高速公路下坡路段缓坡安全性设计研究

高速公路下坡路段设置缓坡的目的是降低货车行驶的速度,减少制动毂使用,提高连续下坡路段的安全性,现有规范对连续下坡路段缓坡设计指标的规定不够详细,且缺乏不同缓坡最小长度的规定。根据当前货运主导车型的实际情况,选取东风DFL4251A15六轴铰接列车主导车型,对货车在下坡路段的受力状态进行分析,将发动机制动条件下保持货车匀速的下坡坡度作为缓坡临界纵坡,并提出了连续下坡路段货车采取不同制动档位时,不同运行速度对应的缓坡坡度值。根据受力分析结果和制动毂温度降温模型,分别提出了基于货车速度降低特性和制动毂降温特性的缓坡坡长。结果表明:发动机制动时货车保持匀速行驶的缓坡均小于规范规定值;基于货车速度折减特性的缓坡坡长均大于规范中最短坡长的规定值,说明缓坡设计最小坡长应根据缓坡的作用确定。     

高速公路连续下坡路段货车制动毂温升模型修正研究

为使下坡路段货车制动毂温升模型更加符合货车制动毂温度变化规律,提高连续长大下坡路段的安全性,从而更好地指导连续下坡路线纵断面设计,基于连续下坡路段货车制动毂温升机理,通过对长下坡路段主导车型的行车动力学以及热力学分析,对同济大学制动毂温升模型进行修正,在同济模型以三轴载重货车为主导车型的基础上,采用与规范和实际中更符合的东风六轴铰接列车为主导车型,并在发动机辅助制动工况条件下,利用雅西高速3处连续长大下坡路段对该修正后的模型进行了实车验证。结果表明:修正温升模型得到的温升曲线与实测温升曲线更贴合,且修正模型预测的温度与实测温度间的差异随坡长的增加逐步减小,平均差异为16.5℃,低于修正前模型温度与实测温度的平均差异41.5℃。制动毂在3段下坡的预测温度与实测温度间的平均温差分别为21,12.4,21.4℃,均未超过25℃,且温度变化趋势基本一致,说明修正后的温升预测模型精度更高,货车制动毂温升修正模型能更好地预测连续下坡路段的货车制动毂温升状况。     

基于驾驶员人因的高速公路长大连续下坡路段线形组合设计方法

为建立基于驾驶员人因的山区高速公路长大连续下坡路段线形组合设计方法,通过大型货车自然驾驶试验,研究了驾驶员动态视觉参数在长大连续下坡路段的分布特性及线形组合对驾驶员视觉的影响规律,提出了长大连续下坡路段线形组合设计控制指标和标准.首先通过长大连续下坡路段自然驾驶行为试验,获取了驾驶员眼动参数;其次利用主成分分析法,建立了长大连续下坡路段驾驶员视觉负荷强度模型;最后提出了基于驾驶员视觉负荷强度的长大连续下坡路段纵坡组合及平纵线形组合设计方法.研究结果表明:传统的陡-缓-陡纵坡组合模式设置的缓坡并没有减轻驾驶员行车过程中的视觉负荷,长大连续下坡路段应尽可能采用单一纵坡模式进行展线;相邻坡段坡度差宜控制在1.5％以内,条件受限时也不应超过2.3％;直坡段宜将直坡组合度控制在0.02 m-1以内,弯坡段宜将弯坡组合度控制在0.25m-1以内、条件受限时应控制在0.45 m-1以内.     

基于发动机制动与电涡流缓速器联合特性的山区公路连续长大下坡路段辅助减速车道研究

目前重型货车在下长大坡路段持续制动极易引起行车安全问题。本文提出在长大下坡路段增设辅助减速车道,在一定程度上可缓解下坡压力。因此,引入温升模型,计算车辆下坡失速模型,确定下坡安全距离,以此为缓速车道设计提供依据。首先对发动机制动和电涡流缓速器联合作用下对重型汽车下坡进行研究。其次根据车辆系统动力学,进行汽车下坡能力分析。结合对汽车在制动鼓安全温度阈值内的汽车安全下坡距离的研究,得到下坡安全距离最长坡长为10 km左右,行驶坡度平均范围为3%～7%。基于此确定辅助减速车道的设定位置。     

一种用于货车的坡度提示系统

针对大型货车驾驶员对道路坡度把握不准确而容易导致长大下坡路段出现制动器失效的问题,提出一种用于货车的坡度提示系统。该系统采用陀螺仪实时探测货车所处道路的坡度,并实时显示,当检测到货车连续下坡超过一定长度且没有采取制动时,系统提示驾驶员适当制动,以避免后期车速加大而频繁制动导致制动器失效。经实际验证本系统能有效给驾驶员提示,对减少交通事故有一定实际应用价值。     

