高速公路互通式立体交叉出入口安全性研究综述

高速公路互通式立交是保障高速公路正常运行的关键节点,而主线出入口是互通立交的重要组成部分,同时也是互通区交通流特性最为复杂的路段。国内外学者对互通式立交的安全性展开了较多研究,并取得了一系列成果,但由于互通式立交出入口的复杂性,相关研究并不系统。为此,以高速公路互通式立交以及高速公路出入口的安全性为主题进行文献分析,得到高速公路互通立交出入口安全性的研究热点,从几何设计指标、安全性评价方法以及运行速度3个方面对研究成果进行梳理与综合评述。研究结果表明：①我国现行规范对变速车道长度的考虑因素过于单一,与车辆实际运行中的变速距离需求不吻合;规范中对互通立交分合流端视距的规定,未针对车辆性能、驾驶人对道路交通环境的感知-反应时间进行优化;②目前对分合流鼻端的研究主要从二维角度开展,几何设计指标研究重点未聚焦于平纵指标的组合效果;③事故统计法、层次分析法以及模糊综合评价法在高速公路安全评价中应用较多,事故统计法可以客观的反映道路安全状态,但依赖于事故统计数据的准确性,层次分析法可以较好的构建安全性评价指标体系,但指标赋权较主观,使得评价结论不稳定,模糊综合评价方法对系统安全水平的准确评价依赖于隶属函数的选择,对研究人员的专业性提出了较高的要求;④现行规范的线形协调性、连续性的评价标准以传统方法Δv₈₅为基础,该方法假设基础与实际相悖,高估了道路的安全性能,针对不同车型在不同出入口形式的运行速度预测模型有待深入研究。得到针对相关研究的建议与展望如下：①变速车道研究可以基于驾驶行为,优先考虑对变速车道上加速度变化趋势进行研究;②出入口视距研究应考虑复杂道路条件、视觉刺激下的反应时间,结合不同车型的车辆特性展开研究;在事故统计方法、预测模型基础上,可结合出入口特点进一步优化,并用相对成熟的安全评价方法进行检验;③出入口处的运行速度研究可考虑以浮动车辆数据(floating vehicle data,FCD)为主,龙门架及雷达测速数据为辅对车辆实际行驶速度变化过程进行研究。     

山地城市互通式立体交叉同侧相邻匝道最小净距计算研究

城市立交匝道净距是立体交叉设计的关键参数。山地城市受自然条件影响,城市互通式立体交叉设施的密度比平原城市更高,且交叉形式复杂。立交匝道净距大小直接影响立体交叉的数量、立交形式和通行能力。然而,净距及其设置原则当前尚未形成统一认知,相关标准、规范缺乏一致性,且缺乏明确的推算依据,不利于城市环境下立交匝道合理设计。为明确山地城市立交匝道最小净距,文中对山地城市互通式立交最小净距的定义、范围、设置条件及最小数值开展研究,并将研究成果与相关国家标准、美国标准HDM和英国标准DMRB进行对比。研究发现,HDM推荐值介于上限值(JTG/T D21—2014与CJJ 129—2009)和下限值(CJJ 152—2010和相关研究成果)之间,与DMRB的拟合度较高;影响匝道净距的关键因素为交织流量,行车速度、匝道组合形式和服务水平是净距长度的主要影响因素;HDM具有直观的可操作性,山地城市匝道设计及评价中可参考其推荐值。     

社会性驾驶交互关键效用析取与应用

共享道路空间中的人类驾驶交互行为具有兼顾伴行车损益的社会性特征。由于对驾驶交互社会性的理解缺失,自动驾驶车辆往往难以估计自身行为对伴行车辆的潜在影响,因而陷入“被迫保守”的决策困境。本文在博弈论框架中引入驾驶人兼顾伴行车损益的行为特征,构建社会性驾驶交互行为模型,刻画了驾驶交互中个体间的动作依赖关系。结合该模型,提出主车预期行为对其交互对象所造成潜在影响的通用定量表达——交互效用项。通过在规划目标中引入交互效用项,可定向调整运动规划算法的交互主动性。高速路出匝道实验结果表明,在对安全性无显著影响的前提下,通过提升交互主动性,基于优化和基于采样的运动规划算法在给定距离内出匝道任务成功率可分别提升3.9%与5.2%。     

匝道隧道明挖上跨轨道隧道的数值模拟研究

以重庆某市政项目匝道隧道明挖上跨轨道隧道为例,建立有限元模型模拟匝道隧道开挖过程,判定匝道隧道明挖上跨轨道隧道的安全性和施工方案的可行性,并提出了匝道隧道施工中应该注意的问题,供类似工程参考。     

互通式立交匝道起点瞬时纵坡计算分析

由于国内设计规范中并未明确道路互通式立交匝道鼻端纵坡的计算方法,因此,以宜黄公路立交A匝道为例,选取间距1 m和5 m,采用瞬时纵坡法对匝道起点进行纵坡计算,同时结合项目实际,分别对设置路拱和不设路拱两种情况进行匝道起点纵坡计算与分析取值,以便为互通立交匝道纵坡设计提供参考。     

