A型喇叭口立交左转半直连匝道的事故形成机制研究
发布时间：2021-01-06 16:38
喇叭口型互通立交是高速公路最常用的立交样式,事故调查数据表明一些A型喇叭口左转半直连匝道的事故率显著高于平均水平,汽车频繁撞击位于曲线内侧的中间分隔带护栏。为揭示此类事故的形成机制,建立了A型喇叭口互通立交的三维数字模型,运用"人-车-路"闭环仿真的方法模拟了车辆在立交匝道上的行驶过程,从仿真结果中提取汽车运动学响应和汽车操纵量,确定了安全通过事故匝道的转向需求;然后结合实车驾驶过程中的前方道路环境的视觉影像以及基于道路轮廓的曲率估计,得到了事故的发生机制:从卵形线的小圆驶向大圆时,卵形线的中插回旋线以及前方的大圆在视觉上会误导驾驶人高估道路曲率,导致驾驶人采取了维持转向盘不动或者转向回调量不足的错误操作,使行驶轨迹朝曲线内侧偏离了行车道,进而与中间分隔带护栏发生碰撞。最后,根据事故的发生机制提出了靶向性的安全改善对策,研究成果为降低喇叭口互通立交事故率、改善运营安全水平提供了理论依据和技术支持。
【文章来源】：交通信息与安全. 2020,38(03)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
事故多发的喇叭口立（c）凤凰湖互通以及事故匝道
交通信息与安全2020年3期第38卷总225期2事故匝道虚拟行驶实验方法使用汽车动力学分析软件Carsim来完成事故匝道的运行过程仿真，从仿真结果中提取汽车运动学响应和汽车操纵量，确定安全通过事故匝道的转向需求。2.1整车动力学模型根据事故记录数据，小客车在事故车型中占主要比例，因此在CarSim软件中选择SUV小客车作为仿真车型，见图3。该模型主要包含7个部分，分别是车身系统、动力传送系统、制动系统、转向系统、前后悬架系统、轮胎及空气动力学系统。主要技术参数见表2。发动机模型的发动力额定功率为150kW，最大转速为6700转/min，最大扭矩为310n·m。在变速器模型中，设置了7档变速系统。主减速器传动比为4.1，其中传动比效率为0.99，惰轮效率为0.99。上述基本参数可实现对小货车模型基本的动力传送系统的设置。图3整车动力学模型Fig.3Vehicledynamicsmodel表2仿真车型的基本参数Tab.2Basicparametersofsimulatedvehicle基本参数簧上质量/kg整车宽度/mm整车高度/mm质心距前轴的距离/mm质心距离汽车纵向对称面的距离/mm质心距地面的距离/mm侧倾惯量/kg·m2侧倾惯量/kg·m2侧倾惯量/kg·m2数值1800190516691350777077001152.03528.03528.02.2喇叭口立交模型将立交CAD模型中的主线与匝道三维数据通过txt文本提取出来，然后按照Carsim的格式要求进行排列，导入Carsim软件中，实现道路立交模型的生成。由于要导入多个路段，须使用Carsim软件中的genericlinks界面来实现，把不同界面创建的道路模型、换道模式以及跟随路径模型，?
?菘翁庾樵谙殖∈褂冒谑侥Σ烈堑?测试结果，干燥情况下的沥青路面的摩擦系数设置为0.60，利用系数设为1。将立交主线及各条匝道数据分别导入genericlinks界面中，并分别对其进行ID标号，以实现对各路段的有效调用。当想调用某条匝道的道路中线作为目标路径时，使用path_id_dm功能来实现；当想调用某条匝道作为行驶道路时，通过current_road_id功能来实现；通过这2种功能的组合使用来完成车辆在不同匝道的路径转换。将所有道路数据导入之后，Carsim软件根据内部算法生成仿真道路模型，见图4。匝道C匝道A图4在CarSIM软件中建立的互通立交模型Fig.4InterchangemodelcreatedinCarsimsoftware2.3驾驶员模型驾驶员模型的功能是模拟真实世界中驾驶员对车辆运动学行为的控制，Carsim软件中的驾驶员模型控制包括速度控制和转向控制，其中速度控制又包括制动控制、换挡控制及开始结束条件控制，每项控制都包含着开环控制系统和闭环控制系统。1）转向控制。车辆在行驶过程中跟踪目标路径，行驶轨迹与目标路径之间的横向偏移值大于容许值时对轨迹进行修正。主线行驶时目标路径为右侧行车道的中心线，匝道行驶时目标路径为匝道行车道中心线。转向控制模型中的参数包含驾驶员反应时间与车辆性能2个方面，具体的参数设置见表3。表3转向控制参数Tab.3Steeringcontrolparameters参数名称驾驶员的反应时间/s驾驶员行为滞后/s转向低速界限/km/h最大的方向盘转角/（°）最大的方向盘转角速度/（°/s)值2221.52220.152220272012002）速度控制。速度控制模型根据对目标速度与当前速度之间的差值，计算出目标加速度，得到每?
