基于运行速度的隧道进出口线形安全性评价

为提高隧道进出口行车安全性,通过对隧道进出口车辆运行速度变化特征及线形过渡的分析,构建反映平纵组合特征的隧道进出口线形综合描述模型;以运行速度差为线形安全性评价指标,提出安全性评价标准;采用数理统计方法,建立线形过渡综合指标与运行速度差的关系模型。结果表明:隧道进出口运行速度差与隧道线形过渡技术指标及前一个断面运行速度均相关。建议在隧道进出口线形设计中,根据设计车速的不同,参考线形过渡技术指标建议值进行安全性评价。     

基于视觉负荷的公路隧道进出口环境改善范围

在大量动视点行车实验的基础上,提出了以"瞳孔面积最大瞬态速度值"(MTPA)为视觉负荷评价指标.利用该指标对高速公路隧道进出口驾驶员视觉障碍与驾驶视觉舒适性及视觉负荷程度进行了相关分析,得出隧道进出口在白天、夜间不同限速条件下视觉环境应加强改善的范围,并提出了利用植物、照明加强及路面色彩等改善隧道进出口"黑洞"或"白洞"效应的措施.     

公路平面线形与驾驶员视觉搜索模式相关性分析

为定量描述驾驶员视觉搜索模式与公路平面线形的相关性,基于眼动试验展开对驾驶员视觉搜索模式的研究.首先通过室内试验获得驾驶员在不同公路平面线形条件下的眼动指标;其次,从宏观层面到微观层面分析驾驶员视觉搜索模式与平面线形的相关性;最后,通过室外试验分析验证室内试验的有效性和结论的可靠性.结果表明:在不同平面线形条件下,驾驶员注视持续时间具有显著差异性.此外,平曲线半径、缓和曲线A值与驾驶员注视持续时间有明显的相关性.应用拉格朗日中值定理发现,当平曲线半径R>1.5 km或直线段结束前100 m时驾驶员注视持续时间变化显著,即为驾驶员视觉搜索变化的关键点.     

互通式立交出口匝道分流鼻端平纵组合指标研究

为研究不同平纵线形指标条件下的互通式立交出口匝道分流鼻端行车安全性,采用小客车行车动力学仿真的方法,建立人、车、路仿真模型.通过改变分流鼻端的圆曲线半径、纵坡坡度,模拟不同条件下的行驶工况,分别对分流鼻端进行了平面线形和纵断面线形研究,得出不同工况条件下的车辆侧向加速度的响应输出,分析不同线形指标参数对分流鼻端行车安全的影响.研究结果表明:在匝道出口分流鼻端处,长缓和曲线+小半径圆曲线线形组合安全性优于短缓和曲线+大半径圆曲线线形组合.当主线设计速度为120 km/h(分流鼻处的设计速度为70 km/h),纵坡为-5%时,车辆的侧向加速度最大值为0. 58g,此时车辆侧滑危险性较大,建议设计中分流鼻端纵坡小于等于-4%.为保障分流鼻端行车安全,主线设计速度为120 km/h时,分流鼻端圆曲线半径为350 m,则纵坡应小于-3. 5%;当圆曲线半径为300 m,则纵坡应小于-3%.主线设计速度为100 km/h时,分流鼻端圆曲线半径为300 m,则纵坡应小于-4%;圆曲线半径为250 m,则纵坡应小于-3. 5%.     

公路平纵线形施工偏差计算机辅助检测方法

提出了与公路中线检测点对应的公路设计中线点的判定准则以及寻找对应设计中线点的算法即步长压缩摆动趋近法;分析论证了基于判定准则及步长压缩摆动趋近法,即将公路平面线形偏差分解为垂直于路线方向的横向偏差以及沿路线方向的纵向偏差;讨论了步长压缩摆动趋近法与公路平面线形计算机辅助计算结合中的公路平曲线类型编码以及平面线形曲线段的区间判别等问题.依据路基设计高程种类、超高旋转方式及超高缓和各阶段,公路中线路面高程与路基设计高程有所不同,对公路纵断面检测偏差进行了修正.在此基础上构建了公路平纵线形施工偏差计算机辅助检测方法,并予以应用.     

