高密度立交出入口车辆纵向运行特性

为明确车辆在高密度互通立交主线入口、出口以及连接段的纵向运行速度特征,在重庆市选取了5座立交为研究对象,开展了47名驾驶员的小客车实车驾驶试验。通过speedbox和mobileye等实验仪器采集的数据,包括车辆运行速度、纵向加速度等,对数据进行处理并按入口、出口及连接段分类提取数据,绘制出对应的速度曲线图,以明确车辆在高密度互通立交出入口以及连接段的纵向运行特性。分析结果表明:入口处速度趋势有两类,平行式入口是上升-平稳,直接式入口是持续上升,平行式入口速度均值高于直接式,平行式入口速度标准差小于直接式;不同类型入口对驾驶人的加速操作选择具有一定影响;平行式入口在纵向加速度均值上较直接式入口低;出口处速度分布整体呈平稳下降趋势,平行式的运行速度均值低于直接式,但速度标准差却更高;出口速度变化特征点受驾驶人在主线出口减速偏好性影响;平行式出口减速度最大值与均值均大于直接式;相邻立交净距较短时,连接段的速度变化较为平缓,并且不同驾驶人的速度幅值比较接近;而常规净距的相邻立交,连接段的速度波动性大且离散。研究成果为高密度互通立交出入口及连接段的安全性评价以及安全改善提供了理论支撑以及基础数据支撑。

基于HRI的高密度立交群出入口驾驶人精神负荷

为明确驾驶人在高密度互通立交出入口时精神负荷变化与驾驶环境的相关性,选取重庆市主城区内环快速路上4座立交(3座小净距立交及1座普通立交)作为研究对象,开展了47位驾驶人的实车驾驶试验。使用生理仪连续采集了驾驶人的心电数据,计算了驾驶人经过立交分流点、合流点前后的心率增长率(heart rate increase,HRI),以HRI作为驾驶人精神负荷评价指标,明确了驾驶人在立交出口和入口的精神负荷变化规律,对出口和入口的精神负荷进行了对比,并分析了环境熟悉程度及分流方向对驾驶人精神负荷的影响。结果表明:小净距立交出入口驾驶人HRI存在6种变化模式,较普通立交出入口存在的5种变化模式更多样化;小净距立交出口和入口的HRI均值变化呈相反的趋势,且HRI均值及特征分位值均表现为入口HRI略大于出口HRI;合流和分流行为都会使驾驶人的精神负荷产生明显波动;立交间距离过短,会导致驾驶人经过立交出口和入口时的HRI增大,精神负荷增加;环境熟悉程度对驾驶人经过立交出口和入口分合流点时的HRI存在显著影响,驾驶人第2、3次经过相同立交出口和入口时的HRI波动明显减小;驾驶人经过立交左侧分流点时的HRI较右侧分流点更高,精神负荷更大。

高密度立交出入口区段车流量对驾驶人精神负荷影响

要为明确高密度互通立交行驶环境下,主线车流量对出入口区段驾驶人精神负荷间的影响,在重庆市内环快速路高密度互通立交群进行自然驾驶实车试验,使用Physiolab生理检测仪连续采集驾驶人在行驶过程中的心电数据,用于统计各驾驶人的心率指标变化情况。本次试验基于主成分分析法选择心率变异率指标RMSSD(root mean square of successive differences)、LFnorm(low frequency norm)、HFnorm(high frequency norm)、LF(low frequency)/HF(high frequency)以及心率突变率指标HRMR(heat ratemutation rate)作为驾驶人精神负荷的评价指标,记为主成分F 1和主成分F 2,并建立评价模型。结果表明:驾驶人在小净距立交出入口区段行驶时,立交主线车流量的大小会影响驾驶人的精神负荷;当驾驶人驶入立交主线时,三次模型对入口段车流量与主成分F 2的拟合效果最好,呈开口向上的三次曲线,曲线谷值点出现在2级流量水平处,模型显著;当驾驶人驶出立交主线时,一次线性模型对出口段车流量与主成分F 1的拟合效果最好,模型显著。

高速公路主线同侧相邻单车道入口与出口最小间距研究

《公路路线设计规范》和《公路立体交叉设计细则》中对主线同侧相邻入口与出口最小间距的规定缺失。为指导设计人员合理选择其指标,提高主线合分流路段交通安全,以主线同侧相邻单车道入口与出口最小间距为研究对象,在分析国内外相关研究的基础上,界定了主线同侧相邻入口与出口间距。通过分析前后合分流区交通量、服务水平、车流密度、构造长度等的影响,考虑变速车道长度和出口标志前置距离的要求,建立了满足合、分流区交通服务水平的主线同侧相邻单车道匝道入口与出口最小间距的计算模型,并提出了无辅助车道情况下高速公路主线同侧相邻单车道入口与出口最小间距推荐值。在此基础上,结合驾驶人对标志的识认过程,建立了满足安全舒适的相邻合分流区预告标前置距离计算模型,提出了不同道路与驾驶特征状态下的标志合理设置位置建议。结果表明:同侧相邻单车道入口与出口最小间距与主线和匝道设计速度、匝道连续入、出口的设计形式均有关系。本研究一定程度上弥补了《公路路线设计规范》和《公路立体交叉设计细则》中关于主线合分流区最小间距指标的空白,为主线同侧相邻合分流区最小间距的设计提供了参考。

基于自然驾驶数据的高密度立交出入口车辆轨迹特征研究

互通式立体交叉是道路交通网络重要的节点,而随着相邻立交之间的间距不断缩小,逐渐形成了高密度立交群,容易造成交通拥堵,加大驾驶负荷和事故风险。为明确在高密度立交群出入口区段的运行风险和安全隐患,在重庆内环路选取了1簇高密度立交群作为研究对象,开展了实车驾驶实验。使用车载仪器采集自然驾驶状态下车辆轨迹数据,包含速度、实时行驶位置以及车辆中心与两侧车道线之间的横向距离;基于对实测数据的深度分析,明确立交出入口的车辆轨迹形态以及车道选择行为特征和驾驶人性别对轨迹形态的影响关系,挖掘车辆驶离(汇入)主线过程中的换道行为特征和驾驶风险影响因素。结果表明:(1)出入口类型对车道选择和轨迹形态有明显影响,相比于平行式出口,直接式出口的轨迹更顺畅,换道次数更少;(2)驾驶人在净距较近的2座立交驶入驶出时,进入主线路段更倾向选择辅助车道或者最外侧车道行驶,以减少换道次数;(3)出入口附近的主线车道数变化会影响驾驶人的车道选择行为;(4)驶离主线时,平行式出口的换道持续时间要高于直接式出口,而入口类型对于换道时间没有显著影响,78%驾驶人的换道时间为5~10 s;(5)出口区段的运行风险高于入口区段,可在出口区段最右车道左侧设置白色实线禁止跨越同向车道线,长度范围以渐变段起点向前50 m一直覆盖至分流点处。

公路出入口密度与交通安全的关系研究

为研究公路出入口密度与交通安全的关系,基于宁波市8条国、省道5年的交通事故数据资料,采用危险系数方法计算死伤损失折算系数,以当量百万车千米事故率作为交通事故研究指标,通过回归分析方法,得到一级公路、二级公路和三级公路不同设计速度下出入口密度与百万车千米交通事故率的关系。结果表明,公路出入口密度与交通事故率呈显著的线性关系。公路交通事故率增长系数随着公路技术等级和设计速度的提高而提高。公路技术等级和设计速度越高,随着出入口密度的增加,其交通事故率增加越快。