公路三维动态视距研究

在分析国内外公路视距研究现状的基础上,本论文提出了公路三维动态视距及其计算思路,详细阐述了公路三维动态视距的定义、基本原理、关键技术、基本特征以及计算模型中必需的假设及约定。由于三次B样条曲线具有2阶连续性、局部性、灵活性等特征,本论文利用三次B样条曲线表征公路线形,为计算三维动态视距奠定基础的同时也为由GPS数据反算公路几何要素提供了方法。三维动态视距是在三维空间中利用空间几何向量关系进行视距计算,在计算中考虑了平纵线形、驾驶员动态视野和夜晚时车前灯照射范围的制约等因素,为更客观地评价线形连续性提供了新的思路和方法。     

山区高速公路螺旋展线隧道内平曲线最小半径

通过对汽车前灯散射角、隧道标准断面以及驾驶人在隧道中驾驶规律的研究,并考虑汽车左转与右转行驶的不同特点,计算出了不同设计速度下满足山区高速公路隧道内螺旋展线停车视距的圆曲线最小半径。结果表明：《公路路线设计规范》规定的圆曲线最小半径不能满足高速公路曲线隧道内停车视距的要求;计算给出的最小半径不仅可以满足高速公路曲线隧道内停车视距的要求,而且可以保证隧道不加宽和超高不过大的要求,保持隧道内轮廓的统一,减少了设计和施工难度。     

高速公路中央分隔带停车视距评价方法研究

通过对多条高速公路的小客车视距进行检查,发现中分带视距存在很多问题,为了解决在具有中分带的道路上,尤其是靠近中央分隔带护栏的左转曲线路段的停车视距不足的问题;通过阅读大量文献,对影响停车视距模型的各因素和现有停车视距模型存在的问题进行了分析;以车辆在曲线路段运行的行车动力学模型为基础,从影响停车视距模型本身的参数入手,在运行速度、道路纵坡、纵向摩阻系数3个方面对停车视距模型进行修正,并从目标物高度的角度出发,对停车视距不满足要求的路段提出建议,并进行了实例验证。研究结果表明:通过提高目标物高度至0.8 m,可以很好地解决曲线路段的停车视距问题,避免中分带护栏特殊设计或者增加高速公路不必要的占地、影响速度的一致性。     

基于法国规范的公路隧道最小平曲线取值研究

结合阿尔及利亚某高速公路隧道路段平面设计经验,研究法国规范体系下隧道路段平曲线最小半径;从平曲线半径、停车视距等规范规定入手,分析得出最小平曲线值计算方法。分析表明:影响隧道路段平曲线最小半径值的因素有视点位置的选择、隧道洞身尺寸、纵坡值等;设计中需结合纵坡值,对左右幅停车视距进行单独验算,以确保行车安全。     

基于停车视距的高速公路最小圆曲线半径研究

停车视距作为影响行车安全的重要因素,是公路设计中的强制性控制指标之一。曲线路段中央分隔带防眩设施和路侧护栏、边坡等均可能限制驾驶人的视线,导致停车视距不足。根据《路线规范》中现有高速公路横断面组成及其宽度,采用无人机采集了3条不同设计速度、不同横断面类型的高速公路不同车道内不同车型的横向位置视频,采用图像等比例的分析方法,提取了车辆横向位置数据后,采用统计分析的方法,得到了85%位的高速公路不同车道内不同车型驾驶人视点横向位置,进而确定了填方、挖方、隧道3种路段不同车型和偏向情况下的横净距。基于《路线规范》停车视距,考虑不同曲线偏向时视线受影响最不利车道与车型,根据曲线路段停车视距与横净距和圆曲线半径之间的几何关系,推导了曲线路段满足通车视距的最小圆曲线半径计算公式,并提出了填方、挖方、隧道,这3种路段曲线右偏与左偏两种情况下满足停车视距的圆曲线最小半径指标建议值。结果表明:对右偏圆曲线,《路线规范》中规定的圆曲线最小半径一般值能满足小客车的停车视距要求,也能满足曲线隧道内纵坡大于3%时货车停车视距,但不满足下坡或纵坡小于等于3%时货车停车视距;对左偏曲线,不满足小客车和大货车的停车视距,应取《路线规范》规定的圆曲线最小半径一般值的1.8～2.25倍。     

