運(yùn)行速度在山區(qū)公路線形設(shè)計(jì)中的運(yùn)用研究

袁慶洲

(重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院， 重慶 400074)

運(yùn)行速度在山區(qū)公路線形設(shè)計(jì)中的運(yùn)用研究

袁慶洲

(重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院， 重慶 400074)

近些年來(lái)，由于設(shè)計(jì)速度的不斷改進(jìn)，我們使用的設(shè)計(jì)速度在平原地區(qū)的高等級(jí)公路具有良好的適應(yīng)性，在面對(duì)山嶺公路尤其是曲率變化極大的復(fù)雜線性組合的公路時(shí)很難取得好的應(yīng)用效果。雖然這些年我國(guó)加入了基于運(yùn)行速度曲線的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)。但目前V85統(tǒng)計(jì)模型與公路實(shí)際的行駛速度很大差距，根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果建立關(guān)系模型，最后提出了行駛軌跡——行駛速度協(xié)同控制的山區(qū)公路平面線形設(shè)計(jì)新方法。

山嶺公路；運(yùn)行速度；行駛軌跡；V85統(tǒng)計(jì)模型

1 設(shè)計(jì)速度的特性

設(shè)計(jì)速度方法的思想是假定駕駛?cè)瞬倏v車輛以恒定速度沿道路中線行駛，然后用設(shè)計(jì)速度來(lái)決定道路幾何要素的取值。這種假設(shè)適用于平原地形設(shè)計(jì)速度60km/h的公路行駛特征。設(shè)計(jì)人員通過(guò)曲線半徑與路幅寬度合理組合，能使曲線路段和直線路段速度符合。行駛速度沿行駛方向基本是恒定的。

2 山嶺地區(qū)中的運(yùn)行速度設(shè)計(jì)

1山區(qū)公路在少數(shù)困難急彎或彎坡組合，行駛速度接近設(shè)計(jì)速度在大多數(shù)非受限地段實(shí)際行駛速度都遠(yuǎn)高于此值，因此按照設(shè)計(jì)速度得到的超高，曲線半徑，視距等指標(biāo)不能滿足實(shí)際需要。

2運(yùn)行速度基于駕駛?cè)藛T沿道路中線行駛，根據(jù)道路線性的幾何條件來(lái)調(diào)整行駛速度。用V85來(lái)決定道路幾何要素的取值的設(shè)計(jì)思想。體現(xiàn)了道路平曲線對(duì)駕駛員速度選擇的影響，很大程度上提高了道路選擇的一致性，相鄰曲線半徑R協(xié)調(diào)性得到了明顯的改善，目前在使用運(yùn)行速度方法在設(shè)計(jì)公路線性時(shí)，只調(diào)整 R一個(gè)指標(biāo)，而其他幾何變量，轉(zhuǎn)角、回旋線、偏轉(zhuǎn)方向、彎曲線段直線長(zhǎng)度和路寬得到調(diào)整。在真實(shí)的公路上駕駛?cè)藛T對(duì)預(yù)期行駛速度的選擇主要依賴于汽車預(yù)期行駛軌跡的曲率特征。對(duì)曲率軌跡起控制作用的是前方道路的整個(gè)幾何特征并非半徑R唯一控制。汽車軌跡和曲率還受到駕駛習(xí)慣和車輛性能的影響。

3 運(yùn)行速度在山區(qū)道路的研究

根據(jù)軌跡曲率在車輛動(dòng)力性能和行駛安全性舒適性的基礎(chǔ)上，決策出典型速度控制習(xí)慣對(duì)應(yīng)的控制速度，用行駛軌跡和行駛速度控制道路幾何要素的取值，由于半徑、轉(zhuǎn)角、回旋線、彎間距、偏轉(zhuǎn)方向和路幅寬度等要素能改變道路幾何邊界。因此這些要素變化時(shí)，行駛速度和行駛軌跡必然發(fā)生變化、因此以行駛軌跡和行駛速度作為設(shè)計(jì)參量，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)上述全部幾何要素的設(shè)計(jì)控制。

研究工作主要是基于行駛軌跡——行駛速度協(xié)同控制路線，分析地形條件，車道數(shù)量，駕駛員類型，車型和連續(xù)行駛速度的關(guān)聯(lián)和影響，探討行駛速度的波動(dòng)特性與設(shè)計(jì)車速之間的偏差，研究公路上行駛車輛的橫向加速特性。根據(jù)汽車行駛特性的測(cè)試結(jié)果，闡述了橫向加速度與軌跡半徑及速度之間的負(fù)相關(guān)關(guān)系，分析復(fù)雜道路汽車軌跡的決策方法，通過(guò)研究公路線性與車輛性能及行車干擾等因素對(duì)軌跡決策行為的影響機(jī)理和約束機(jī)制，建立典型方向控制下復(fù)雜道路行駛軌跡決策模型，分析道路環(huán)境，車輛性能對(duì)速度選擇行為的約束機(jī)制以及行駛軌跡——行駛速度之間的耦合機(jī)理，建立山區(qū)公路行駛速度決策模型和動(dòng)態(tài)求解算法。

4 結(jié)語(yǔ)

基于運(yùn)行速度的道路線性方法尤其適用于起伏地形的高速公路設(shè)計(jì)，這些公路由于要順勢(shì)地形，減少環(huán)境影響，線性復(fù)雜變化率大，車輛行駛處于不利狀態(tài)，經(jīng)常發(fā)生車輛駛離路面的惡性事故。本設(shè)計(jì)方法可以適應(yīng)此種需求，與復(fù)雜線性結(jié)合緊密。

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