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山区公路极易发生严重的交通事故,对人们的生命财产安全产生重大威胁,而我国的山区占了我国国土面积的2/3,因此提高山区道路安全刻不容缓。虽然现有许多有关山区公路线形、速度以及轨迹等方面的研究,但主要是针对道路设计等级高或者道路环境良好的路段,缺少对低等级道路相关的研究。并且我国现行规范多数是针对高等级公路,在低等级公路实用性有待考究,因此对于低等级公路回头曲线速度与加速度特性的研究对于提升山区公路安全,完善道路线形设计理论具有重要意义。
本文选取了重庆市彭水县的一条设计等级为四级且包含12个回头曲线的低等级公路,通过一辆装载具高精度惯性测量系统的实验车,同时聘请20个驾驶经验丰富的驾驶员进行自然状态下的实车试验,以获取大量在自然状态下回头曲线部分的速度与加速度数据。运用MATLAB、EXCEL等数据处理软件,对实验数据进行数理统计分析,其结果如下:
(1)通过对回头曲线速度的研究,明确了回头曲线上坡速度模式为“减速-加速”,与下坡速度模式“减速-匀速-加速”存在明显差异。
(2)得到了驾驶员在回头曲线内速度最低点的位置关系。上坡的最低点位置比下坡的更为离散,主要分布在HY~GQ点之间;下坡减速最低点在ZH~QZ点之间,加速起点在GQ点之后,在GQ~YH点区间就开始加速。
(3)得到回头曲线纵向加速度峰谷值的特性。上坡弯道前的加速度峰值普遍低于1.5m/s2,出弯后的加速度峰值分布在HZ点,普遍大于1.5m/s2,谷值位置主要分布在ZH~HY点之间。下坡加速度峰值主要分布在坡的加速度峰值主要在出弯后的HZ点附近。减速度谷值主要分布在ZH点之前。
(4)得到了驾驶员在回头曲线段的变速幅度特征与加减速之间的相关性分析。上坡加减速度变速长度曲率突变点均在85th百分位附近,其加减速长度分别为266.867m、158.582m。下坡变速曲率突变点在95th百分位附近,其加减速长度分别为194.479m、185.989m可为限速标志等的设置提供理论基础。
(5)得到了回头曲线横向加速度的五类模式,并通过回头曲线均值与一般弯道加速度的对比发现,在85th百分位中,两者相差0.5m/s2,所以在回头曲线的横线加速度不能生搬硬套的用现有研究的横线加速度,也体现出本文对于回头曲线横线加速度研究的意义与必要性。
(6)根据对回头曲线速度与加速度的研究结果,分别建立了回头曲线入弯减速阶段、弯道内、出弯加速阶段的运行速度模型。
论文的研究为低等级公路回头曲线的运行管理、安全改善、计算模型修正以及设计规范修订提供科学依据,推动回头曲线安全性评价理论与技术等的发展。
本文选取了重庆市彭水县的一条设计等级为四级且包含12个回头曲线的低等级公路,通过一辆装载具高精度惯性测量系统的实验车,同时聘请20个驾驶经验丰富的驾驶员进行自然状态下的实车试验,以获取大量在自然状态下回头曲线部分的速度与加速度数据。运用MATLAB、EXCEL等数据处理软件,对实验数据进行数理统计分析,其结果如下:
(1)通过对回头曲线速度的研究,明确了回头曲线上坡速度模式为“减速-加速”,与下坡速度模式“减速-匀速-加速”存在明显差异。
(2)得到了驾驶员在回头曲线内速度最低点的位置关系。上坡的最低点位置比下坡的更为离散,主要分布在HY~GQ点之间;下坡减速最低点在ZH~QZ点之间,加速起点在GQ点之后,在GQ~YH点区间就开始加速。
(3)得到回头曲线纵向加速度峰谷值的特性。上坡弯道前的加速度峰值普遍低于1.5m/s2,出弯后的加速度峰值分布在HZ点,普遍大于1.5m/s2,谷值位置主要分布在ZH~HY点之间。下坡加速度峰值主要分布在坡的加速度峰值主要在出弯后的HZ点附近。减速度谷值主要分布在ZH点之前。
(4)得到了驾驶员在回头曲线段的变速幅度特征与加减速之间的相关性分析。上坡加减速度变速长度曲率突变点均在85th百分位附近,其加减速长度分别为266.867m、158.582m。下坡变速曲率突变点在95th百分位附近,其加减速长度分别为194.479m、185.989m可为限速标志等的设置提供理论基础。
(5)得到了回头曲线横向加速度的五类模式,并通过回头曲线均值与一般弯道加速度的对比发现,在85th百分位中,两者相差0.5m/s2,所以在回头曲线的横线加速度不能生搬硬套的用现有研究的横线加速度,也体现出本文对于回头曲线横线加速度研究的意义与必要性。
(6)根据对回头曲线速度与加速度的研究结果,分别建立了回头曲线入弯减速阶段、弯道内、出弯加速阶段的运行速度模型。
论文的研究为低等级公路回头曲线的运行管理、安全改善、计算模型修正以及设计规范修订提供科学依据,推动回头曲线安全性评价理论与技术等的发展。