基于NGSIM轨迹数据的立交出口备用匝道最小间距研究

发布时间：2020-04-06 07:09

【摘要】：高速公路立交出口区域交通事故高发,一直是我国高速公路安全的薄弱点,而立交出口区域更是交通事故的重灾区。在分析出口区域的事故后发现,驾驶员错过立交出口而采取不当的紧急应急措施是引发出口路段事故频发的主要原因之一。驾驶员在途经立交出口时,由于疏忽大意、不熟悉路况、未能对交通标志识读和理解等原因,致使其未能意识到需转向驶离主线,依然处于正常路段的高速行驶状态。待驾驶员反应过来后已经错过转入出口匝道的最佳位置,驾驶员基于迫切进入出口匝道的心理,本能的采取紧急转向或紧急制动等应急措施;对于已经驶过出口小鼻端的车辆,不得不铤而走险在高速公路上倒车甚至掉头逆行返回至出口匝道上。在高速公路上,采取这些危险的紧急应急措施,极易导致后方高速行驶的车辆躲避不及,引发严重的交通追尾事故。这也助推了高速公路立交出口区域交通事故频发。本文主要基于错过立交出口的共性事件,并依据道路宽容性理念,提出不应要求每位错过立交出口的驾驶员面对这样的紧急事件时都能做出及时、准确、安全的反应,而是应该通过提高高速公路的宽容性设计以满足错过立交出口驾驶者的客观需求。论文在分析高速公路现有的宽容性设施均不能满足错过立交出口车辆安全、迅捷地返回原正确方向后,提出了针对错过立交出口事件的新型宽容性设计——立交出口备用匝道。同时,论文提出增设立交出口备用匝道的最小间距问题,并将该最小间距分为等待外侧车道安全间隙所需的行驶距离、变换车道所需的行驶距离、立交出口备用匝道的长度三段组成。论文依次基于修正后的移位二阶爱尔朗分布,建立了等待外侧车道安全间隙的计算模型;基于NGSIM数据集,并运用BP神经网络确定了不同设计速度车辆完成换道所需的长度;基于《公路立体交叉设计细则》确定了立交出口备用匝道的长度。最后,论文通过比较选用了5次多项式预测出车辆的换道轨迹,并选取了横向力系数作为评价指标,运用Carsim仿真软件验证了立交出口备用匝道最小间距的安全性,从而确定了不同设计速度的高速公路增设立交出口备用匝道的最小间距,以期减少高速公路立交出口区域的交通事故,为高速公路设计者提供参考与借鉴,完善发展我国互通立交的设计方法。
【图文】：

005-2017高速公路里程与汽车保有量图

错过立交出口车辆引发的交通事故现场图
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U412.352.1

【参考文献】

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本文编号：2616188