一级公路弯道外侧超车道停车视距的计算方法分析

随着我国社会经济的快速发展,公路网的技术等级得到了进一步优化,一级公路的比重逐渐增加。具有中央分隔带的一级公路行车速度快,为了保证超车道停车视距,文章结合超车道的行驶特性,探讨超车道车辆行驶过程中驾驶员视点的位置选择,研究不同情况下外侧超车道横净距的计算公式,并提出横净距不足时可以采取的措施,以期为一级公路设计提供参考。

高速公路遮挡物高度对停车视距的影响

停车视距是保证行车安全的重要指标,多采用横净距公式法计算,但该法的使用条件均假定遮挡物高度对停车视距无影响,目前针对遮挡物高度对停车视距影响的定量研究报道极少。为了研究遮挡物高度对停车视距的影响,先在考虑遮挡物高度情况下对横净距公式进行了重新推导,后采用新公式分别研究了小客车和货车在不同遮挡物高度下,对曲线半径及横净距内移值的影响。结果发现,当遮挡物高度小于(视高+物高)/2时,采用新公式所计算的曲线半径较原横净距公式计算的曲线半径更小。据此,在工程设计中,应当考虑遮挡物高度对停车视距的影响,可减小工程规模,节约成本。

中外不同规范停车视距的计算与分析

随着越来越多的中国工程企业走向海外,加强国内外规范标准的对比分析研究,对项目的顺利实施至关重要。以坦桑尼亚高速公路设计项目为例,通过对比分析中、坦、美三国规范在停车视距计算及参数取值等方面的异同,提出了适用于坦桑尼亚项目的基于规范最小横净距的停车视距分析方法,并通过对多种视距改善措施的对比分析,提出了适用于该项目视距不良曲线路段的视距保障措施,用于指导项目路线平面设计,为国内外公路设计人员提供借鉴与参考。

高等级公路中央分隔带停车视距检验与改善设计

对于高速公路和一级公路的设计,应采用停车视距作为主要的视距标准。近年来,在高等级公路中,中央分隔带停车视距不足问题造成交通事故频发。在四川某高等级公路上,平面半径较小,对其停车视距进行检验,发现驾驶员视线与物体之间宽达1.1m的范围被遮挡,不满足中央分隔带停车视距要求。对原设计进行优化改善,将中央分隔带整体向内侧平移,并对圆曲线内侧路基加宽。

基于公路停车视距需求的平面指标量化研究

日常行车中,影响公路交通安全的道路因素包括路面、视距、线形、安全设施等,其中停车视距作为影响公路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绿化、防撞护栏、边坡及隧道结构等因素均可能影响驾驶员视线,影响停车视距。根据日常行驶习惯调查研究,对大货车和小客车的视点位置进行修正。基于《路线规范》停车视距要求,并结合《安评规范》,对不同时速不同车型的停车视距进行修正。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,推导出不同曲线路段满足停车视距的最小圆曲线半径计算公式,并提出了填方、挖方、高架、隧道,这4种路段曲线内外侧满足停车视距的圆曲线最小半径指标建议值。结合省内设计经验,在不满足停车视距时,例举较成熟有效的处理方法。

基于停车视距的强降雨环境下公路车辆制动安全可靠性研究

基于停车视距及可靠性理论,研究强降雨环境下公路车辆制动安全可靠性。从运动学原理出发,对AASHTO停车视距模型进行改进,并建立了强降雨环境下公路车辆制动安全可靠性模型。将车速、降雨强度和思索时间作为随机变量,利用蒙特卡罗模拟方法研究不同降雨强度、不同车速下公路车辆的制动安全可靠性及可靠性灵敏度。结果表明:改进AASHTO模型与原始AASHTO模型相比,停车视距计算值偏大,且差值随着车速的增大而增大;车速的变化对停车视距的波动程度影响较大,降雨强度的变化对停车视距的波动程度影响较小;利用确定性方法计算的雨天行车安全限速值偏于危险,基于可靠性方法可得到更为合理的雨天行车安全限速值;失效概率对随机变量均值的灵敏度存在一个极大值,失效概率对车速均值灵敏度和对思索时间均值灵敏度的极大值均随着降雨强度的增大而增大,对降雨强度均值灵敏度的极大值随着降雨强度的增大而减小;失效概率对随机变量标准差的灵敏度存在一个极大值和一个极小值,失效概率对车速标准差灵敏度和对思索时间标准差灵敏度的极大值及极小值的绝对值均随着降雨强度的增大而增大,对降雨强度标准差灵敏度的极大值及极小值的绝对值均随着降雨强度的增大而减小。

基于停车视距约束的高速公路弯道声屏障设置可行性研究

为探究高速公路弯道声屏障设置的可行性,基于横净距探究视距最差情况下弯道声屏障对停车视距的影响。通过HintCAD构建高速公路不同曲线类型、设计速度、车道数、圆曲线半径组合而成的曲线平面图模型,生成每种组合下平面图的视距包络图,共获得180组不同组合情况下的平曲线最大横净距。引入回归分析方法得到高速公路弯道路段满足不同停车视距约束的最大横净距与圆曲线半径之间的关系模型。根据关系模型和高速公路曲线路段实际横净距,计算出曲线路段加入声屏障后满足停车视距约束的最小圆曲线半径阈值,可用于判断曲线路段设置声屏障的可行性。