加速度变化对道路平面线形行车舒适性评价方法

公路行车舒适性与平面道路线形密切相关,在分析车辆在不同道路线形下运行特性的基础上,提出采用加速度和加速度变化对道路平面线形舒适性评价的方法,阐述横向加速度、轴向加速度与舒适性的关系及评价指标。通过分析加速度的变化对舒适性的影响,建立加速度变化率模型和加速度干扰模型。用加速度干扰表示速度摆动大小和变化频繁度,给出在直线、缓和曲线、圆曲线路段上加速度干扰的离散化模型。通过对不同道路线形的实例仿真,定量分析加速度变化率对舒适性的影响,以加速度干扰大小分析不同线形路段条件对行车舒适性的影响程度及变化趋势,并针对不同道路线形给出提高舒适性的改善方法。仿真结果表明,该评价方法为检验道路平面线形舒适性提供了参考依据。     

路线设计中车辆行驶速度预测模型

在初定路线技术指标的条件下 ,综合考虑平面、纵断面和横断面三方面的影响 ,建立了行驶速度预测模型 ,用于检验、评价和控制技术指标和线形设计 ,达到线形协调和运行安全的目的。在纵断面预测中提出极限功率法的思路 ,在平面预测中引入了曲度 -路面宽度 -速度的方法。通过路段试验 ,实现了检验、评价线形设计的作用。     

基于交通安全的道路线形分析

道路线形设计的合理与否,对交通的安全畅通具有极其重要的影响.围绕交通安全这一理念,研究道路条件对交通安全的影响,分析平面线形、纵断面线形以及平面线形与纵断面线形的组合与交通事故的关系,从而在道路线形设计中把握交通安全,预防和减少交通事故.     

单洞螺旋隧道平曲线半径选择及运营安全对策

山区高等级公路在路线布设时往往因条件受限而需要在较短路段集中升坡或降坡。螺旋展线因比回头展线具有更好的线形指标而被采用,在避开不良地质,克服大高差、大纵坡方面取得了较好的效果。通过对云南某二级公路新安螺旋隧道的控制线形安全性指标:停车视距、曲线内侧车道横净距、临界最小圆曲线半径及运营安全的检验计算,来保证隧道平面线形的安全性,以寻求一个具有代表性的小半径螺旋曲线隧道安全的线形方案及运营安全对策。     

马宅顶枢纽互通式立交设计探讨

介绍马宅顶枢纽互通式立交的总体设计及主要结构物的设计,并对复杂地形条件下,互通区平面线形指标的采用及车道数平衡与基本车道数连续等进行了有益的探讨。     

山区高速公路隧道群路段安全评价

为提高山区高速公路隧道群路段的行车安全性,通过对隧道群路段特征断面车辆速率及驾驶员心理、生理指标变化特征的分析建立了隧道群路段结构物长度和几何线形指标对车辆速率差以及驾驶员心率增长率的影响关系模型.结果表明,对于由2座隧道组成的隧道群,隧道连接段小型车的最大速率差受前一隧道和连接段的长度影响较大,大型车的最大速率差受连接段的长度以及纵坡影响较大;在第1座隧道的出口,驾驶员心率增长率受前一隧道和连接段长度的影响较大,而在第2座隧道的进口,驾驶员心率增长率受连接段长度以及隧道进口平纵线形综合指标的影响较大.在对关系模型进行验证分析的基础上,结合国内外相关研究成果,提出了基于速率差和心率增长率的隧道群路段安全评价方法.     

