基于平纵组合的山区高速公路连续下坡路段行车安全评价方法

受制于地理和经济条件,山区高速公路在建设中不可避免会存在连续下坡路段,其中平纵组合路段对车辆稳定性和安全性提出了更高的要求。为分析山区高速公路连续下坡平纵组合路段的行车安全,利用西南山区高速公路数据,以80 km/h的设计速度,在连续下坡路段的不同位置、不同平纵组合工况构建了驾驶仿真实验。根据驾驶者的心理数据、车辆速度变化数据和横向偏移数据推出综合评价指标;将综合评价指标与平曲线半径和纵坡进行相关性分析;再通过累计频率图划分评价阈值;提出了基于平纵组合的连续下坡路段行车安全评价方法,并依托评价方法提出了连续下坡路段坡顶、坡中和坡底位置的平纵组合设计建议值;并以西南山区某高速公路为例对该评价方法进行了应用与验证。研究结果表明:该方法能为高速公路连续下坡路段的行车安全评价提供有效的参考依据。

速度350km/h高速铁路长大下坡地段闭塞分区设置方法研究

通过分析长大下坡道闭塞分区长度对CTCS-3级和后备CTCS-2级列控系统的影响,指出二者对闭塞分区长度的需求完全相反,并针对CTCS-3级列控系统的行车许可回缩、速度突降等问题的产生原因进行分析。阐述坡度、闭塞分区长度与不同列控模式下列车运行速度、追踪间隔时间等要素之间的关系,制定闭塞分区设置的基本原则。检算典型坡度下闭塞分区长度设置的合理区间范围及相应追踪间隔时间,指出坡度超过-30‰后将无法兼顾不同列控等级下的运行速度。设计模拟退火算法,根据闭塞分区设置原则及闭塞分区取值规律,给出压缩求解空间、提高求解效率的方法。以郑万高速铁路长大下坡地段为例,对闭塞分区设置进行优化,在不考虑其他约束的前提下,与设计院优化方案相比,本求解优化方案在确保CTCS-3级控车模式下允许速度可达350 km/h的同时,将CTCS-2级控车模式下的允许速度提高30 km/h,追踪间隔时间压缩23 s。

一次强下坡风爆发机制分析

应用地面观测站、ERA5再分析资料和高分辨率的WRF模式分析了一次美国博尔德(Boulder)的强下坡风事件,此次强下坡风暴爆发的机制是高空急流带断裂导致动量下传到背风坡山脚处。进一步分析表明,强下坡风的爆发与天气尺度系统高压脊过境及局地的背风坡重力波有关。在焚风的作用下,背风坡持续变暖导致重力波加强并转竖,侵蚀对流层顶的急流带,最终导致急流带断裂,高空动量下传至地面,强下坡风暴在背风坡爆发。

山区公路下坡路段车辆事故形态分析及设计阶段追尾风险评估

以云南某高速为例,从交通事故车辆类型占比、交通事故形态等方面对山区高速全路段与下坡路段交通事故数据进行分析和对比,结果显示:下坡路段相较于全部统计路段,大型车事故比例增大64.0%,中型车事故比例增大128.9%,小型车事故比例降低93.4%,差别较为明显。下坡路段的设计和管理方面除应重点关注大型车外,还应提升对中型车行驶安全的关注。全路段与下坡路段交通事故数据中,追尾碰撞占比均超过半数。提出基于蒙特卡洛方法的路段坡度及公路运营管理速度快速验证方法,考虑路段坡度、车辆速度、跟车距离、降雨环境下路面附着系数等参数,可在公路设计阶段快速简便地为下坡路段相关设计参数的验证提供辅助,并对车辆追尾碰撞风险进行评估。