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。     

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。     

公路隧道线形设计

由于公路隧道线形多是按铁路模式和直线定线法理念进行设计的,通车后交通事故黑点多,行车事故率高,究其原因是隧道平、纵线形为长直线,连续长大纵坡,隧道尽头又为小半径曲线所致。本文在“运行速度”理念指导下,应用高速公路协调理论,采用曲线定线法和立体空间连续曲线手法,加强通风、通视,增长视距,布设公路隧道线形。     

山区高速公路螺旋展线隧道圆曲线半径分析

为保证螺旋展线方案隧道平面线形的安全,应确定不需要加宽隧道内轮廓的圆曲线最小半径,以新晋高速公路块村营至营盘段为依托,考虑汽车在隧道内行驶特点和规律及影响隧道内视距的因素,计算满足隧道内螺旋展线停车视距的最小平曲线半径。通过保证视距的临界曲线半径验算和技术经济比较,寻找具有代表性且经济合理、技术安全的隧道螺旋展线方案。     

高速公路互通立交路线视距的探讨

文章基于高速公路互通立交路线视距的计算方式,从平曲线半径、凸形竖曲线半径以及道路坡度3个角度对互通立交中行车视距指标取值进行了分析,并深入研究了高速公路互通立交的设计中在视距指标的把握、分流识别视距验算等方面的错误认知,以激发设计人员在设计阶段更加关注行车视距的标准制定,完善路线设计的合理性。     

视距曲线坐标计算法研究及应用

为简化视距曲线的绘制过程、提高视距曲线的绘制速度和准确性,采用归纳演绎法和理论分析法对现有道路视距计算和检验方法进行分析论证,并根据视距曲线动态形成过程建立视距检验模型,借助二维直角坐标函数关系,推导出一种新的视距曲线计算方法,可用于直接绘制视距曲线,且在实际案例中验证了其准确性和可行性。研究结果表明:1)视距曲线是由相邻视距线的交点连接构成,视距线选取越密则交点越多,连接形成的视距线无限趋近于标准视距包络曲线; 2)视距曲线坐标计算法能够直接求解视距曲线上的坐标点,适当选取若干视线点用于计算即可较准确地得到视距曲线,计算结果误差小,且具有安全性,能够用于对道路视距进行安全性检验和评价工作。     

山区一级公路升级改造工程安全性综合评价技术

依托清连一级公路升级改造工程,以测算的高速公路上车流的运行速度为基础参数,利用速度分析评价、公路三维仿真、实时漫游、空间视距检验等技术,对高速公路平曲线半径、连续纵坡、视距、超高线形等因素对车辆运行安全的影响进行分析与研究。通过定量的评价数据指导路线设计参数的确定、公路方案的选定和优化,为完善清连一级公路升级改造设计提供了依据。     

隧道弯道停车视距检验与保证方法研究

车行桥梁与隧道的曲线路段受桥梁防撞墙、声屏障、防眩板或隧道侧壁与中隔墙等的影响,容易造成视距不良,带来行车安全隐患。从停车视距组成及其与最小横净距关系入手,分析了平面停车视距的检验方法以及在设计中的应用方法,并以某城市快速路隧道为例,对弯道路段最不利车道的停车视距进行了检验,提出了当平曲线半径低于保证停车视距的最小半径时,确保隧道曲线路段停车视距的设计措施。相关的结论可供类似工程参考和借鉴。     

基于安全停车视距的螺旋隧道圆曲线方案比选

山区高等级公路中的隧道通过控制线形安全性指标———停车视距,来保证隧道平面线形的安全性,在采用螺旋曲线线形时,隧道中所能达到的视距与圆半径及隧道横断面的宽度有关。该文对雅泸高速公路干海子螺旋隧道平面线形的布置进行方案比选,结合汽车动力学仿真对车辆进行运行安全评价,力求寻找一个具有代表性的小半径螺旋曲线隧道安全线形方案。     