湍流DSRFG与LES风场沿计算域流向变化的影响因素

为生成满足桥梁风工程大涡模拟（LES）要求的入口湍流风场,以丹麦大带桥桥址风特性为例,采用离散再合成的随机流动生成（DSRFG）方法合成了满足目标湍流度、积分尺度、脉动风速谱及空间相关性等参数的各向异性湍流;讨论了DSRFG方法在生成湍流风场上关键参数的合理取值;基于Fluent平台,通过自主开发的用户自定义函数（UDF）程序将生成的湍流风场赋给大涡模拟的入口边界,基于LES研究了不同网格尺寸和时间步长取值,入口湍流风场在计算域流向的变化规律。研究结果表明：DSRFG方法能生成满足桥梁LES模拟要求的指定湍流特性风场,产生的风场风谱和速度分量统计值与目标值吻合较好;入口湍流风场特性在计算域流向有较好的维持,脉动风谱在低频段与目标谱吻合较好,高频段出现一定衰减,而衰减起始频率随网格尺寸和时间步长的减小而增大。最后拟合了网格尺寸与脉动风谱衰减起始频率的关系曲线,建议了LES合适的网格尺寸和时间步大小,相关研究结果可为湍流风场模拟和桥梁风工程大涡模拟提供重要参考。     

带出口匝道城市隧道通风特性比尺模型试验

通风特性是影响城市隧道内外环境的关键，为深入研究带出口匝道城市隧道风量及风量分配的变化规律，获得隧道总风量及分流比的高效控制策略，基于相似理论，设计并搭建总长为38 m的1/20带匝道隧道通风比尺模型，研制可实现8台模型风机联动的变频控制系统、16个断面的速度及压力数据的实时测量与自动采集系统（该系统在风速u ≥ 2.5 m·s^-1时，比尺模型同步满足阻力、惯性力和压力相似准则），进行各通风段射流升压力变化对隧道内风量及风量分配的影响试验。结果表明：隧道主线通风段与匝道通风段风量存在联动耦合效应，当调节某通风段射流升压力时，该通风段及与之串联的通风段风量均随着射流升压力的增大而增大，与之并联的通风段，风量随射流升压力的增大而减小；总风量和分流比分别是影响城市隧道内、外环境的关键因素，调节分流前主线段射流升压力不改变分流比，但对控制隧道总风量变化最为高效，单位射流升压力作用下的总风量变化幅度达1.43%·（N·m^-2）^-1；调节分流后主线段或匝道段射流升压力对隧道总风量的影响有限，但能有效控制分流比，单位射流升压力作用下的分流比增幅分别为（-4.43，4.16）%·（N·m^-2）^-1；利用分流前主线段的射流风机控制隧道内环境，利用分流后主线段或匝道段的射流风机控制隧道外环境，是最为高效的通风控制方法。     

驿州大街-民小公路立体交叉设计方案

驿州大街-民小公路位于青海省海东市平安区。为了不影响民小公路主线行驶的连续性,驿州大街-民小公路采用立体交叉形式。主要介绍立体交叉设计方案,探讨了城市道路与公路相交时匝道采用的设计标准。     

多车道匝道视距评价与优化方法研究

为从视距角度分析多车道匝道上小车超大车引发交通事故的致因,建立基于视距分析的多车道匝道视距评价与优化模型,并将该模型应用于实际立交的多车道匝道评价与优化.分析匝道上小车超车过程中停车视距指标的变化情况,并找出最不利状态进行研究;建立多车道匝道视距评价与优化模型,对该模型中匝道圆曲线半径、圆曲线长度、圆曲线与缓和曲线组合这3个关键要素进行深入研究,并提出满足视距要求的匝道平面线形要素推荐值;结合交通安全设施提出一套综合性的视距优化方案;利用该模型对四川省某高速公路的互通立交进行检验.研究结果表明,该模型可较好地解决多车道匝道视距不足的问题.在设计速度小于40 km/h的匝道,使用"平面线形优化法"效果较好.匝道圆曲线半径需要平均增大18.4%,圆曲线长度与缓和曲线长度均为3s行程长度.在设计速度大于40 km/h的匝道,"交通工程设施优化法"中的限速措施能更好的解决问题,其中设计速度与限速值的差值为15 km/h.     

城郊高速出入口匝道选址模型

高速公路出入口匝道选址不合理,会造成拥挤、延误等问题,甚至不利于城市经济的发展.文中提出的城郊高速公路出入口匝道选址模型,以得到高速公路入口匝道的最佳位置.按照行政区域划分出入口匝道连接片区;利用人口、人均国内生产总值和社会消费品零售总额3个指标计算各片区重要度.计算所有片区重要度平均值,将重要度大于平均值的片区作为连接片区.按照道路等级选择连接片区内可连接的道路类型,根据饱和度确定可连接道路.根据高速公路出立交匝道间距为确定城郊高速公路出入口匝道的布设位置.这一方法确保了高速公路主线、出入口匝道、连接道路三者车流的安全与通畅,以及城市经济的良好发展.