郑万高铁长大下坡道区段闭塞分区划分与列控系统匹配性研究

针对郑万高铁长大下坡道区段列控系统与闭塞分区划分不匹配导致列车ATP系统允许速度突降的问题,研究长大下坡道区段闭塞分区划分与列控系统的匹配性。基于CTCS2-200C和CTCS3-300H型列控车载设备软件制动模型进行仿真计算,得出郑万高铁长大下坡道区段闭塞分区符合性检算结果。经验证郑万高铁襄阳至万州段下行线反向闭塞分区长度CTCS2-200C检算结果存在不符合项两处;上行线反向轨道电路信息许可长度CTCS3-300H检算结果存在不符合项一处。由于反向运行为特殊运行场景,建议纳入铁路局列车运行管理办法,以解决检出问题对列车运行的影响。本项研究实现了跨专业技术融合验证闭塞分区设计与列控系统匹配性的方法,可供其他类似工程参考与借鉴。

公路长大下坡试验路段安全坡长设计分析

以某公路长大下坡试验路段为例,在提出此类路段关键控制指标以及交通事故的发生原因后,构建小客车运行速度预测模型和货车制动毂温度预测模型,采用SPSS软件分析刹车轮毂温度的影响因素以及彼此间存在的影响机制,并预测长大下坡路段安全坡长的取值。经过本次研究,为该类特殊路段的设计工作提供参考,严格控制坡长及相关关键参数,提高长大下坡路段的设计水平,保障车辆行驶安全。

公路连续长大下坡路段事故分析及安全措施研究

在高山区域修建公路时常需要设置连续长大下坡路段,坡度较长,不良因素的交互作用机理复杂,交通设计难度较高,且比普通路段的事故发生概率更高、危险性更大。为确保公路连续长大下坡路段的交通安全,详细探究了该类路段交通安全的影响因素,包括交通、线形设计、车辆组成和驾驶人员等,并分析了车辆在长下坡行驶途中的速度变化规律,据此针对性地提出安全保障措施,为有效提升山区公路连续长大下坡路段的行驶安全性提供参考。

基于温升原理的长下坡智能监控预警系统设置技术

为提升长下坡智能监控预警系统在长下坡路段的交通安全保障作用,基于温升模型、制动器温度阈值分级、货车停车视距、安全制动距离、路侧构筑物、道路条件等,提出了长下坡智能监控预警系统的设置原则,并提出一种安全、经济、高效的长下坡智能监控预警系统设置技术,最后选取某高速长下坡路段对其可行性进行了验证。研究结果表明,所提设置原则可为实际工程中长下坡路段智能监控预警系统的设置提供理论依据,提升高速公路长下坡路段主动安全防护性能,降低长下坡路段行车安全风险。

长下坡路段淋水对货车刹车片温度影响量化研究

为量化淋水降温对货车刹车片温度的影响,便于淋水设备、加水设施的设计,通过实车制动升温试验,采集淋水与不淋水状态下刹车片的温度,选取达到衰减温度、失效温度的时长、刹车片温度提升速率等指标对采集数据进行分析。结果表明:相较于不淋水降温,淋水降温可延长50%车辆刹车片达到衰减温度时间、12.18%车辆刹车片达到失效温度时间;淋水状态下,刹车片温度提升速率降低了9.93%。

济潍高速公路仰天山互通I匝道大下坡地段架梁施工技术

本文以济南至潍坊高速公路仰天山互通I匝道桥大下坡地段架梁施工为例,结合施工现场实际情况,针对高速公路匝道桥大下坡地段架梁施工作业的工程施工重难点,从运梁车和架桥机的选用、运梁线路的选择、箱梁的运输作业要求、架桥机过孔及下坡段架桥机稳定性控制、箱梁架设过程作业要点和施工安全管控措施几个方面阐述大下坡地段架梁施工情况。

存在长大下坡道时进站信号机外方发码距离研究

针对列车运行于长大下坡道时存在的行车安全隐患、行车效率低等问题,分析列车运行过程中列车制动距离,给出存在长大下坡道时的发码距离设置及特殊短区间设计优化措施,保证行车安全。

高速公路长大下坡路段的事故预测模型研究

近年来,高速公路长大下坡路段交通事故发生率较高,但对事故形成原因研究较少。依据某省高速公路交通事件管理系统(TIMS)监测数据,分析判断出高速公路事故的主要原因是道路自身的线形因素。高速公路下坡路段交通事故类型按事故主体可分为车车碰撞类、车路碰撞类和车辆自身类。建立3个交通事故回归模型,分析得出事故主要致因和次要致因,明确道路线形指标变化对交通事故数量的影响。在此基础上,提出了一系列针对性的交通安全改善措施和建议。

