雙車道公路彎道行車軌跡特性研究.pdf

1、雙車道公路是我國(guó)公路網(wǎng)中最普遍的一種公路類型，約占國(guó)省道干線公路的90％以上，在綜合交通運(yùn)輸系統(tǒng)中發(fā)揮著巨大的作用。我國(guó)雙車道公路安全形勢(shì)十分嚴(yán)峻，根據(jù)公安部交管局的統(tǒng)計(jì)資料，公路交通事故中有60％以上發(fā)生在雙車道公路上，造成的死亡人數(shù)約占公路總死亡人數(shù)的60％左右。因此，有針對(duì)性地開展雙車道公路的交通安全問(wèn)題研究，對(duì)于提高公路網(wǎng)的整體安全水平具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 行車軌跡和車速一樣，是道路交通系統(tǒng)各要素作用于駕駛行為上的

2、另一種表現(xiàn)形式，也是評(píng)價(jià)道路線形設(shè)計(jì)的舒適性和安全性的重要指標(biāo)。傳統(tǒng)的道路路線設(shè)計(jì)方法以汽車行駛理論為基礎(chǔ)，假設(shè)車輛嚴(yán)格地按照設(shè)計(jì)行車軌跡線行駛，該理論假設(shè)必將導(dǎo)致按照現(xiàn)行規(guī)范指導(dǎo)的道路幾何線形設(shè)計(jì)，在承載實(shí)際的駕駛行為時(shí)產(chǎn)生功能上的偏差。在眾多的影響因素中，道路的線形條件是駕駛員行車軌跡決策行為的主要依據(jù)，因此，深入開展道路線形對(duì)行車軌跡行為的作用機(jī)理和規(guī)律研究，反過(guò)來(lái)再應(yīng)用研究成果指導(dǎo)優(yōu)化道路幾何線形的設(shè)計(jì)，誘導(dǎo)駕駛員按照預(yù)期的行車

3、軌跡線安全行駛，應(yīng)該成為道路線形安全設(shè)計(jì)研究的有效途徑。
　　 本文以雙車道公路為研究對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)道路路線設(shè)計(jì)的“安全可控”為根本目標(biāo)。從道路交通系統(tǒng)工程的角度出發(fā)，綜合考慮到駕駛員、車輛及道路(環(huán)境)三者之間的相互作用機(jī)理，采用計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的技術(shù)手段，針對(duì)彎道線形條件的特殊性和駕駛行為的復(fù)雜性，系統(tǒng)地開展雙車道公路曲線段行車軌跡特性研究。得到了雙車道公路曲線段行車軌跡特性動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及道路條件、車速對(duì)行車軌跡行為

4、的作用規(guī)律，提出了雙車道公路曲線段行車軌跡最大側(cè)向偏移量預(yù)測(cè)模型。
　　 論文首先論述了傳統(tǒng)應(yīng)用于汽車操縱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的駕駛員模型，應(yīng)用到道路條件-駕駛員行車軌跡行為仿真研究的可行性和存在的問(wèn)題。根據(jù)論文研究的對(duì)象和目的，在課題組楊軫博士提出的實(shí)際道路條件輸入的駕駛員方向控制模型的基礎(chǔ)上，以雙車道公路曲線段的車速和行車軌跡實(shí)驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)，以行車軌跡的最大側(cè)向偏移量為控制指標(biāo)，采用模型仿真和實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果近似逼近法，對(duì)模型的前視時(shí)

5、間參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定。提出了自由流交通環(huán)境下，駕駛員行車軌跡行為仿真研究的模型前視時(shí)間參數(shù)的取值標(biāo)準(zhǔn)。
　　 然后，應(yīng)用參數(shù)標(biāo)定后的駕駛員方向控制模型，在特定的線形條件及車速參數(shù)輸入的情況下，模擬駕駛員操縱車輛在曲線段行駛時(shí)的行車軌跡決策行為，系統(tǒng)地開展了雙車道公路曲線段行車軌跡特性研究。通過(guò)對(duì)各種線形技術(shù)指標(biāo)和不同車速參數(shù)輸入條件下的仿真研究，獲得了在自由流的交通條件下，駕駛員行車軌跡決策行為只受道路的自身?xiàng)l件影響時(shí)，雙車道公路曲

6、線段行車軌跡特性的一般規(guī)律，得到了平曲線半徑、緩和曲線長(zhǎng)、CCR(曲率變化率)、曲線超高、車速對(duì)行車軌跡特性的影響規(guī)律。
　　 最后，采用聚類多元回歸分析的數(shù)學(xué)方法，建立了雙車道公路曲線段行車軌跡最大側(cè)向偏移量預(yù)測(cè)模型。并以實(shí)驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)模型的預(yù)測(cè)精度和可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　 論文的研究是對(duì)“以人為本，安全至上”的道路路線設(shè)計(jì)新理念的繼承和發(fā)展，同時(shí)也是對(duì)道路路線安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的補(bǔ)充和完善。研究成果對(duì)于指導(dǎo)