運行速度在山區公路線形設計中的運用研究

袁慶洲

(重慶交通大學 土木工程學院， 重慶 400074)

運行速度在山區公路線形設計中的運用研究

袁慶洲

(重慶交通大學 土木工程學院， 重慶 400074)

近些年來，由于設計速度的不斷改進，我們使用的設計速度在平原地區的高等級公路具有良好的適應性，在面對山嶺公路尤其是曲率變化極大的復雜線性組合的公路時很難取得好的應用效果。雖然這些年我國加入了基于運行速度曲線的設計評價環節。但目前V85統計模型與公路實際的行駛速度很大差距，根據實測結果建立關系模型，最后提出了行駛軌跡——行駛速度協同控制的山區公路平面線形設計新方法。

山嶺公路；運行速度；行駛軌跡；V85統計模型

1 設計速度的特性

設計速度方法的思想是假定駕駛人操縱車輛以恒定速度沿道路中線行駛，然后用設計速度來決定道路幾何要素的取值。這種假設適用于平原地形設計速度60km/h的公路行駛特征。設計人員通過曲線半徑與路幅寬度合理組合，能使曲線路段和直線路段速度符合。行駛速度沿行駛方向基本是恒定的。

2 山嶺地區中的運行速度設計

1山區公路在少數困難急彎或彎坡組合，行駛速度接近設計速度在大多數非受限地段實際行駛速度都遠高于此值，因此按照設計速度得到的超高，曲線半徑，視距等指標不能滿足實際需要。

2運行速度基于駕駛人員沿道路中線行駛，根據道路線性的幾何條件來調整行駛速度。用V85來決定道路幾何要素的取值的設計思想。體現了道路平曲線對駕駛員速度選擇的影響，很大程度上提高了道路選擇的一致性，相鄰曲線半徑R協調性得到了明顯的改善，目前在使用運行速度方法在設計公路線性時，只調整 R一個指標，而其他幾何變量，轉角、回旋線、偏轉方向、彎曲線段直線長度和路寬得到調整。在真實的公路上駕駛人員對預期行駛速度的選擇主要依賴于汽車預期行駛軌跡的曲率特征。對曲率軌跡起控制作用的是前方道路的整個幾何特征并非半徑R唯一控制。汽車軌跡和曲率還受到駕駛習慣和車輛性能的影響。

3 運行速度在山區道路的研究

根據軌跡曲率在車輛動力性能和行駛安全性舒適性的基礎上，決策出典型速度控制習慣對應的控制速度，用行駛軌跡和行駛速度控制道路幾何要素的取值，由于半徑、轉角、回旋線、彎間距、偏轉方向和路幅寬度等要素能改變道路幾何邊界。因此這些要素變化時，行駛速度和行駛軌跡必然發生變化、因此以行駛軌跡和行駛速度作為設計參量，能夠實現對上述全部幾何要素的設計控制。

研究工作主要是基于行駛軌跡——行駛速度協同控制路線，分析地形條件，車道數量，駕駛員類型，車型和連續行駛速度的關聯和影響，探討行駛速度的波動特性與設計車速之間的偏差，研究公路上行駛車輛的橫向加速特性。根據汽車行駛特性的測試結果，闡述了橫向加速度與軌跡半徑及速度之間的負相關關系，分析復雜道路汽車軌跡的決策方法，通過研究公路線性與車輛性能及行車干擾等因素對軌跡決策行為的影響機理和約束機制，建立典型方向控制下復雜道路行駛軌跡決策模型，分析道路環境，車輛性能對速度選擇行為的約束機制以及行駛軌跡——行駛速度之間的耦合機理，建立山區公路行駛速度決策模型和動態求解算法。

4 結語

基于運行速度的道路線性方法尤其適用于起伏地形的高速公路設計，這些公路由于要順勢地形，減少環境影響，線性復雜變化率大，車輛行駛處于不利狀態，經常發生車輛駛離路面的惡性事故。本設計方法可以適應此種需求，與復雜線性結合緊密。

[1]張弛，楊少偉，張一飛，交通仿真中駕駛員空間視野感知模型【J】交通運輸工程學報2010，10

[2]Plochl M,Edelmann J. Driver models in automobile dynamics,application[J].VehicleSystem ,2007,45(7-8)

[3]邵海鵬，楊雪峰，面向公路線性評價的駕駛員方向控制模型[J]長安大學學報（自然科學版）2010,40

[4]段立飛，高振海，王德平，駕駛員對汽車方向的自適應能力建模【J】機械工程學報，2011,47

[5]邵毅明，毛加川，劉勝川，徐進，山區公路駕駛員的車速控制行為分析【J】交通運輸工程學報，2011,11

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1007-6344（2017）09-0090-01