基于DQN算法的货运列车长大下坡运行优化算法研究

为解决货运列车在长大下坡区段进行循环制动调速时,不合理的制动与缓解时机容易导致列车运行不安全的问题,文章以SS6B型电力机车牵引C80货车作为研究对象,建立基于质量带的列车动力学模型,将列车运行效率、运行安全性以及闸瓦磨损作为优化目标,综合考虑区段限速和制动缸充风时间约束,提出基于深度Q网络(deepQ-network,DQN)的列车长大下坡优化运行曲线智能生成算法,并通过与环境交互搜寻最优循环制动工况转换点。其利用经验回放和双网络机制对训练样本进行批采样,并通过对神经网络状态输入进行预处理;采用变ε-greedy策略对动作空间可行域进行探索,构建基于值函数的损失函数;通过批梯度下降方法对网络参数进行迭代更新。利用Matlab搭建仿真测试环境,仿真结果表明:通过随机生成入坡速度对列车长大下坡运行任务进行训练,累积奖励随训练次数逐渐收敛,验证了该算法的收敛性和泛化性;训练完成后,不同入坡速度下生成的优化运行曲线能够控制列车在达到限速之前施加空气制动,并在充风结束后缓解,保证了列车安全、高效运行,进一步验证了算法的有效性;另外,通过对不同学习率以及不同网络输入预处理后分布范围的平均累积奖励曲线对比,验证了该算法能够提升收敛速度和稳定性。该研究结果为进一步优化货运列车长大下坡区段运行曲线生成方法、保障列车运行效率和安全提供了参考。

以甘肃为例分析公路长下坡路段主要问题及改善建议

我国地势西高东低,山地和丘陵占全国总土地面积近1/2,特别是中部西部地区,由于受地势落差大、公路建设难度大、人口稀疏及资金受限等因素影响,早期建设的公路普遍存在指标偏低、路幅偏窄、安全设施不足等问题,陡坡、长下坡路段随处可见。车辆在长下坡路段行驶时因频繁踩踏制动,使得车内刹车片、轮毂等制动器温度急剧上升,特别是重型、重载货车,容易出现制动器“热衰退”及刹车失灵现象,导致较大以上交通事故常有发生。因此,长下坡路段也常成为事故多发路段,而这些长下坡路段因事故多发也常被人们称为“死亡之路”。

一种长大下坡道运行场景下重载列车驾驶策略

本文分析我国重载线路和列车特点,基于移动闭塞制式为我国重载列车在长大下坡道运行场景下的列车驾驶策略提出一种可行的建模及求解方法。首先,结合重载列车实际运行,考虑列车运行驾驶策略相关约束条件,建立重载列车动力学模型。然后,设计一种改进的粒子群算法对重载列车的驾驶策略进行求解。最后,基于部分朔黄铁路线路数据,对所提出模型与算法进行仿真验证与分析。仿真实验证明,在安全性与准时性方面,采取所提出的算法求解得到的重载列车能满足实际驾驶的要求。

强化风险防控保障长下坡路段通行安全

近年来,我国公路长下坡路段交通事故呈上升态势,公路长下坡路段交通安全问题涉及人、车、路、管理和环境等多方面,构成要素复杂,交通安全隐患多、管理难度大。各地公安交管部门从设施、车辆、人员、管理等多个角度入手,精准施策、综合治理,有效破解长下坡路段交通安全风险隐患问题,提升长下坡路段安全通行能力。本期专题聚焦公路长下坡路段交通安全,刊发重庆、温州、南平等地公安交管部门工作经验,并就如何做好公路连续长陡下坡路段交通安全管理提出建议。

