浅析低等级公路隧道视距计算及平曲线半径的确定

根据公路等级及车速标准得出相应的视距要求,从驾驶人员视觉角度,研究了其对隧道平曲线半径的影响,通过二者关系模型计算出单洞双向行车隧道中满足会车视距要求的最小平曲线半径,对实际工程设计具有重要的指导意义.     

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。     

基于驾驶员视觉特性的草原公路平曲线半径研究

驾驶员在行车过程中主要依靠视觉获取相关的道路交通信息。基于草原公路特殊的线形特点,通过在草原公路进行实驾试验,利用眼动仪采集驾驶员眼动指标。分别提取各驾驶员在不同半径平曲线路段行车时的试验数据,探讨驾驶员在草原公路平曲线段行车过程中的眼动规律,分析驾驶员的眼动特性与道路平曲线半径之间的关系。得到平曲线半径对驾驶员的注视持续时间和扫视幅度的影响非常显著,对眨眼持续时间的影响较为显著。驾驶员在小半径曲线行车时,注意力高度集中,紧张感较强;在大半径平曲线行车时,行车感较为舒适,心理较为放松的特点。建议可以适当合理增加不同半径的平曲线来调节驾驶员的驾驶状态,缓解驾驶疲劳。     

高速公路平曲线标志标线组合设计评价指标

基于驾驶模拟实验数据,结合驾驶员在高速公路平曲线的运行速度特征、转向特征与行驶轨迹特征,选择速度、方向盘转角系数与横向位置数据构建了高速公路平曲线标志标线组合设计的合理性评价指标与有效性评价指标.其中,合理性评价指标包括转向位置的合理性评价与驾驶负荷的合理性评价,采用小波分解的方法对方向盘转角系数进行多层分解,获取驾驶员转向起终点位置与高频能量,通过驾驶员转向起终点与直缓点/缓直点的距离进行转向位置的合理性评价,通过高频能量比进行驾驶员操作负荷的合理性评价.有效性评价包括运行速度控制的有效性与车辆横向位置控制的有效性,通过平均速度、运行速度与车速离散度进行速度控制效果的评价;通过平均换道次数、平均压线行驶距离进行车辆横向位置控制的有效性评价.通过实例应用验证了研究标志标线组合设置的必要性与评价指标的有效性.     

山区高速公路螺旋展线隧道内平曲线最小半径

通过对汽车前灯散射角、隧道标准断面以及驾驶人在隧道中驾驶规律的研究,并考虑汽车左转与右转行驶的不同特点,计算出了不同设计速度下满足山区高速公路隧道内螺旋展线停车视距的圆曲线最小半径。结果表明:《公路路线设计规范》规定的圆曲线最小半径不能满足高速公路曲线隧道内停车视距的要求;计算给出的最小半径不仅可以满足高速公路曲线隧道内停车视距的要求,而且可以保证隧道不加宽和超高不过大的要求,保持隧道内轮廓的统一,减少了设计和施工难度。     

平凸曲线组合均衡性对公路安全性的影响

为深入分析平纵线形组合均衡性与道路安全性的定量关系,针对“平曲线+凸竖曲线”线形组合（以下简称平凸曲线）,采集了美国华盛顿4条州际道路477 km的道路线形及2011年至2018年的交通数据和事故数据,作为本研究的训练样本和测试样本。根据平纵线形组合特性,提出错位值、平曲线半径、竖曲线半径、平曲线长度和竖曲线长度为线形组合均衡性表征指标,采用决策树、随机森林和极端随机树3种机器学习模型,分析平凸曲线均衡性指标对亿车千米事故率的影响,其中随机森林模型的预测和拟合精度最高。基于随机森林模型进行敏感性分析和数值分析,结果表明：当平曲线半径大于2.8 km或竖曲线半径大于58 km时,平、竖曲线半径的增大对线形安全性影响较小。文中同时研究了平曲线半径较小时均衡性表征指标与事故之间的关联性,并推荐安全性较高的取值范围。研究结论可为后续平纵线形组合的定量优化设计和安全性改善提供参考。     

基于驾驶视觉需求的山区公路平曲线安全评价

利用EMR-8B眼动仪,在平曲线半径连续变化的山区道路进行行车实验研究.以视点分布指数、水平视角变化均离系数、驾驶员注视强度等指标对不同平曲线条件下驾驶员的视觉需求进行评价.结果表明,在小半径、小交角组合下路段行车时驾驶员接受到的道路信息量较大,驾驶员的视点及水平视角不能很好地适应线形组合变化,论证了小半径和小交角组合平面线形时平曲线半径应大于125m,道路中心转角应大于120°.     

基于加速度干扰的圆曲线上行车舒适性的研究

车辆速度的变化影响到行车舒适性,而加速度干扰正是对车辆速度变化的描述,因此加速度干扰可作为行车舒适性的定量评价指标.选择平面线形中三要素之一的圆曲线上的行车舒适性进行研究,将车辆的加速度按水平和竖直方向进行分解,结合加速度干扰理论,分别建立2个方向的分加速度干扰模型.根据人体对不同振动方向的敏感程度不同,给予不同的计权系数,建立了圆曲线上合加速度干扰模型.最后,选用实际圆曲线道路进行实例仿真,并分析加速度干扰值的变化过程及行车舒适性,分析结果表明圆曲线半径和行车速度均对行车舒适性有较大影响.新模型既可为全面准确评价行车舒适性提供定量的计算表达式,又可在圆曲线道路设计时提供一定的参数设计依据.     

