数字地面模型在公路CAD中的应用

论述了数字地面模型（ＤＴＭ）在公路路线ＣＡＤ的实用技术，介绍了在Ａｕｔｏ－ＣＡＤ图形环境下，交互式形成三角网ＤＴＭ的原理与方法，以及如何通过ＤＴＭ生成三维地面和纵、横地面线，进而提高公路路线ＣＡＤ应用的质量与效率     

停车视距制动模型

从运动学原理出发,对停车视距的制动模型进行了改进, 用制动减速度综合考察汽车制动这一复杂过程,规避了制动摩擦系数这一难以动态测量的变化参数.新的制动模型将汽车制动过程分为3个阶段:制动反应时间阶段、制动力上升时间阶段和全制动时间阶段,推导了在制动力上升时间阶段和全制动时间阶段的制动距离,得出新的停车视距计算公式.并与现有标准和规范的取值进行了比较,研究了差值的变化规律.结果表明:随着车速的增大,修正后取值与规范计算值的差异趋于增大;当车速小于60km/h时,修正取值与规范计算值的差值较小;当车速大于80km/h时,差值明显增大.在设计条件允许时可适当减小视距取值以降低工程造价.     

公路几何CAD中的稳健计算方法

公路几何设计中，有大量的数值分析与计算，稳健计算是ＣＡＤ系统可靠性的根本保证。     

基于可靠度的高速公路加速车道长度

为克服现行规范计算高速公路加速车道长度采用确定性方法的缺点,提出了一种基于概率方法的加速车道长度计算模型.首先,获取6条加速车道上223辆小客车和86辆货车的时空分布数据,计算了车辆的速度和加速度,确定了车辆加速度随速度线性递减模型.然后根据车辆的速度与加速度特性,认为货车为计算加速车道长度的不利车型.基于货车的速度与加速度数据,建立了加速车道变速段长度的概率计算模型.结果表明,利用可靠度方法计算加速车道长度,比确定性方法计算加速车道长度更加接近车辆实际运行特性.当主线设计速度为100和120km/h时,加速车道需求长度分别为300和430 m.     

基于可靠度的高速公路准临界坡长

为了防止对规范的恶意透支使用,提出了一种基于概率设计的方法来计算准临界坡长.采用结构工程中极限状态设计理念,考虑供给与需求之间的关系,构建系统可靠度与失效概率的数学模型.基于10年事故数据分析及现场追踪采集的381辆爬坡车辆速度变化特征,构建爬坡极限状态方程.利用一阶可靠度方法和蒙特卡罗仿真法分别进行数值计算和抽样仿真,对结果做敏感性分析.研究表明,当前我国《公路路线设计规范》中最大坡长值能够满足轻型车和中型车的爬坡需求,但对于重型车比例较大的高速公路,规范中设计坡长值显得较为严格或苛刻,从而降低了高速公路的运行速度,减少了交通通行能力.利用可靠度理论可以量化对坡长值的选用,获取连续可靠的计算值.