基于合流视距的公路主线入口路段竖曲线最小半径研究

针对目前关于入口路段主线竖曲线半径研究较少的现状,且在研究过程中不注重区分入、出口路段之间差别的问题,该文首先明确合流视距是入口路段主线竖曲线半径的主要影响因素,以合流视距为控制条件对入口路段的竖曲线半径展开研究。通过分析入口路段主线车辆的交通行为特征,结合驾驶员心、生理特点建立主线入口路段安全合流视距计算模型。视距模型中考虑了反应距离、车辆换道距离、减速距离3项指标,并以变道和减速行驶二者中的较小值作为控制依据计算满足减速需要的合流视距推荐值。分别考虑主线凸形竖曲线和凹形竖曲线两种不同的情况,分析凸形竖曲线变坡点顶部,以及凹形竖曲线夜间车前灯射距及主线上方跨线构造物对驾驶员视线的遮挡。根据立面几何关系分别建立满足合流视距的主线入口路段凸形、凹形竖曲线半径计算模型。将合流视距推荐值代入竖曲线半径计算模型中,得到满足合流视距的主线入口路段凸形、凹形竖曲线最小半径推荐值。结果表明：入口路段的要求低于出口路段,通过识别视距计算得到的竖曲线半径推荐值低于现行规范值。     

道路竖曲线半径与行车视距保障的分析

通过对道路竖曲线半径取值的分析,提出了道路行驶速度要求的行车视距保障与道路竖曲线半径取值之间的对应关系,为条件受限路段以及非规范罗列的设计速度,提供了一个较为科学的选用竖曲线半径的方法。     

双向四车道高速公路出口减速换道视距探讨

对识别视距和双向四车道高速公路最不利车道横净距进行分析后，利用视距简化公式推算出双向四车道高速公路互通式立交出口识别视距所需圆曲线最小半径。通过对高速公路互通式立交出口驶出车辆的行驶规律和高速公路出口交通事故机理进行分析后，提出了“减速换道视距”的新概念，分析了减速换道的原理和数值推算过程，确定减速换道视距一般值为300 m、最小值为150 m。根据横净距及简化公式计算得出双向四车道高速公路左转曲线和右转曲线减速换道视距所需的圆曲线最小半径，给出了高速公路出口圆曲线最小半径建议值。研究结果可供技术探讨和研究参考，以期有助于分析高速公路互通式立交出口的视距需求和交通安全管理。     

基于纵向裂隙修正的岩体三维裂隙模拟及连通性分析

隧道建设过程中,掌握隧道围岩中裂隙的分布及连通性情况,对于合理选择施工方法和支护方案等环节至关重要。从隧道建设的需求出发,建立岩体的三维裂隙模型,并对裂隙的连通性进行分析。基于现场实测裂隙各项参数服从的分布规律,采用蒙特卡洛算法模拟产生裂隙的三维数据,使用空间薄圆盘表示裂隙,生成裂隙的三维模型。通过与竖向钻孔数据对比,对基础模型进行修正（筛选）,找到最符合实际情况的模型。之后,运用空间几何原理,通过圆盘之间的相互关系分析裂隙的连通性,并运用C++编程实现连通性判别计算。通过建立一种从分析任意2个圆盘之间几何关系入手的连通性分析方法,实现裂隙的连通性分析。     

基于法国规范的道路平面停车视距计算及研究

平面停车视距作为一项重要的平面设计指标,在法国标准下体现得更加复杂,设计精准度要求高,设计时容易忽略。为探究法国标准下道路平面停车视距的一般规律,消除设计时的易错点,文中以喀麦隆雅温得至杜阿拉高速公路项目为依托,采用法国规范中平面视距的计算方法,计算典型段落的停车视距真实值,并与法国规范的要求值进行对比分析,提出设计参考及建议。结果表明,平曲线半径R及行驶车辆观察点与曲线内侧遮挡物的距离e1、被观察点与曲线内侧遮挡物的距离e2,是影响平面视距的主要因素,设计时应严格控制。     

基于行车安全性的公路三维视距研究

文中以公路视距作为研究对象,考虑驾驶员视野及车辆照明范围,利用三次B样条曲线拟合公路空间三维线形,分析公路各线形单元空间特征,提出适用于各线形单元的三维视距计算模型,同时建立了公路三维视距评价标准,并提出处治措施。