基于多因素的公路弯道停车视距计算模型研究

为了厘清弯道路段相关线形参数对停车视距的影响,在对弯道路段车辆行驶动力学分析的基础上,建立以制动初速度、平曲线半径、弯道超高、弯道纵坡及道路附着系数为自变量的弯道路段车辆制动模型;结合驾驶人和车辆的反应时间,根据运动学原理,构建弯道路段车辆安全停车视距修正模型,通过数值分析,提出弯道路段车辆停车视距计算方法,并将弯道路段车辆停车视距计算结果与《公路路线设计规范》规定值进行对比。结果表明,随着弯道纵坡坡度、超高的增大及弯道半径的减小,停车视距逐渐增加;模型计算值普遍大于规范规定值,特别是在高车速时二者的差别较大。

基于动态停车视距测算的山地城市道路平面设计优化研究

本文考虑行车过程中制动时间组成及影响因素,基于车辆弯道行驶轨迹线的几何三角函数,结合车辆动态行车视距修正系数及Matlab程序建立动态停车视距模型;以重庆十八梯片区厚慈街95号交叉口道路节点进行方案论证及优化。结果表明:结合车辆行驶轨迹线中的几何与设计参数,基于动态停车视距测算算法可输出动态停车视距线段端点坐标值以实现视距的可视化与可测量化;基于动态停车视距模型的视距计算值与规范值的最大误差率为12.45%,且优化规划道路前后的计算值均大于规范值,证实了该视距测算模型的可行性与适用性,研究结果为山地城市风貌保护区内道路停车视距的平面设计优化提供一种新的解决思路。

高速公路内侧车道小客车停车视距合理取值的研究

为了研究高速公路停车视距不足路段交通运行仍然较为平稳的问题,提出多车道高速公路内外侧车道停车视距计算参数采用不同取值方法。当车辆在高速公路内侧车道驶入较小的圆曲线路段时,驾驶员处于有预期的高警惕性驾驶状态,如果前方发现障碍物所做出紧急制动停车决策的反应时间要短于其他车道上的车辆;基于汽车制动减速度与高速公路路面摩阻力系数计算方法的反应时间:有预期的高警惕性驾驶状态紧急制动反应时间可取1.5 s,计算得到的停车视距称为"紧急制动停车视距",适用于高速公路内侧车道;舒适制动反应时间取2.5 s,计算得到的停车视距称为"舒适制动停车视距",其值与规范值基本一致,适用于高速公路内侧车道除外的其他车道。结果表明:当设计速度为80 km/h时,紧急制动停车视距所需要的圆曲线最小半径值与规范中圆曲线最小半径一般值基本一致,结合既有高速公路所谓停车视距不足路段交通运行平稳的调查,认为高速公路内侧车道采用紧急制动停车视距较为合理;当设计速度为100 km/h或120 km/h时,紧急制动停车视距所需要的圆曲线最小半径较规范中规定的圆曲线最小半径一般值大较多,不满足紧急制动停车视距要求的路段应采取限速等措施。

停车视距制动模型

从运动学原理出发,对停车视距的制动模型进行了改进,用制动减速度综合考察汽车制动这一复杂过程,规避了制动摩擦系数这一难以动态测量的变化参数.新的制动模型将汽车制动过程分为3个阶段:制动反应时间阶段、制动力上升时间阶段和全制动时间阶段,推导了在制动力上升时间阶段和全制动时间阶段的制动距离,得出新的停车视距计算公式.并与现有标准和规范的取值进行了比较,研究了差值的变化规律.结果表明:随着车速的增大,修正后取值与规范计算值的差异趋于增大;当车速小于60km/h时,修正取值与规范计算值的差值较小;当车速大于80km/h时,差值明显增大.在设计条件允许时可适当减小视距取值以降低工程造价.

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。

基于制动减速度的高速公路停车视距研究

为了研究《路线规范》中确定停车视距指标时采用设计速度的85%或90%与实际情况不符的问题,采用高速公路的实测各车道速度数据,分析了各车道的车辆运行速度分布特征。从运动学原理出发对汽车制动过程进行分析,将车辆制动过程分为驾驶人反应时间、制动系统协调时间及全制动时间3个时间段,建立了基于制动减速度的车辆制动模型,并对模型中驾驶人反应时间、制动减速度和运行速度等关键参数进行深入试验调查和分析研究。分别提出了平坡段小客车与货车在相对舒适和紧急制动两种情况下的停车视距建议值,并提出了不同纵坡条件下的货车停车视距修正值。结果表明:在平坡路段相对舒适情况下的停车视距与AASHTO中的规定值基本一致;紧急制动情况下的停车视距与我国规范值基本一致,比目前《路线规范》条文中采用折减后的设计速度计算停车视距的解释更加合理。纵坡对货车停车视距影响较大,因此纵坡段以货车停车视距为研究对象,并从安全角度考虑选择采用相对舒适的制动减速度得到的停车视距作为建议值,为《路线规范》规定的停车视距值的应用和解释提供了更好的依据。