温州:推动长下坡防控管理体系见成效

鉴于地形、地貌、地质等条件制约,山区高速公路部分路段多采用连续长坡设计,但在惯性作用下,长坡路段容易成为交通事故多发路段,特别是长下坡路段,事故发生率更高。S26诸永高速公路温州段25公里长下坡路段地处浙江省温州市永嘉县山区,受地理条件和山区特定气候的影响,自2010年开通以来至2016年10月,共发生511起交通事故,造成12人死亡,呈事故多发态势。

基于合成坡度的连续下坡路段货车行车风险评价方法

为了分析高速公路连续下坡平纵组合路段的货车行车风险要素及其影响情况,提出了合成坡度和制动毂温度风险因素,利用货车事故率量化行车风险,研究了风险因素交互作用。首先,基于制动距离表征制动效能的角度,通过行车动力学仿真试验发现了货车制动衰退与道路的合成坡度在影响货车平纵组合路段行车风险方面存在一定交互作用。然后,以2013—2020年雅西高速公路3处连续下坡路段原始交通数据处理与分析为基础,基于实际事故数据,通过聚类及相关性分析方法揭示了合成坡度-制动毂温度-货车事故率内在的指数增长相关性。最后,采用非线性回归法拟合了相关性曲面函数,择优构建了货车事故风险度量方程,结合风险分级标准提出了高速公路连续下坡路段货车行车风险评价方法并进行了实例验证。结果表明:二元非线性指数函数能够较好地解释货车在连续下坡平纵组合路段发生的事故风险变化规律,通过对风险模型剖析,合成坡度与制动毂温度的交互作用主要体现在合成坡度5%以上和制动毂温度200℃以上的组合路段,交互作用导致货车行车风险的急剧增大。研究结果可为高速公路连续下坡路段道路线形优化、安全措施布设尤其是避险车道布设提供有效的参考依据。

基于改进非支配排序遗传算法的重载列车长大下坡运行策略

选择合适的制动缓解时机是重载列车长大下坡安全运行的关键,而列车循环制动要综合考虑线路坡度、区间限速、副风缸再充风时间等多种因素,现有的列车驾驶优化算法存在收敛速度慢和局部搜索能力不足等问题。因此,对非支配排序遗传算法(NSGA-II)进行改进,以最短空气制动距离和最高运行效率为优化目标,构建基于INSGA-II(改进NSGA-II)的重载列车长大下坡循环制动优化模型。一方面,采用动态拥挤度和精英保留方式选择个体,同时加入劣质种群自动修复策略,保证解的多样性的同时保留优秀个体;另一方面,在NSGA-II中引入变邻域搜索策略(VNS),以解决NSGA-II局部搜索能力不足的问题。最后选取朔黄铁路一段长大下坡道实际线路数据,仿真得到最优的工况转换序列,并生成列车驾驶曲线,证明了所提方法的有效性。

基于可靠度理论的高海拔连续下坡线形指标研究

为了解决在高海拔地区进行连续下坡路段线形设计时,其技术可行性与经济合理性之间的矛盾,从货车下坡过程中轮毂制动热衰退的安全影响出发,基于可靠度理论对高海拔连续下坡路段线形指标进行了研究。招募7名经验丰富的货车驾驶人,选用东风4轴货车作为试验车型,分别在西藏的拉萨-林芝路段和昌都-邦达机场路段进行了货车的轮毂温升试验,记录了货车轮毂温度变化数据。利用小波理论对实测数据进行了降噪处理,通过数据分析将温升模型定义为适应于高等级公路与低等级公路的分段模型,结合降噪后的数据对国内较为经典的两个轮毂温升模型进行了修正。通过对比分析确定了适应于不同等级公路及制动方式的最优温升模型,修正后的模型R^(2)均大于0.8,有较强的解释性。以此温升模型为基础,构建了相应的连续下坡可靠度模型。以260℃为极限温度,结合货车载重及行驶速度的分布参数,分别计算了高等级公路与低等级公路不同坡度坡长指标组合的可靠度,以85%与95%作为不同等级公路的安全可靠度阈值,计算得到了高海拔连续下坡的坡度坡长组合。结果表明:现行设计规范中连续下坡设计指标偏保守;基于可靠度理论得到的下坡指标可为设计人员在高海拔连续下坡进行线形设计提供合理的理论依据。