摘要：为了从多个维度对比直圆连接路段回旋线与K型线的差异,分析对比K型线与回旋线在横向运动、侧倾运动和横摆运动3个自由度下的动力学差异,验证K型线作为缓和曲线的可行性的同时,研究分析车辆在基于K型线的直圆连接路段上的行车稳定性。利用K型线航向角特点,从微分和解析几何角度分析验证K型线和回旋线的曲率及曲率变化率状态。利用动力学软件CarSim对5种基于不同设计速度建立的道路模型进行仿真模拟,选取车辆横向加速度、车辆侧倾角、车辆横摆角及车辆方向盘转角4个指标作为评价依据,分析车辆在由2种不同缓和曲线连接的直圆连接路段上行驶时,其行车稳定性、驾驶人舒适性的状态差异。采用熵值法对各指标进行赋权,综合比较由K型线和回旋线连接的直圆路段的优劣。研究结果表明:K型线具有曲率及曲率变化率连续的优点;在设计指标相同条件下,K型线上车辆的各维度稳定参数均满足现有《公路路线设计规范》(JTG D20—2017)要求,且优于回旋线;随着设计速度的减小,K型线与回旋线之间的差异愈加明显,K型线在行车稳定性和舒适性方面的优势愈显著;在设计速度相同的前提下,K型线在驾驶稳定性、驾驶人行车舒适性方面整体优于回旋线;在设计速度较小时,K型线的优势更显著,可将K型线应用于设计速度较小的道路线形设计中,以保证并提高道路行车的稳定性及舒适性。

摘要：为研究辅助车道长度确定的基本原理和合理长度,采用无人机航拍视频及YOLOv3目标检测算法提取双车道出口辅助车道路段车辆的原始轨迹数据,通过卡尔曼滤波和Frenet坐标系转换,得到了车辆微观换道特性和速度分布特征。以修正双曲正切函数换道模型拟合换道轨迹,左、右换道拟合优度分别为97.48%、97.62%。根据路段车辆运行和微观换道特性,建立了双车道出口辅助车道长度计算模型,将辅助车道划分为右换道段、反应段、等待段和左换道段4个组成部分。研究表明:出口辅助车道长度中最主要的影响因素是换道长度,其与行驶速度正相关,和《路线规范》相比,明确了辅助车道最小长度的计算原理,界定了辅助车道的范围,为设计中灵活运用提供了参考。

摘要：互通式立交主线同侧相邻入口净距是影响车辆通行效率与安全的关键因素,但规范中对相邻出入口净距的规定未区分相邻入口和出口的异同,且未考虑匝道设计速度及车道数,所规定的相邻入口最小净距存在不合理的地方。以互通式立交主线同侧相邻入口最小净距为研究对象,通过分析此区域车辆运行特性,确定了相邻入口最小净距的计算模型是由加速车道及合流安全视距构成。首先,调查合流区数据,得到了符合实际的加速车道特征断面速度,以确定提速段长度。基于3阶爱尔朗分布,确定了等待段长度,同时考虑车辆换道需求,采用双曲正切换道模型确定了渐变段长度,由提速段、等待段以及渐变段共同组成加速车道长度。其次,通过对相邻入口处驾驶员视距的研究,分析了反应距离、决策距离、换道距离以及减速距离,得到合流安全视距。最后,组合加速车道长度和合流安全视距,提出了不同主线、匝道设计速度和匝道车道数下的相邻入口最小净距建议值。结果表明:主线与匝道的设计速度差越大,所需要的相邻入口净距越大;下游入口匝道为双车道时,规范中规定的最小净距值难以满足要求;主线设计速度较高或主线与匝道设计速度差值过大时,若采用规范中的规定值作为相邻入口净距,则无法满足车辆安全运行的要求。

摘要：针对目前有关高速公路互通式立交合流路段主线圆曲线最小半径研究较少的现状,且分流与合流区主线圆曲线最小半径指标相同的问题开展研究。明确合流视距是合流路段主线圆曲线最小半径的主要影响因素,对合流视距和合流段圆曲线最小半径分别展开研究。通过分析合流路段主线车辆的交通行为特征与驾驶人的操作特点,建立合流视距计算模型,并计算合流视距推荐值。考虑左偏和右偏曲线2种工况以及驾驶人视线的遮挡,建立满足合流视距的主线圆曲线最小半径计算模型。利用无人机进行数据调查,得到主线合流路段最外侧车道中车辆的视点位置横向分布规律,通过数据统计和分析,提出最外侧车道视点位置推荐值。将合流视距和视点横向位置推荐值应用于圆曲线最小半径计算模型中,得到满足合流视距的主线合流路段左、右偏圆曲线最小半径推荐值。研究结果表明:合流路段的圆曲线最小半径要求低于出口路段,且推荐值低于现有规范中的互通区圆曲线最小半径。研究内容重新定义了入口合流视距计算方法,并区分了不同工况下主线圆曲线最小半径建议值,对现有规范进行了补充和细化。研究结果加强了合流路段线形指标选取的灵活性,并为设计人员利用图解法初步检验合流段视距提供了思路。

