穿村镇公路小半径曲线段行车轨迹实验研究

发布时间：2017-08-07 17:17

  本文关键词：穿村镇公路小半径曲线段行车轨迹实验研究

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【摘要】：随着城镇化进程的加快,我国省道、县道周边区域及城乡接合部地区的发展迅速,“依路而兴”的居住区逐渐扩大,侵入公路的建筑界限,同时居民的出行需求和过往车辆的通行需求都依赖于同一公路,便形成了具有公路和城市道路双重特性的穿村镇公路。此种路段上交通组成混杂、用地条件受限、技术等级较低等问题由来已久,有着较大的事故隐患。国外对于穿村镇公路已有相关设计规范或标准,而我国于此则没有足够重视。因此对于穿村镇公路的细致研究,保障车辆及居民安全十分必要。论文首先对穿村镇公路做出了明确的定义,总结了我国穿村镇公路的历史问题与成因。通过调查归纳出了穿村镇公路的普遍现状,包括建筑界限被侵占、线形不良曲线多、非机动车占比高及交通设施不完善等。针对小半径曲线段易发事故的事实,选定北京市郊区某典型穿村镇公路的三处曲线段为实验路段进行研究。其次从驾驶行为的角度来分析车辆在弯道运行时的稳定性,对驾驶行为的内在机理进行分析,对其两种最直观的外在表现即行车速度和行车轨迹展开讨论。对驾驶人的轨迹决策行为研究表明不同轨迹类型的存在性,也说明行车轨迹是驾驶人主动选择的结果。再次采用驾驶模拟技术开展实验。运用纬地三维道路设计软件结合3D Max Studio和SCANeR Studio软件制作模拟驾驶所用的仿真场景,选取10名驾驶人分别以较低和较高行车速度进行4次模拟驾驶,共获取实验数据120组。对数据的提取方式和出现的误差做出了说明。将每段弯道分为31个断面,相较于以往研究数据更丰富和精确。最后对实验数据的分析表明,正常的过弯过程车速有三阶段变化的过程,车速过高驾驶人操控会失当。弯道中行车轨迹有着多种类型并有各自的特征,可以用最大侧向偏移量来表征。同时车速和弯道曲率变化率对行车轨迹有着显著影响。在此基础上建立了行车轨迹最大侧向偏移量模型并进行了显著性验证。提出弯道冲突区域的概念并依据轨迹最大侧向偏移出现的位置,以下行方向为基准划分出两个弯道冲突区域,并计算得出可避免冲突区域时的安全车速阈值。研究成果也可适用于一般公路或山区公路的小半径曲线段。
【关键词】：穿村镇公路 小半径曲线 驾驶模拟 行车轨迹 弯道冲突区域
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U412.34
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 穿村镇公路的定义11-12
• 1.3 研究目的和意义12-13
• 1.4 国内外研究现状13-17
• 1.4.1 穿村镇公路交通安全研究13-14
• 1.4.2 行车轨迹特性研究14-16
• 1.4.3 国内外研究综述16-17
• 1.5 主要研究内容和技术路线17-20
• 第2章 穿村镇公路特征与弯道行车安全分析20-28
• 2.1 穿村镇公路特征分析20-23
• 2.1.1 穿村镇公路道路线形特征20-21
• 2.1.2 穿村镇公路交通组成特征21-23
• 2.2 弯道路段车辆行驶稳定性分析23-25
• 2.2.1 车辆行驶横向稳定性23-24
• 2.2.2 行车速度稳定性24
• 2.2.3 驾驶行为稳定性24-25
• 2.3 行车轨迹与行车安全25-27
• 2.3.1 行车轨迹决策行为25-26
• 2.3.2 行车轨迹决策行为影响因素26
• 2.3.3 行车轨迹对行车安全的影响26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 驾驶模拟实验与数据提取28-40
• 3.1 驾驶模拟技术简介28-30
• 3.2 实验路段选取与模拟场景建立30-33
• 3.2.1 实验路段的选取30-31
• 3.2.2 仿真场景的建立31-33
• 3.3 驾驶模拟实验33-35
• 3.3.1 实验目的33-34
• 3.3.2 实验方法34-35
• 3.4 相关数据的提取35-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 曲线段车速与行车轨迹特征分析40-60
• 4.1 曲线段车速变化特征40-44
• 4.1.1 车速与加速度阶段模型40-41
• 4.1.2 实验条件下的车速变化41-44
• 4.2 曲线段行车轨迹类型及特征44-55
• 4.2.1 正常型轨迹及特征45-47
• 4.2.2 漂移型轨迹及特征47-51
• 4.2.3 校正型轨迹及特征51-53
• 4.2.4 切弯型轨迹及特征53-55
• 4.2.5 轨迹类型及特征总结55
• 4.3 行车轨迹偏移的影响因素分析55-57
• 4.3.1 车速对行车轨迹的影响55-57
• 4.3.2 弯道线形对行车轨迹的影响57
• 4.4 本章小结57-60
• 第5章 弯道冲突区域时空规律研究60-68
• 5.1 行车轨迹最大侧向偏移模型的建立60-63
• 5.1.1 建模自变量选取60-61
• 5.1.2 建模采用方法61
• 5.1.3 建模结果及显著性检验61-63
• 5.2 弯道冲突区域的形成与时空规律63-67
• 5.2.1 弯道冲突区域的定义及存在性63-64
• 5.2.2 弯道冲突区域形成机理与时空规律64-65
• 5.2.3 弯道冲突区域的划分与特征65-67
• 5.3 减少弯道冲突的措施67
• 5.4 本章小结67-68
• 结论68-70
• 主要结论68-69
• 需进一步研究的问题69-70
• 参考文献70-74
• 攻读硕士期间取得成果74-76
• 致谢76

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本文编号：635799