公路車輛安全行駛速度研究.pdf

1、全世界每年約有120萬人死于道路交通事故，受傷者更是鄉(xiāng)達5000萬人。如果不采取適當措施，到2020年道路交通傷害預(yù)計將成為全球疾病與傷害負擔的第三位原因。在我國，隨著城市化的快速推進和區(qū)域一體化的加速發(fā)展，公路運輸?shù)淖饔煤偷匚桓油怀?、明顯。但與之相伴的是，我國交通事故總量大、傷亡嚴重，形勢不容樂觀。隨著小汽車大量進入家庭，我國公路的交通安全形勢將更加嚴峻。
　　 本論文依托“十一五”國家科技支撐計劃課題(2007BAK358

2、02)“駕駛?cè)税踩{駛行為分析平臺與監(jiān)測技術(shù)研究及示范”，開展“公路車輛安全行駛速度研究”。在進行研究時，論文始終貫穿著3個“2”和1個“1”：其中，第1個“2”是指兩種視角，即論文在分析問題時，分別從駕駛員和交通管理者的角度出發(fā)，研究駕駛員應(yīng)如何選擇安全的車速，研究交通管理者應(yīng)如何執(zhí)行車速控制方法(本文主要是指限速值)；第2個“2”是指兩種交通流狀態(tài)，即自由流狀態(tài)和擁擠狀態(tài)，交通流狀態(tài)不同，交通安全的影響因素也不同，論文分別對其進行了

3、分析和研究：第3個“2”是指兩套理論，即速度安全系數(shù)理論和速度安全可靠度理論，它們分別針對上述兩種交通流狀態(tài)，解決安全行駛問題：1個“1”是指一個基礎(chǔ)，即臨界速度模型，它是速度安全系數(shù)理論和速度安全可靠度理論的共同基礎(chǔ)。
　　 論文首先明確了綜合分析的思路，認為公路車輛安全行駛速度研究應(yīng)基于一定的道路條件和交通狀態(tài)。本文將道路條件等客觀因素決定的公路車輛最高行駛速度定義為臨界速度，臨界速度真實、定量地反映了行車條件的優(yōu)劣，是所有

4、研究工作的基礎(chǔ)。將交通狀態(tài)分為自由流狀態(tài)和擁擠狀態(tài)。自由流條件下，安全行駛的關(guān)鍵是選擇與道路條件相適應(yīng)的車速，由于影響因素都是確定量，因此采用安全系數(shù)理論進行研究；擁擠條件下，安全行駛的關(guān)鍵是跟車距離的保持和減速度的控制，由于影響因素存在隨機性和不確定性，采用可靠度理論進行研究。
　　 接著在對臨界速度進行研究時，論文提出了三維臨界速度確定方法，將限制車輛最高行駛速度的因素按軸向、橫向和豎向分為三類，三個維度上的限制因素分別對車

5、輛的最高行駛速度構(gòu)成限制，將限制值分別定義為軸向最高行駛速度、橫向最高行駛速度、豎向最高行駛速度。當三個維度上的限制速度大于車輛的最高行駛速度時，代表的意義是道路客觀條件良好，車輛的臨界速度為車輛性能決定的最高行駛速度；當有任一維度上的限制速度小于車輛的最高行駛速度時，車輛的臨界速度將不能達到車輛性能決定的最高行駛速度，臨界速度取值為三個維度中數(shù)值最小的限制速度。建立了臨界速度的計算模型，可以方便地計算臨界速度。
　　 在臨界速

6、度的研究基礎(chǔ)上，論文將傳統(tǒng)的安全系數(shù)理論引入公路交通安全領(lǐng)域，提出了速度安全系數(shù)的概念。從駕駛員的角度看，速度安全系數(shù)是為了保障行駛安全，將車輛的行駛速度控制在臨界速度的一定比例之下，臨界速度與車輛行駛速度的比值即為速度安全系數(shù)。從交通管理者的角度來看，速度安全系數(shù)是為了保障車輛的行駛安全，從車速控制和管理的角度出發(fā)，將公路的限制速度確定在臨界速度的一定比例之下，臨界速度與限制速度的比值即為速度安全系數(shù)。
　　 速度安全系數(shù)的研

7、究重點和關(guān)鍵在于確定合適的速度安全系數(shù)值，平衡安全和效率的關(guān)系。論文綜合3個方面對此問題進行研究。首先，以理論分析為主，研究速度安全系數(shù)對交通安全的作用機理，提出能保證交通安全的速度安全系數(shù)建議值；其次參考公路設(shè)計規(guī)范的設(shè)計要求，分析其暗含的對速度安全系數(shù)的要求；最后結(jié)合普通公路的交通事故案卷分析，研究速度安全系數(shù)與交通事故之間的關(guān)系。綜合以上3個方面的分析，提出速度安全的取值建議。速度安全系數(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域為公路限速值的確定，建立了基

8、于速度安全系數(shù)的公路限速值確定方法，并開發(fā)了配套軟件。論文對不良天氣條件下的安全行駛速度也進行了研究，并給出了詳細的速度選擇或控制表。
　　 論文對跟馳條件下的安全行駛速度問題進行研究，基于模糊數(shù)學和模糊推理等理論，分析一定條件下跟車狀態(tài)的安全可靠程度，建立了速度安全可靠度模型。借助Matlab提供的模糊邏輯工具箱，通過編寫速度安全可靠度計算函數(shù)，分析特定條件下跟車狀態(tài)的速度安全可靠度。根據(jù)仿真數(shù)據(jù)，對駕駛員提出保持2．5秒跟車