摘要：为解决现有匝道连续分流间距规定未考虑匝道设计速度及车辆换道紧急程度,导致匝道设计速度较高时相邻出口间距不足车辆紧急换道的问题,开展匝道连续分流间距研究。首先,基于车辆运行特征并考虑换道安全性,将驾驶人在匝道连续分流区的操作过程划分为4个阶段:减速过程、标志认读过程、等待过程和换道过程。其次,基于实测车辆运行轨迹,提出了考虑换道紧急程度的sigmoid换道轨迹模型,并通过拟合优度检验证明了该模型对匝道连续分流区的适用性。最后,分析了间距模型中参数的取值,提出了匝道连续分流最小间距推荐值。结果表明:sigmoid换道模型对于匝道中车辆左换道和右换道的拟合优度分别可达97.83%和96.63%,拟合精度较高,能够准确描述匝道连续分流区的换道行为。提出的间距计算模型符合车辆行驶特点,与轨迹吻合度高;当匝道设计速度在小于60 km/h和大于60 km/h时,匝道连续分流最小间距分别受主线设计速度和匝道设计速度控制,设计速度较高的匝道所需间距明显更长。与《公路路线设计规范》(JTG D20—2017)和《公路立体交叉设计细则》(JTG/T D21—2014)中规定值相比,当匝道设计速度小于60 km/h时,间距推荐值与规定值相近;当匝道设计速度大于60 km/h时,规定值偏小。提出的最小间距推荐值,可为设计人员对该指标的灵活设计提供参考。

摘要：《公路路线设计规范》(JTG D20—2017)中对互通式立体交叉同侧入口与下游出口(简称连续入出口)之间的间距尚未规定,当连续入出口距离较小时,交织车流相互影响,不仅降低通行能力,还会影响区域交通安全.本研究选择苜蓿叶立交主线设置集散车道的情况,通过分析此区域车辆运行特性,确定连续入出口最小间距的计算模型.根据《公路通行能力手册》确定交织类型与交织区车辆速度等关键参数,计算出交织区长度与饱和度,并对交织区长度和服务水平进行检验,提出苜蓿叶立交集散车道连续入出口最小间距推荐值.利用VisSim软件构建连续入出口路段的交通仿真模型,以冲突率为安全性评价指标,对不同设计速度组合下最小间距推荐值的仿真冲突率进行评价.结果表明,推荐的入出口最小间距安全水平为安全、较安全和临界安全,故间距推荐值合理.研究成果可为苜蓿叶立交集散车道的连续入出口设计提供参考,完善相关规范与设计细则.

摘要：为减少互通式立交分流区事故数,提高分流区道路运行安全性,考虑识别视距在分流区的重要性,提出了满足识别视距的分流区主线竖曲线最小半径计算模型与推荐值。计算模型中假定道路中线竖曲线半径与识别视距曲线一致,在几何理论分析的基础上,分别考虑了凹形竖曲线、凸形竖曲线两种不同的情况。凹形竖曲线分别考虑了夜间车照前灯与跨线构造物两个控制因素,凸形竖曲线则考虑视线将受到竖曲线最高顶点处的遮挡为控制因素,从而提出了基于识别视距的分流区主线竖曲线最小半径计算模型。结合《公路路线设计规范》相关指标的推荐值,基于分流区主线竖曲线最小半径计算模型,推算得到了满足识别视距的凹形竖曲线与凸形竖曲线的最小半径推荐值,并与《公路路线设计规范》的竖曲线最小半径规范值进行了对比。结果表明:凹形竖曲线的最小半径受夜间行驶时的车照前灯控制,满足车照前灯控制的夜间行驶所需要的凹形竖曲线最小半径均大于满足跨线构造物所需求的凹形竖曲线最小半径值;互通式立交区主线满足同等的推荐识别视距的凸形竖曲线半径比凹形竖曲线半径大得多,互通式立交范围内主线应尽量采用凹形竖曲线,采用凹形竖曲线相对于凸形竖曲线更有利于识别高速公路出口。

摘要：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。

摘要：针对山区高速公路互通式立交入口至隧道入口净距过小而无法满足车辆顺利完成操作、极易导致车辆在隧道入口处发生交通事故的问题,对高速公路互通式立交入口与隧道入口路段的最小净距进行了研究。首先,分析了该路段车辆的行驶特性,考虑了标志视认、判断决策、车辆换道等实际驾驶需求与隧道入口过渡段要求,分别建立了互通式立交入口与中、短隧道和长隧道入口的最小净距计算模型。其次,对净距模型中所涉及的车辆运行特性展开了数据调查与分析,验证了双曲正切换道模型与此类路段车辆换道轨迹具有高度适配性,并确定了车辆运行速度、换道长度等模型关键参数,提出了不同车道数和服务水平等条件下最小净距建议值。最后,基于最小净距研究的条件和结果,提出了互通式立交入口与隧道入口路段交通安全保障措施。结果表明:互通式立交入口与隧道入口的最小净距与基本路段限速值、服务水平、车道数、隧道类型等多因素相关。同时,将研究结果与《公路立体交叉设计细则》(JTG/T D21—2014)对比,发现细则中规定的最小净距值偏小,这从一定程度上解释了目前这种路段事故多发的原因。研究为今后在实际工程中的灵活设计和安全保障措施的设置提供了参考。

摘要：客货分离高速公路上采用客、货专用出口时,因减速车道上车型不同,其车道长度应有别于客货混行形式。基于跟踪雷达实测车辆在出口范围内的运行数据,构建了驶出车辆速度与减速距离之间的回归函数,并采用拟合优度选择方法,确定了单车道减速车道长度计算模型;根据实测数据和回归函数,确定了减速车道长度计算模型中的减速度、初速度、分流鼻运行速度等关键参数的取值,提出了减速车道长度和渐变率的建议值。研究结果表明:出口范围内大多数车辆减速过程为一次匀减速,且减速起点为渐变段起点,减速车道由渐变减速段和等宽减速段构成;货车专用减速车道长度大于客车专用减速车道的长度,我国规范规定的减速车道长度基本满足客车驶出减速的需要,但不满足货车所需减速长度,驶出的货车需要在主线上提前减速。