高速列车行驶速度对隧道壁面气动压力影响的数值模拟

壁面气动压力长期循环作用是高速铁路隧道衬砌掉块的重要诱因，为研究高速列车行驶速度对壁面气动压力基本特征的影响规律，采用三维数值仿真模拟对隧道典型位置(入口段、洞身段以及出口段)壁面气动压力进行研究。结果表明:列车车头经过使得监测横断面气动压力差异性增强，表现出显著的三维特征。隧道入口段气动压力三维特征主要受压缩空气所占体积大小以及与隧道入口之间距离的影响，气动压力三维特征随着进入隧道入口距离的增加而减弱，并逐渐向一维特征转变。列车车头驶入隧道入口后，车尾驶出隧道出口前，洞身段不同测点位置的气动压力正峰值主要受车头进入隧道入口诱发压缩波的影响，纵轴中断面测点气动压力负峰值与峰峰值大于洞口段。车尾驶出隧道出口后，出口段测点气动压力负峰值大于入口段，正峰值小于入口段。隧道出口段气动压力三维特征与入口段相似，但列车行驶速度以及测点与隧道出口之间距离对气动压力三维特征的影响机制更为复杂。     

动视点指标与隧道进口平曲线半径

以高速公路隧道路段驾驶员视点变动为研究对象,在传统的平均注视时间动视点指标、注视时间比率动视点指标基础上,根据大量动视点行车实验,考虑驾驶员注视时间、注视频率、视力角等眼动特征,提出了基于视点平面分布的动视点指标,以评价驾驶员视觉信息加工水平．利用该指标对隧道进口平曲线安全性进行评价,结果表明平曲线半径不宜小于450m．     

基于微观驾驶行为的城市隧道出入口安全评价

对南京市的西安门隧道进行实车试验,并采用Dikablis眼动仪及心生理检测仪获取7名驾驶员眼动及心生理行为指标,同时采集车辆行驶车速,加速度等数据,通过因子分析法提取并分别建立城市隧道入口和出口综合指标F_E.F_E为反映微观驾驶行为的综合指标用以评价城市隧道出入口的安全性.根据隧道历史事故数据划分该综合指标安全等级的阈值,可用于从微观驾驶行为的角度评价城市隧道出入口区域的安全性.     

基于驾驶仿真的海底隧道出入口段视觉减速标线有效性

为提高海底隧道出入口段行车安全性，研究海底隧道出入口段不同视觉减速标线方案下驾驶员视觉特征变化规律。本文共设置了6种视觉减速标线方案，对26名驾驶员进行了室内驾驶仿真实验，采集了车速、注视点占比、瞳孔直径和察觉距离等数据，通过分析和处理数据判断视觉减速标线的有效性，分别建立了海底隧道出入口段车速与驾驶员瞳孔直径的回归模型，在海底隧道入口段二者呈非线性关系；出口段二者呈线性关系。采用驾驶员问卷调查法对视觉减速标线有效性进行了验证。结果表明：在海底隧道出入口段共设置的6种视觉减速标线方案均对驾驶员视觉特征有显著影响；与其他标线方案相比，白色鱼刺形减速标线设置下驾驶员瞳孔直径、A区域注视点占比、察觉距离和错觉影响最大，有助于驾驶员主动降低车速、提前采取减速措施，保障行车安全。     

特长隧道群出入口段驾驶员瞳孔大小变化规律

山区高速公路特长隧道群出入口段是行车风险较高的路段，隧道出入口段的“黑白洞效应”对驾驶员的视觉影响显著，为了研究该路段的驾驶员瞳孔大小随着与隧道洞口距离的变化情况，本文通过实车试验采集了10名男性驾驶员在雅康高速公路喇叭河隧道群路段行驶的瞳孔直径数据，分析了该隧道群路段各个隧道出入口的驾驶员瞳孔直径大小变化数据，采用统计检验和多元线性模型的方法得到了隧道群路段隧道出入口的驾驶员瞳孔直径预测模型。试验表明：在隧道群不同隧道的入口段，驾驶员瞳孔直径呈现后倾向“W形”波动趋势，在出口段则呈现后倾向“M形”波动趋势，在隧道前后的基本路段，驾驶员瞳孔直径处于2.8~3.5mm之间，适应隧道内暗环境后驾驶员瞳孔直径则维持在4.0mm~5.0mm之间。全覆盖设置遮光棚洞时，有利于短间距相邻隧道的平稳过渡，减小驾驶员明暗适应过程中心理负荷波动程度。     

