隧道出入口車輛軌跡分析

曾粵

摘 要：為了提高隧道出入口路段的安全性，得到隧道出入口路段的車輛運行特性，對隧道出入口的車輛進行軌跡分析和換道分析，在重慶主城區(qū)選擇了3條高速公路隧道和3條快速路隧道，利用無人機航拍，采集了快速路隧道和高速公路隧道出入口的軌跡偏移值，并記錄了車輛的換道特性。結果表明：隧道出口段的偏移值比隧道入口段的偏移值更集中;在出、入洞口處斷面的軌跡偏移值范圍均為-50 cm～50 cm，隧道外的軌跡偏移值范圍在-100 cm～100 cm;隧道出入口段的換道車輛的行駛軌跡主要集中在距離隧道進洞口100 m～250 m之間。

關鍵詞：軌跡偏移;隧道出入口;道路安全

駕駛員駕駛車輛在隧道入口處一般為顯著的減速過程，而駕駛在隧道出口則表現(xiàn)為加速過程[1]。王雪松等[2]研究了不同車道寬度下的車輛運行特征，分析表明車道寬度對車輛運行速度和軌跡偏移沒有影響。在白天，駕駛人駕駛車輛到隧道進洞口處時，會覺得洞內很黑暗，而駕駛人駕駛車輛到隧道出口時，會覺得洞口外很亮，光線變化對比均很強烈，因此在隧道進口和出口易出現(xiàn)“黑洞效應”和“白洞效應”現(xiàn)象，且“白洞效應”對行車的影響大于“黑洞效應”[3]。車輛的行駛速度大小與離散程度與事故的嚴重程度和事故發(fā)生率密切相關。方仲權[4]建立了能計算出隧道群路段限速值的模型，以可變限速方法為基石，緩解交通擁堵問題，并建立可變限速模型。馬聰[5]等建立了多元統(tǒng)計回歸的隧道路段運行速度模型。趙友功[6]對隧道黑點進行辨別，并提出了提升交通安全的方法。

1 車輛軌跡偏移值分析

由于在出入洞口處，車輛會產生白洞效應或黑洞效應，且進入隧道前和出隧道后的行駛環(huán)境也不相同，因此，研究不同斷面對車輛軌跡偏移值的影響。通過分析得出，出口段偏移值比入口段偏移值更集中，入口段兩個斷面的偏移值差的均值為12 cm，出口段兩個斷面的偏移值差的均值為9 cm;在出口段，出隧道后的軌跡偏移值相對出洞口處的偏移值向右。在出、入洞口處斷面的軌跡偏移值范圍均為-50 cm～50 cm，隧道外的軌跡偏移值范圍在-100 cm～100 cm，在進入隧道前和出隧道后的軌跡偏移值比隧道洞口處的離散性大，這可能是因為隧道外道路更開闊，駕駛員的駕駛自由度增加。入洞口和出洞口處的軌跡偏移值變化趨勢相同。

2 車輛換道分析

車輛換道也是影響隧道出入口交通安全的重要因素。車輛換道是為了獲得更好的駕駛環(huán)境，或者是駕駛員為了達到期望的速度行駛而進行換道。在高速公路隧道出入口路段，從中間車道換道到快車道的車輛比例最高，這是因為換道車輛中小車比例最高，而且小車傾向于往快車道靠攏，這是由于小車動力性能好，小車駕駛員追求較快的行駛體驗。

對高速公路進洞口路段和出洞口路段進行觀察分析，可發(fā)現(xiàn)車輛換道起終點特征。高速公路入口段換道車輛的行駛軌跡主要集中在距離隧道進洞口150 m～250 m之間，出口段換道車輛的行駛軌跡主要集中在距離隧道出洞口130 m～225 m之間。進洞口前150 m車道分界線變?yōu)椴豢勺兊赖膶嵕€，出洞口后140 m車道分界線變?yōu)榭勺兊赖奶摼€，隧道洞口前的車輛換道行為主要在可變道虛線的和不可變道實線的分界點附近發(fā)生。通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，當駕駛人駕駛的車道正前方20 m～90 m有車輛時，駕駛人也會想換道，提前換道，以獲得更好的駕駛體驗并且使得換道行為更安全。

在快速路隧道入口段，車輛從中間車道換道到快車道的比例最高，在快速路隧道出口段，車輛從慢車道換道到中間車道的比例最高。通過對快速路進洞口前路段和出洞口后路段進行觀察分析，可發(fā)現(xiàn)車輛換道起終點特征。快速路入口段換道車輛的行駛軌跡主要集中在兩個區(qū)段，分別是距離隧道進洞口100 m～150 m之間和隧道進洞口175 m～250 m之間;出口段換道車輛的行駛軌跡主要集中在距離隧道出洞口110 m～160 m之間。進洞口前130 m車道分界線變?yōu)椴豢勺兊赖膶嵕€，出洞口后100 m車道分界線變?yōu)榭勺兊赖奶摼€，隧道洞口前的車輛換道行為主要在可變道虛線的和不可變道實線的分界點附近發(fā)生。通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，當駕駛人駕駛的車道正前方20 m～60 m有車輛時，駕駛人也會想換道，提前換道，以獲得更好的駕駛體驗并且保證駕駛安全。

3 結論與研究展望

（1）在高速公路隧道出入口路段，換道車輛中小車比例最高，而且小車傾向于往快車道靠攏;在快速路隧道入口段，車輛從中間車道換道到快車道的比例最高，在快速路隧道出口段，車輛從慢車道換道到中間車道的比例最高。

（2）在高速公路隧道路段，當駕駛人駕駛的車道正前方20 m～90 m有車輛時，駕駛人也會提前換道;在快速路隧道路段，當駕駛人駕駛的車道正前方20 m～60 m有車輛時，駕駛人會提前換道。

（3）車輛在隧道入洞口和出洞口處的軌跡偏移值變化趨勢相同。

參考文獻：

[1]楊軫，郭忠印.隧道進出口車速變化研究[J].上海公路，2006（1）：48-51.

[2]王雪松，王婷，陳亦新.基于駕駛模擬技術的公路隧道車道寬度運行影響分析[J].中國安全科學學報，2016，26（6）：36-41.

[3]胡立偉，陳政，張婷.基于高原地區(qū)高速公路特長隧道路段的跟車特征與安全性研究[J].公路交通科技，2018，35（1）：112-120.

[4]李雪玲.高速公路長隧道車輛運行速度分析與安全措施研究[D].西安： 長安大學，2012.

[5]方仲權.山區(qū)高速公路隧道群路段限速技術研究[D]. 西安： 長安大學，2017.

[6]馬聰，張生瑞，王亞群.高速公路隧道路段小客車運行速度預測模型[J].長安大學學報（自然科學版），2018，38（4）：95-101.

[7]趙友功.高速公路隧道速度特性分析及安全策略研究[D].西安：長安大學，2010.