高速公路车辆轨迹摆动特征与小客车道宽度研究

为明确车辆在高速公路车道保持阶段行驶过程中的轨迹横向摆动行为特征,利用高速公路无人机航拍的车辆轨迹数据集,基于车辆位置坐标提取行驶轨迹和速度,计算车辆在自然驾驶状态下的轨迹摆动特征指标,包括轨迹横向摆动的幅度和在摆动周期内的纵向行驶距离,分析不同车型的速度分布特征,研究行驶速度和车道位置对车辆轨迹横向摆动指标的影响。结果表明,尽管小型车和大型车的车身尺寸和动力性能存在显著差别,但两者的轨迹摆动幅度在整体上基本相同,两种车型的摆动幅度平均值分别为0.587 m和0.560 m,摆动周期内的行驶距离分别为252.95 m和251.99 m;车辆轨迹的横向摆动幅度对速度变化不敏感,不会随速度增加而增大,在高速条件下趋于平稳甚至下降,同样,摆动周期内的行驶距离与行驶速度之间未见显著相关性;不同的车道位置对轨迹摆动行为有一定影响,对小型车而言,车道位置由内向外变化时,轨迹摆幅有一定的增加趋势,而大型车的轨迹摆幅则是中间车道最小;国内高速公路车辆轨迹摆幅略高于德国HighD数据集的分析结果,但整体上非常接近;根据车辆轨迹的横向摆动幅度特征,可以确定高速公路小客车专用车道(或是小客车专用高速公路)的行车道宽度建议值,设计速度取100~120 km·h^(-1)时,小客车行车道宽度的最小值和一般值分别为3.00 m和3.25 m。

小客车专用匝道超高设计研究

为保障专用匝道上车辆安全行驶,充分有效地利用道路资源,进一步提升道路安全性与服务水平,丰富专用匝道超高指标研究,结合我国对圆曲线超高设置的规定及国外对于最大超高值设置情况,考虑客货分离公路特点,参考现行JTG B01—2014《公路工程技术标准》和JTG/T D21—2014《公路立体交叉设计细则》中建议的客货混合行驶道路最大超高值设置,采用力学分析计算方法,基于小客车行驶安全性、乘客舒适性、环境因素、施工养护、交通组成等因素,提出了非冰雪状态下高速公路小客车专用匝道的最大超高值宜为10%;冰雪环境下最大超高值宜为8%的建议;分析对比点质量-刚体计算模型(PMR)与点质量-悬挂计算模型(PMS)的优缺点,提出了适用于小客车专用匝道的超高计算模型;基于小客车专用匝道上车辆普遍超速行驶的现状,从安全角度考虑,对AASHTO推荐的超高与横向力系数分配模型进行了优化改进,提出了一种新的、基于危险速度的、适应于小客车专用匝道超高计算的超高与横向力系数分配模型。该模型能保证低速或正常行驶小客车横向稳定性,也能明显改善高速行驶小客车横向稳定性和舒适性;依据新的分配模型提出了小客车专用匝道不同设计速度和半径区间超高设置建议值。