长大下坡路段货车制动器温度变化规律研究

为深入了解公路长大下坡路段货车制动器温度的变化规律,采用铰接列车开展了货车制动器温度检测实车试验。基于实测数据分析了货车制动器温度在下坡过程中的变化规律。研究结果表明:公路连续下坡路段铰接列车的挂车制动器温度远高于牵引车制动器温度;货车不同的行驶条件下,其制动器温度变化趋势存在一定的一致性,具有"同升同降"的特点;公路连续下坡路段的纵坡值大小是影响驾驶员制动行为的关键因素,公路连续下坡路段的纵坡设计中应严格控制陡坡设计,尤其是连续陡坡。     

国道G110货运通道(北京延庆县城-昌平德胜口)连续下坡路段运营安全分析

国道G110北京段是为货车提供服务的专用通道,其中延庆县城-昌平德胜口路段为连续下坡,成为运营安全关注的重点。国道G110以6轴集装箱为典型代表车型,特殊的车辆组成及道路特征决定了不能应用常规的"速度一致性"评价方法进行定量结合定性的分析方法。根据连续下坡制动失灵的事故特征,采用货车制动榖温升模型的技术手段对G110(延庆县城-昌平德胜口)连续下坡路段运营安全现况进行分析,并且根据评价结论有针对性地提出安全建议与对策。     

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。     

发动机制动与电涡流缓速器联合制动下长大下坡路段辅助减速车道位置设置研究

目前重型货车在下长大坡路段持续制动极易引起行车安全问题,在长大下坡路段增设辅助减速车道,在一定程度上可缓解下坡安全问题。通过理论研究行车制动器自动过程中温度变化模型,以制动器热衰退临街温度为阈值确定下坡安全距离,以此分析确定辅助减速车道的位置设置合理区间。首先对发动机制动和电涡流缓速器联合作用下对重型汽车进行下坡能力分析,通过对行车制动器安全温度阈值内的汽车安全下坡距离的研究,确定不同坡度下车辆下坡行驶安全距离,得到下坡安全距离最长坡长为10km左右,基于此确定辅助减速车道的设定位置。     

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.     

长大下坡货车制动器温度模型

为了研究在道路长大下坡上载重货车制动器热衰减的温度曲线,应用能量守恒理论建立了载重货车在发动机制动和排气制动时制动器温度预测模型.通过在高速公路长大下坡路段进行制动器测温试验,得到了制动器在不同制动方式、载重时的连续升温数据和连续上坡时的连续降温数据;同时通过室内台架试验,得到了载重货车发动机功率曲线.最后通过试验数据...     

高速公路超长下坡隧道群的货车行驶风险与对策研究

为研究山区高速公路超长下坡与隧道群耦合路段的行车安全,利用VBOX和红外线测温仪在雅康高速公路隧道群及相邻路段对下行载重货车进行测试。发现车辆制动集中于坡度超过2.6%的下坡路段、隧道出入口和有阳光照射的隧间路段,并且制动强度和制动频率随下坡的累计长度增加而增大;在下坡的加速作用下,长距离隧道行车和较小半径转弯会强化驾驶员的控速心理,容易导致车速过低和制动器严重热衰退。建议进一步增强隧道间的视觉顺适性、完善对长下坡的信息提示和对下行鼓式制动载重货车采取相应的安全管控措施,并提出了一种适合隧道内设置的摩擦式避险设施。     

高速公路纵坡路段货车运行车速预测

基于汽车动力学原理和汽车行驶理论,利用货车上坡动力性能、换档行为和下坡制动性能分别建立了高速公路上下坡路段货车的运行车速理论预测模型。以CA5310型8×4厢,仓栅式运输车为例,通过对计算车型的分析计算,得出货车满载和超载时的爬坡性能曲线、下坡速度曲线以及运行车速的变化规律,并分析了影响货车上下坡性能的重要参数:功率重量比、坡度等,从而为山区高速公路的线形设计及安全性评价提供参考。     

弯坡组合路段可靠性设计方法研究

为了提高弯坡组合路段的交通安全水平,提出了基于货车交通安全的弯坡组合路段可靠性设计方法。先以现行公路工程结构可靠度设计统一标准为依据,对弯坡组合路段可靠度进行了定义,以货车转弯和下坡过程中制动器制动效能下降的临界安全温度、货车侧滑和侧翻失稳现象为约束条件,建立弯坡组合路段的功能函数,推导了其可靠性模型,提出了弯坡组合路段可靠性计算模型的求解方法。结合实际案例分析,示范了弯坡组合路段可靠性设计方法的应用,并验证了其合理性。研究结果表明:(1)货车在某些设计参数条件下的弯坡组合路段上行驶时,往往也会发生侧翻先于侧滑的现象;(2)现行的弯坡组合路段设计即使能满足现行有关规范和指南的验算要求,但不一定能满足可靠性设计的要求。提出的弯坡组合路段可靠性设计方法能够减少危险弯坡组合路段的出现,提高道路运营安全性。     

