高速公路運(yùn)行車速預(yù)測模型及其應(yīng)用研究.pdf

1、“以人為本、安全至上”是我國公路建設(shè)新時(shí)期的新理念和指導(dǎo)思想。目前，我國公路事業(yè)發(fā)展迅速，但也存在較為突出的交通安全問題。在公路設(shè)計(jì)階段消除各種可能的安全隱患，制定和采取相應(yīng)安全的公路設(shè)計(jì)策略尤為重要。車速是公路幾何設(shè)計(jì)的控制技術(shù)指標(biāo)，基于運(yùn)行車速理念的公路線形設(shè)計(jì)理論與方法是解決公路安全設(shè)計(jì)問題的核心技術(shù)，也是公路安全設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢。因此，有必要深入開展我國運(yùn)行車速理論及其應(yīng)用研究。
　　 本文以我國不同類型高速公路及運(yùn)行車輛

2、為研究對象，從道路交通系統(tǒng)主客觀安全性的角度出發(fā)，以運(yùn)行車速為中介指標(biāo)，將車速、交通安全、道路線形有機(jī)結(jié)合為一個(gè)整體，對基于運(yùn)行車速的高速公路線形安全性設(shè)計(jì)與評價(jià)中的關(guān)鍵技術(shù)和理論，即高速公路運(yùn)行車速預(yù)測模型及高速公路線形設(shè)計(jì)一致性評價(jià)模型及評價(jià)方法進(jìn)行了深入研究。
　　 論文首先提出運(yùn)行車速及其特征指標(biāo)的概念，通過對高速公路大量斷面車速的數(shù)據(jù)觀測和分析，針對斷面車速分布特征進(jìn)行了研究，采用分布假設(shè)檢驗(yàn)方法確定了車速特征分布形式

3、，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，根據(jù)車速頻率分布及累積頻率分布函數(shù)，提出運(yùn)行車速特征指標(biāo)及其量化方法。
　　 在高速公路線形研究方面，分析了反映公路線形空間幾何特征的平、縱、橫線形技術(shù)指標(biāo)對車速及公路安全性的影響機(jī)理，提出表征公路線形客觀安全性的公路線形綜合指標(biāo)的概念，并對各單項(xiàng)線形指標(biāo)與綜合指標(biāo)的一致性關(guān)系進(jìn)行了研究；采用系統(tǒng)建模方法，分別構(gòu)建平、縱、橫線形綜合指標(biāo)函數(shù)，對線形描述函數(shù)中各參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定；基于空間幾何學(xué)原理及公路線形設(shè)計(jì)特點(diǎn)

4、，以平、縱線形綜合指標(biāo)為主，橫斷面線形指標(biāo)作為修正的方式，并考慮橋梁、隧道等結(jié)構(gòu)物的影響，建立包括曲率、曲率變化率、曲線轉(zhuǎn)角、縱坡度、車道寬度等指標(biāo)的三維公路線形綜合指標(biāo)描述模型，同時(shí)對線形綜合指標(biāo)的敏感性進(jìn)行分析。
　　 針對高速公路典型代表車輛--小客車和大型載重車的運(yùn)行特點(diǎn)，在不同線形條件下車速變化規(guī)律以及公路幾何線形空間綜合指標(biāo)與運(yùn)行車速的相關(guān)性研究基礎(chǔ)上，注重前后線形對運(yùn)行車速的影響，考慮車輛運(yùn)行車速的連續(xù)性變化及駕駛

5、員視覺需求，確定車輛行駛中前方100m至250m有效注視范圍為前方線形對車速的影響范圍；根據(jù)不同類型車輛的加減速性能，確定后方200m加減速長度范圍為后方線形對車速的影響范圍；通過對前、后線形影響范圍內(nèi)公路線形綜合指標(biāo)的累積效果與運(yùn)行車速的相關(guān)性分析，分別構(gòu)建適用于我國4～8車道高速公路Ⅰ類指標(biāo)、Ⅱ類指標(biāo)A型車和D型車的運(yùn)行車速預(yù)測模型并進(jìn)行了參數(shù)標(biāo)定：采用統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)原理，對預(yù)測模型進(jìn)行了有效性檢驗(yàn)。
　　 論文以道路安全設(shè)計(jì)與線

6、形設(shè)計(jì)一致性的理論為基礎(chǔ)，根據(jù)線形設(shè)計(jì)一致性研究的特點(diǎn)，確定路段劃分方法；針對行車中車速的協(xié)調(diào)性和連續(xù)性需求，提出車速標(biāo)準(zhǔn)差、車速變異系數(shù)、客貨差極差比、斷面車速差、車速降低系數(shù)、路段車速離散度等指標(biāo)；以運(yùn)行車速特征指標(biāo)及事故率分別作為道路線形設(shè)計(jì)一致性評價(jià)與安全性研究量化指標(biāo)，通過分析兩者之間的相關(guān)性，建立基于多項(xiàng)運(yùn)行車速特征指標(biāo)的高速公路線形設(shè)計(jì)一致性綜合評價(jià)模型；根據(jù)我國的實(shí)際情況，確定了我國高速公路安全性服務(wù)水平，提出線形設(shè)計(jì)一