具有视觉诱导功能的隧道进出口道路标线设计

隧道作为一种特殊的管状构造物,因内外光环境的差异导致隧道进出口处的事故率明显高于普通路段。为提高隧道进出口处的安全性,提出一种具有视觉诱导功能的交通标线设计,并采用眼动特征指标检验标线的警示作用。基于透视原理与闪现率原理确定交通标线宽度与间距的取值范围,依据山区隧道的特点确定交通标线的具体设计值,通过视觉诱导理论设计的渐变交通标线与常规等间距设计的交通标线作对比;选取85名年龄在18到50周岁的受试者参与本项试验,通过虚拟驾驶技术获得不同的交通标线对驾驶员眼动特征的影响规律,以眼动特征表征受试人员在模拟行驶时的心理和生理的变化。对比两种交通标线对受试人员的瞳孔面积和注视区域的影响,绘制路面热力图及眼动轨迹图。研究表明：受试人员在试验中,接近隧道入口处时,行驶在具有视觉诱导功能的交通标线上瞳孔面积变化率较小,注视区域集中,注视点离散程度低,待完全进入隧道后眼动特征变化基本一致。说明具有视觉诱导功能的交通标线能较好的吸引驾驶人员的注意力,减少事故发生,与常规的交通标线相比眼动特征明显且具有良好的区分度。     

极端气象条件下季冻区超长铁路隧道温度场分布规律

季冻区隧道温度场的分布及演变规律研究是提升隧道服役性能,保障通车效率的基础性工作。气象参数的代表性是决定隧道温度场分布规律的重要因素。以新宾隧道工程为例,在分析工程区近41年气象数据的基础上,通过三维足尺数值模拟分析了极端气象条件下隧道温度场分布规律。研究表明：新宾地区最冷月份以12-15方位风为主,其持续时间基本服从对数正态分布;不同气象组合条件下隧道温度场存在显著差异,新宾隧道抗冻设防重点在入口端;风向使得隧道出入口附近南北两侧温度存在较大差异,随进深增加温差逐渐减小直到消失;隧道出入口附近围岩负温区域随通风时间逐渐扩大且分布渐趋不均匀,隧道入口负温区长度和深度均随通风时间非线性增大,增大速率渐趋减缓。     

夜间长途客车进出高速公路隧道群驾驶行为实验研究

研究夜间长途客车进出高速公路隧道群的车速和油门踏板行程变化特征. 基于即时采集实验系统,通过实验数据分析,得出进出隧道群的车速和油门踏板行程分布特征. 隧道进口和出口期望最高限速分别为91.4~94.1 km·h-1和96.2~99.2 km·h-1;隧道进出口的速度差≥20 km·h-1存在行车安全隐患的比例达16.9%,加速行为引起速度差过大的比例占14.0%. 结果表明上坡隧道比下坡隧道运行速度协调性好的比例高;隧道内部油门踏板行程变化率幅度要小于隧道外部.      

公路隧道进出口行车安全的视觉适应指标

公路隧道进出口亮度的急剧变化会造成驾驶员视觉适应困难,严重时甚至导致交通事故.文中利用EMR-8B眼动仪系统,对公路隧道进出口驾驶员的瞳孔变化进行了试验研究,试验结果表明,在隧道内距进出口50m范围,驾驶员视网膜照度的对数与路面亮度的对数线性正相关.在大量试验的基础上,文中建立了基于驾驶员瞳孔面积及面积变化速度的行车安全评价指标——当瞳孔面积变化速度超过瞳孔面积临界速度范围,且持续时间大于0.2 s时,行车不安全,否则安全;并得出了基于视觉适应的隧道进出口合理照度过渡斜率.