保证路肩隆声带警示效果以及使用安全性的条件下,提出了适用于我国高等级公路的路肩隆声带合理结构参数建议。     

基于视觉心理的山区公路曲线段视觉诱导与安全评价

基于视觉边缘理论,从驾驶员角度出发,采用在曲线段及曲线前直线段铺设干预标线的方法,对驾驶员进行视觉干预,以期改变车辆运行速度和行驶轨迹,进而起到预防交通事故发生,提高行车安全性的作用。分析了边缘率对车速、行驶轨迹的干预机理,选择特殊形式道路标线作为视觉干预的载体,对不同参数标线进行了驾驶模拟试验,分析得到最佳标线形式及参数。在此基础上,论文以温州某山区公路为背景,选取驾驶员注视点、心率、车速、行驶轨迹、横摆角速度等指标,进行视觉干预行车试验,并从以下几个方面对视觉干预效果进行对比分析:干预前后驾驶员注视点及心率变化;干预前后车辆入弯前减速起始位置变化;干预前后车速变化;干预前后车辆行驶轨迹变化。     

基于交通仿真技术的交通流监测设备布设间距研究

交通流监测设备是指能够采集断面交通量、车速、占有率等交通参数的信息采集设备,是公路网运行状态监测体系建设的重要内容和基础。合理确定交通流监测设备布设间距,使其既能满足公路交通运行状态判别、公路交通应急管理等应用需求,同时又能最大限度地节约建设资金,意义重大。在总结分析交通流监测设备布设实践及研究现状的基础上,提出"依托交通仿真技术和公路交通运行状态判别模型,对不同布设间距条件下的交通异常状态检测过程进行仿真实验,输出交通异常状态平均检测时间作为评价指标"的研究思路,并就交通仿真平台比选、交通运行状态判别模型以及仿真条件设置等3个关键问题进行了论述。最后,通过对高速公路、一级公路和二级公路基本路段上,12种交通流监测设备布设间距条件进行仿真模拟,形成3种技术等级道路上设备布设间距与平均检测时间的对照表,为公路交通管理部门进行交通流监测设备布设提供决策参考。     

基于支持向量回归的视距计算模型建立和应用

为了更加有效地对山区高速公路隧道段的行车视距进行检验,建立基于支持向量机的视距计算模型,并将该模型应用于实际隧道的视距检验中。首先对驾驶人视觉图像识别的道路中心线建立视觉车道模型,提取6个特征值作为形状参数,包括视曲线长和视曲率,相关性分析发现上述6个参数之间存在显著的线性相关性,采用主成分分析法将6个参数降维成2个独立的主成分。然后基于支持向量机建立计算行车视距的模型,训练测试完成后,该模型的均方误差为0.071 8,拟合优度为0.359。最后,利用该模型对浙江上三高速公路新昌至白鹤段的10个隧道路段进行视距检验,发现南往北向马岙岭隧道和北往南向龙山隧道存在运行视距不足的情况,对照各个隧道的驾驶人视觉图像,发现这2处地点存在不合理的视觉环境设计,包括速度控制、视线诱导和增强等设施,导致在行驶过程中,视觉环境供给的视距难以满足驾驶人需求的视距。研究结果表明:横向减速标线配合隧道口彩色路面提醒可对隧道入口段进行有效速度控制,从而降低行车视距的需求;通过在隧道内设置闪光式轮廓标和出口外设置绿化带或植被护坡可以增强驾驶人视觉感知,从而减少隧道入口段黑洞现象和出口段白洞现象的持续时间,增加视觉环境中供给的视距;2种设计都有助于实现视距供需的平衡。     