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。

基于驾驶员视认性的山区双车道公路交叉口停车视距计算

针对山区双车道公路交叉口视距不良现象,通过分析驾驶员在交叉口的识认性特性,研究了山区双车道公路交叉口行车过程较平原区公路交叉口驾驶员增加转动头部或身体的时间过程。采用Smart eye 5.7眼动仪对驾驶员通过山区双车道公路交叉口的识认性进行实车试验,并根据驾驶员的注视时间（包括眨眼、扫视和注视时间）和山区公路交叉口几何数据（包括交叉角度和支路坡度）,分别建立了基于驾驶员视认性的无控交叉口和停让交叉口停车视距计算模型,并根据所建模型计算了山区双车道公路交叉口停车视距及其建议值,为山区公路交叉口的设计提供理论依据。

高速公路内侧车道采用紧急制动停车视距安全风险分析

由于规范规定的停车视距所需要的圆曲线最小半径,较规范规定的圆曲线一般最小半径大得多,使规范指标如何执行成为争议的焦点问题。根据高速公路内侧车道小客车停车视距合理取值的研究,认为高速公路内侧车道采用紧急制动停车视距较为合理,但紧急制动停车视距较规范值小,针对采用紧急制动停车视距究竟有没有安全风险或安全风险究竟多大这一问题,从高速公路内侧车道被占概率、停车视距不足时可能碰撞速度与风险,以及换道行为的可能性与换道概率等多角度进行了研究。研究表明:高速公路内侧车道被占可能性仅有3种,但概率都非常小;而且如果内侧车道仅被占半个车道时换道可能性较大,在2级服务水平时换道概率超过65%,最高达79.4%,3级服务水平时换道概率在50%左右;根据紧急制动停车视距与规范值相比较分析,即使出现碰撞事故,但经计算可能的碰撞速度低于20 km/h,碰撞造成的可能风险与损失较小;根据紧急制动停车视距与汽车刹车试验得到的刹车距离进行比较,刹车距离明显短于紧急制动停车视距,安全富余度较大;根据路面横向力系数验算,圆曲线最小半径远小于规范规定的圆曲线最小半径一般值。本研究认为山区高速公路采用紧急制动停车视距是合理的,安全风险非常小。

高速公路停车视距可靠性设计

针对高速公路的停车视距进行研究,在现行规范《公路路线设计规范》计算停车视距的基础上,考虑汽车实际的制动过程,将制动过程分为4个阶段:驾驶员的感觉反应阶段、制动系统的间隙消除阶段、制动力上升阶段以及完全制动阶段,改进停车视距计算模型;并引入可靠度理论,基于该模型构建视距可靠度功能函数,对"驾驶员反应时间、汽车运行速度、路面摩擦系数等"随机变量的随机性及其分布规律进行分析。采用一次二阶矩方法讨论现行规范的停车视距设计取值的安全可靠性,提出采用失效概率来描述行车视距的安全可靠性。根据《公路工程结构可靠度设计统一标准》,为满足高速公路对应安全等级的可靠度要求,计算在120,100,80 km/h共3种设计速度下的停车视距值,并结合实例验证计算结果具有较高安全性。研究结果表明:引入可靠度理论经改进后计算模型计算的停车视距值大于现行规范值,其安全可靠度也明显高于规范值,120,100,80 km/h速度下停车视距失效概率分别降低22.32%,13.2%, 18.9%;视距失效概率较大,表明视距设计不足,易引发交通事故,推行基于可靠度理论计算得到的停车视距值进行高速公路设计,可提高道路安全性。

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。

考虑停车视距的优化速度函数

在分析优化速度函数性质的基础上,提出有理函数型优化速度函数的一般表达式.该函数以曲线拐点对应的临界间距为特征控制参数,并能构造非凹基本图.利用临界间距的重尺度化关系式,采用停车视距构建一种新的优化速度函数,以表征人-车-路环境交互影响下的司机驾驶行为.与其他优化速度函数对比分析后可以发现,新的优化速度函数能够更好地反映与驾驶行为关联的流密关系数据散布、通行能力变化等实际交通特征.

凝冰路面弯道路段停车视距计算方法

考虑到我国公路路线设计规范中停车视距计算未涉及弯道参数及路面凝冰引起的路面摩阻系数降低等严重危害车辆行驶安全的因素,以AASHTO模型为基础,通过分析弯道路段车辆行驶时的受力、路面摩阻系数、超高、圆曲线半径等因素推导了凝冰路面弯道路段停车视距计算模型,得出了最不利情况下凝冰路面弯道路段停车视距参考值。当路面发生凝冰现象时,若车辆以交通安全法规规定的冰雪路面最高车速30 km/h行驶,通过对比该行驶速度下凝冰路面弯道路段停车视距与我国规范规定的停车视距可知,没有发挥道路的最大通行能力。以现有道路设计采用的停车视距反算出在役路面发生凝冰现象时的安全行车控制速度,为凝冰路面弯道路段车辆安全行驶控制提供参考。