考虑坡长因素的纵坡坡度对交通事故的影响分析

为了研究连续下坡道路的坡度、坡长与事故的关系,采集了5条典型连续下坡路段(总长度为76.68 km)的1 276起事故数据。从事故起数沿下坡方向的里程分布规律可以看出,事故集中分布在下坡路段的下半段,并且随着里程的积累而增加。对事故率与事故地点坡度和一定坡长的平均坡度分别进行线性和指数回归,对比回归结果和方程的样本决定系数R2,显示事故率与平均坡度的相关关系较事故率与地点坡度的相关关系更为显著。     

高速公路长下坡路段制动失灵车辆专用减速带减速机理浅析

主要论证了高速公路长下坡路段制动失灵车辆专用减速带应用的可行性,并对减速带的减速机理进行了分析,为制动失灵车辆专用减速带的研发设计指出了基本方向.     

基于安全与效率的交通事件下高速公路长大下坡限速值

选取冲突率和排队长度分别作为安全与效率的表征指标,通过对交通事件下车辆换道和最小跟驰安全间隙的分析,建立了长大下坡路段元胞自动机模型规则和仿真方案,得到了冲突率和排队长度随不同限速值的变化规律.根据安全与效率对限速值变化的灵敏度不同,采用加权平均方法计算最优限速值.最后,基于货车制动毂温度预测模型验证限速值对货车的适用范围.研究结果表明:三级服务水平下,平均纵坡为3％,4％,5％的长大下坡的限速值分别为60,60,50 km·h-1;四级服务水平下,平均纵坡为3％,4％,5％的长大下坡的限速值均为50 km·h-1;对于货车要进一步根据极限坡长进行判断,若实际坡长小于极限坡长,则采用仿真限速值,反之采用制动毂温度预测模型计算货车限速值.     

高速公路连续长大下坡终点与主线收费站间的净距研究

针对山区高速公路中存在连续长大下坡后接主线收费站的情形,考虑到主线收费站的设置位置不仅影响着高速公路的服务水平,还影响到收费站处的交通顺畅以及收费人员的安全,因此对高速公路连续长大下坡与主线收费站间的净距研究是有必要的。通过对连续长大下坡终点后设置主线收费站的影响因素进行分析,选择以载重汽车作为计算车型,研究载重汽车在连续长大下坡行驶时制动器的温度情况;根据制动力矩与制动器温度的关系,及驶完连续长大下坡之后载重汽车制动器制动性能的衰减情况与平均坡度、坡长的关系,以最不利情况取值,考虑载重汽车的满载状态,得出在无辅助制动下可以保证载重汽车制动器仍有效的连续长大下坡坡度与坡长值,提出制动器的减速度最大衰减系数,从而可以计算出在连续长大下坡之后载重汽车制动器所能提供的减速度;最后建立了基于驾驶员标志视认距离、汽车减速距离和驾驶员判别收费站内车道距离的净距计算模型,提出在不同设计速度和过渡段纵坡坡度下,连续长大下坡终点与主线收费站之间净距的建议值。结果表明:在驶完连续长大下坡后载重汽车制动器仍有效的情况下,连续长大下坡终点与主线收费站间的净距和载重汽车制动器制动性能的衰减程度有关,且在设计速度一定的情况下,过渡段纵坡坡度越大,连续长大下坡与主线收费站间的净距越小。     

基于Trucksim的下坡路段制动距离仿真与分析

为探究道路附着系数和车辆载重与坡度的交互作用对载重货车制动距离的影响,以下坡路段为研究对象,通过Trucksim建立人—车—路耦合系统,进行了不同工况的仿真实验,采用最小二乘法建立了坡度路段制动距离预测模型。最后,在某特定工况下验证了该模型的合理性。结果表明:与传统理论模型相比,该模型计算结果趋于保守,以此作为坡度路段最小跟驰距离更有利于行车安全。     

公路长下坡路段避险车道设置位置分析

长下坡路段安全问题已严重困扰着山区公路运营安全,文中以车辆制动热衰退理论为基础,从失控车辆事故率、坡长、坡度、车型比例、日交通量等方面来分析长下坡路段的安全距离.在综合考虑交通事故的情况、线形指标、地形条件及工程造价等因素的基础上,合理选择避险车道设置位置.