高速公路隧道运行环境安全评价指标

根据高速公路隧道运行环境特性,提出了隧道路段长度研究范围.依据隧道运行环境风险影响因素和评价指标选取原则,运用德尔菲法和聚类分析法提取隧道运行环境主因素,从道路环境指标和气候环境指标两个方面建立了三层次六个子因素集的高速公路隧道运行环境安全评价指标,并对各指标进行了分析和对比.高速公路隧道运行环境安全评价指标的建立为隧道运行环境的分析和评价提供了理论基础.     

公路施工便道圆曲线半径与加宽设计指标

为补充便道线形设计指标选择依据,提高便道建设质量和通行安全,从便道运输车辆特点出发,研究便道半径与加宽2个平曲线关键指标。首先,调研中国9条高速公路及1条省道建设工程中的便道建设情况,选用挖掘机、自卸车、半挂汽车列车和运梁车作为代表车型。然后,根据车辆结构与道路几何关系计算车辆空间通过性,得到自卸车、半挂车和运梁车3种代表车型加宽值设置要求和半径通过性限值,提出基于重型车辆重心后移的自卸车和半挂汽车列车横向稳定性验算方法。最后,对比横向摩擦因数为0.3和0.8的2种便道在不同超高条件下受横向稳定性限制的圆曲线半径值与采用公路横向力系数计算所得的半径值,并推荐出对应代表车型的平曲线关键指标以供便道设计参考。研究结果表明：自卸车与半挂汽车列车半径通过性限值为12 m,整体式运梁车为48 m,牵引式运梁车为14.5 m,具体车型要求的便道半径与加宽值差别较大;影响车辆横向稳定性主要因素为速度、重心位置和路面摩擦因数,在路面横向摩擦因数为0.3情况下,车辆较容易发生横向滑移,在路面横向摩擦因数为0.8情况下,车辆较容易发生横向倾覆;提高超高可显著降低一般最小半径值,对横向稳定性影响较小;自卸车...     

基于眼动指标的公路隧道洞口景观设计舒适性及安全性评价

基于云南省板仑隧道洞口景观设计方案,选取洞门线型、洞门颜色、洞口绿化及洞门肌理4个主要影响因素,采用正交试验设计方法,建立9种模型方案.利用自主研发的驾驶模拟试验系统及眼动仪设备开展驾驶模拟试验,选取瞳孔直径和视线偏离时间作为评价指标.结果表明:4个因素对行车舒适性及安全性的影响排序为洞门肌理>洞口绿化>洞门颜色>洞门...     

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.     

隧道出入口平面线形一致性

针对现行公路隧道设计规范对隧道进出口处平面线形一致性缺乏明确判别标准,提出了方向盘冻结3s导致的行车轨迹同原有路线的偏移值作为线形一致性的控制性指标,控制阈值取0.2m.对3种不同设计条件下的隧道线形一致性进行分析,发现缓和曲线参数是影响平面线形一致性的重要指标.通过理论推导给出不同设计条件下隧道进出口平面线形一致性的判别标准,使设计者能在保证线形安全的前提下对隧道进出口平面线形进行灵活设计和评价.应用该研究成果对龙庆高速公路某隧道洞口的线形一致性进行了分析,提出了相应的改进建议.     

公路隧道入口彩色路面设计现状与分析

公路隧道入口处彩色路面的合理铺设对提高视觉警示、保证驾驶安全有重要意义。从公路隧道入口处的交通特性出发,通过大量调研总结了目前隧道入口常见的彩色路面铺设型式,根据速度过渡需求,考虑驾驶知觉?行为模型、透视原理和闪现率原理给出了彩色路面铺设位置、长度以及条纹间距等参数的设计建议,并从亮度过渡角度提出了增大安全距离和设计方案理论验证两种考量方式。最后,从隧道入口处彩色路面的铺设需求出发,讨论了当前隧道入口彩色路面设计面临的主要问题,以期为彩色路面的设计与进一步的研究提供参考。     

基于高速公路线形综合指标的安全评价模型

为全面地研究公路线形指标与道路安全的关系,以曲率、曲率变化率、曲线转角、纵坡度、车道宽度、车道数、左右路肩宽度等设计指标为依据在国内首次提出了公路线形综合指标的概念.在此基础上构建了公路线形综合指标评价模型,评价模型为公路线形的量化分析提供了理论评价方法.通过回归得到事故率与线形综合指标累计值的关系,回归结果证明公路线形综合指标可以作为公路线形质量评价和道路安全评价的评价指标,并且综合指标累计值与事故率具有较好的相关性,得到了事故率与综合指标累计值的关系模型.并根据算例制定了安全性评价标准.     

基于眼动数据的民航飞行学员运动推断能力分析

为提高飞行安全水平,提升飞行学员运动推断能力,通过整合维也纳心理测试系统(Vienna psychological test system,VTS)和眼动仪,构建实验系统。选取民航飞行学员作为被试,获取飞行学员匀速直线、变速曲线运动实验过程中两种形式下的眼动数据,结合被试的不同经验水平,研究分析其在两种形式下的眼动特征数据。结果表明:匀速直线运动实验中,测试时长与平均扫视距离、平均扫视速度显著眼动数据存在负相关性;变速曲线运动实验中,测试时间偏差、距离偏差与平均扫视时间和平均扫视距离显著眼动数据相关性较弱。在现有选拔基础上可增加运动推断能力测试,同时结合显著眼动指标(平均扫视距离、平均扫视速度)进行飞行学员的选拔。     

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.