高速公路運行車速預測模型及其應用研究.pdf

1、“以人為本、安全至上”是我國公路建設新時期的新理念和指導思想。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。在公路設計階段消除各種可能的安全隱患，制定和采取相應安全的公路設計策略尤為重要。車速是公路幾何設計的控制技術指標，基于運行車速理念的公路線形設計理論與方法是解決公路安全設計問題的核心技術，也是公路安全設計的發(fā)展趨勢。因此，有必要深入開展我國運行車速理論及其應用研究。
　　 本文以我國不同類型高速公路及運行車輛

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)，以運行車速為中介指標，將車速、交通安全、道路線形有機結(jié)合為一個整體，對基于運行車速的高速公路線形安全性設計與評價中的關鍵技術和理論，即高速公路運行車速預測模型及高速公路線形設計一致性評價模型及評價方法進行了深入研究。
　　 論文首先提出運行車速及其特征指標的概念，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行了研究，采用分布假設檢驗方法確定了車速特征分布形式

3、，運用統(tǒng)計學原理，根據(jù)車速頻率分布及累積頻率分布函數(shù)，提出運行車速特征指標及其量化方法。
　　 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、橫線形技術指標對車速及公路安全性的影響機理，提出表征公路線形客觀安全性的公路線形綜合指標的概念，并對各單項線形指標與綜合指標的一致性關系進行了研究；采用系統(tǒng)建模方法，分別構(gòu)建平、縱、橫線形綜合指標函數(shù)，對線形描述函數(shù)中各參數(shù)進行了標定；基于空間幾何學原理及公路線形設計特點

4、，以平、縱線形綜合指標為主，橫斷面線形指標作為修正的方式，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、車道寬度等指標的三維公路線形綜合指標描述模型，同時對線形綜合指標的敏感性進行分析。
　　 針對高速公路典型代表車輛--小客車和大型載重車的運行特點，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與運行車速的相關性研究基礎上，注重前后線形對運行車速的影響，考慮車輛運行車速的連續(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)公路線形綜合指標的累積效果與運行車速的相關性分析，分別構(gòu)建適用于我國4～8車道高速公路Ⅰ類指標、Ⅱ類指標A型車和D型車的運行車速預測模型并進行了參數(shù)標定：采用統(tǒng)計檢驗原理，對預測模型進行了有效性檢驗。
　　 論文以道路安全設計與線

6、形設計一致性的理論為基礎，根據(jù)線形設計一致性研究的特點，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，提出車速標準差、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；以運行車速特征指標及事故率分別作為道路線形設計一致性評價與安全性研究量化指標，通過分析兩者之間的相關性，建立基于多項運行車速特征指標的高速公路線形設計一致性綜合評價模型；根據(jù)我國的實際情況，確定了我國高速公路安全性服務水平，提出線形設計一