TBM豆砾石回填灌浆密实度对支护效果的影响研究

双护盾TBM(tunnel boring machine)采用预制管片、回填豆砾石和灌浆的方式进行施工,使管片、回填层与围岩形成整体的支护结构。豆砾石回填灌浆的密实度是影响TBM隧洞工作性能的重要指标,但实际工程中回填灌浆的密实度往往较低。为了研究不同回填密实度对围岩变形、屈服状态及衬砌受力等的影响,基于多雄拉隧洞掘进的数值仿真,提出一种随机单元模型,用于模拟不同的回填灌浆密实度,对豆砾石回填灌浆的密实度与围岩、管片支护结构的力学状态的关系进行分析,并根据对围岩变形的影响将回填灌浆密实度划分为A～E 5个等级,同时给出相应的回填灌浆密实度建议。此外,对顶部和侧部局部不密实对支护效果造成的影响进行模拟和分析。通过分析可知:回填灌浆密实度过低,会导致管片应力分布不均匀且产生较大拉应力,也会产生较大的围岩变形和屈服区分布;对于Ⅲ类围岩及以上围岩,建议回填密实度在70%以上,对于比Ⅲ类围岩质量差的围岩,建议回填密实度在80%以上。另外,通过计算可知顶部回填不密实的风险大于侧部,且当回填不密实比例为1/6时应力分布最不均匀。研究成果可为类似工程提供密实度评价及为补灌处理提供借鉴。     

考虑驾驶行为稳定性与交通流状态稳定性的路标效用评价模型

高速公路互通立交区域由于交通流相互交织、车辆加减速换道等原因,驾驶人需要付出更多的注意力以及操控力,操作难度较大,该区域交通标志的设置位置和形式对于交通安全至关重要;我国以往针对互通立交区指路标志的效用评价往往采用定性化主观评价方法,无法全面反映指路标志对于互通立交区域车辆驾驶人驾驶行为与交通流的综合影响。基于驾驶模拟实验,构建综合驾驶人微观驾驶行为评价指标、交通流宏观评价指标的互通立交区指路标志效用评价模型,提出了评价模型的基本形式。并对基本形式进行了目标分解。在驾驶人微观驾驶行为评价指标方面,选取了反应时间、心率变异率作为具体评价指标,分别给出了计算公式,以及各自影响权重;在交通流宏观评价指标方面,选取了速度变化率、车道保持能力作为具体评价指标,同样的,分别给出了计算公式,以及各自影响权重。在结合实际情况确定各目标函数评价指标的相关约束条件基础上,提出了基于遗传算法的互通立交区指路标志效用定量化评价方法,并选取某高速公路客货分离车道车流交织区的标志布设方案,开展驾驶模拟实验,应用本模型对两组设计方案的标志诱导效果进行评价。     

基于拥堵时空特征的区域分类与评价方法研究

利用现有监测手段开展区域交通综合整治,科学设置交通分级预警标准是北京市缓堵工作的重要目标。为了直观性评价缓堵工作的治理效果,并及时识别路网运行效率低下的区域,以北京市25个出行热点区域作为研究对象,借助区域交通运行指数,解析热点区域的路网运行拥堵特征。应用系统聚类方法,发现依据区域拥堵特征可将研究区域划分为复合型、双峰型、晚延型3种类型,并对比分析不同类型下的区域路网运行状态。在此基础上,充分考虑拥堵时空特征构建区域拥堵评价模型,确定了包含红色预警、橙色预警、黄色预警的三级预警分级标准,定量化地反映区域路网运行状态在一段时期内的综合性评价。结合应用案例分析,结果表明,复合型区域全天运行状态处于中度拥堵等级的累计时长最高,为373 min。双峰型区域在平峰时段路网拥堵状态恢复较快,日均严重拥堵时长仅有36 min。晚延型区域的早晚高峰路网运行状态差异最大,该类地区的日均早高峰拥堵时长最短,而日均晚高峰拥堵时间却最长。并且,由拥堵评价得分显示,该类型地区在工作日及非工作日期间均易出现预警需求。特别是朝阳北路地区,工作日区域拥堵评价得分仅为74. 8分,已达到橙色预警状态,路网运行压力较大,应在缓堵工作中优先作为重点关注对象。