【参考文献】：
期刊论文
[1]喇叭形互通立交行驶安全性与舒适性仿真研究[J]. 窦同乐,向健,徐进. 公路. 2020(05)
[2]高速公路互通式立交路段交通事故特性分析[J]. 杨丰羽,赵艳,张燕飞. 交通科技. 2019(02)
[3]高速公路喇叭形互通式立交事故多发位置及成因分析[J]. 周天赤,於方莹,张秀松,刘明阳. 公路交通技术. 2019(01)
[4]三岔喇叭形互通式立交环形匝道平面几何线形研究[J]. 唐洪祥,张耀,旃鹏,康建辉. 公路交通科技(应用技术版). 2019(01)
[5]B型喇叭式立交环圈出口匝道运行速度过渡段长度研究[J]. 潘兵宏,倪旭,唐力焦,赵亚茹,余英杰. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(03)
[6]B喇叭形互通式立交环圈匝道出口线形优化设计[J]. 王方杰. 北方交通. 2017(09)
[7]基于安全性的喇叭型互通式立交调查与分析[J]. 张瑞霄,史航标. 统计与管理. 2017(08)
[8]柳南高速公路事故多发路段鉴别分析及对策[J]. 姚胜彪. 西部交通科技. 2017(05)
[9]互通式立交高事故率出口的判定方法[J]. 吴朝阳,杨少伟,林岚,潘兵宏,张驰. 深圳大学学报(理工版). 2016(05)
[10]某山区高速公路单喇叭互通立交出口匝道安全问题解析[J]. 鲁淑华. 山西交通科技. 2016(02)
硕士论文
[1]基于遗传算法的A型单喇叭互通立交线形优化[D]. 王垒.长安大学 2015
[2]B型喇叭互通式立交的安全性评价与保障措施[D]. 张景涛.长安大学 2013
本文编号：2960900
【文章来源】：交通信息与安全. 2020,38(03)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
事故多发的喇叭口立（c）凤凰湖互通以及事故匝道
交通信息与安全2020年3期第38卷总225期2事故匝道虚拟行驶实验方法使用汽车动力学分析软件Carsim来完成事故匝道的运行过程仿真，从仿真结果中提取汽车运动学响应和汽车操纵量，确定安全通过事故匝道的转向需求。2.1整车动力学模型根据事故记录数据，小客车在事故车型中占主要比例，因此在CarSim软件中选择SUV小客车作为仿真车型，见图3。该模型主要包含7个部分，分别是车身系统、动力传送系统、制动系统、转向系统、前后悬架系统、轮胎及空气动力学系统。主要技术参数见表2。发动机模型的发动力额定功率为150kW，最大转速为6700转/min，最大扭矩为310n·m。在变速器模型中，设置了7档变速系统。主减速器传动比为4.1，其中传动比效率为0.99，惰轮效率为0.99。上述基本参数可实现对小货车模型基本的动力传送系统的设置。图3整车动力学模型Fig.3Vehicledynamicsmodel表2仿真车型的基本参数Tab.2Basicparametersofsimulatedvehicle基本参数簧上质量/kg整车宽度/mm整车高度/mm质心距前轴的距离/mm质心距离汽车纵向对称面的距离/mm质心距地面的距离/mm侧倾惯量/kg·m2侧倾惯量/kg·m2侧倾惯量/kg·m2数值1800190516691350777077001152.03528.03528.02.2喇叭口立交模型将立交CAD模型中的主线与匝道三维数据通过txt文本提取出来，然后按照Carsim的格式要求进行排列，导入Carsim软件中，实现道路立交模型的生成。由于要导入多个路段，须使用Carsim软件中的genericlinks界面来实现，把不同界面创建的道路模型、换道模式以及跟随路径模型，?
?菘翁庾樵谙殖∈褂冒谑侥Σ烈堑?测试结果，干燥情况下的沥青路面的摩擦系数设置为0.60，利用系数设为1。将立交主线及各条匝道数据分别导入genericlinks界面中，并分别对其进行ID标号，以实现对各路段的有效调用。当想调用某条匝道的道路中线作为目标路径时，使用path_id_dm功能来实现；当想调用某条匝道作为行驶道路时，通过current_road_id功能来实现；通过这2种功能的组合使用来完成车辆在不同匝道的路径转换。将所有道路数据导入之后，Carsim软件根据内部算法生成仿真道路模型，见图4。匝道C匝道A图4在CarSIM软件中建立的互通立交模型Fig.4InterchangemodelcreatedinCarsimsoftware2.3驾驶员模型驾驶员模型的功能是模拟真实世界中驾驶员对车辆运动学行为的控制，Carsim软件中的驾驶员模型控制包括速度控制和转向控制，其中速度控制又包括制动控制、换挡控制及开始结束条件控制，每项控制都包含着开环控制系统和闭环控制系统。1）转向控制。车辆在行驶过程中跟踪目标路径，行驶轨迹与目标路径之间的横向偏移值大于容许值时对轨迹进行修正。主线行驶时目标路径为右侧行车道的中心线，匝道行驶时目标路径为匝道行车道中心线。转向控制模型中的参数包含驾驶员反应时间与车辆性能2个方面，具体的参数设置见表3。表3转向控制参数Tab.3Steeringcontrolparameters参数名称驾驶员的反应时间/s驾驶员行为滞后/s转向低速界限/km/h最大的方向盘转角/（°）最大的方向盘转角速度/（°/s)值2221.52220.152220272012002）速度控制。速度控制模型根据对目标速度与当前速度之间的差值，计算出目标加速度，得到每?
【参考文献】：
期刊论文
[1]喇叭形互通立交行驶安全性与舒适性仿真研究[J]. 窦同乐,向健,徐进. 公路. 2020(05)
[2]高速公路互通式立交路段交通事故特性分析[J]. 杨丰羽,赵艳,张燕飞. 交通科技. 2019(02)
[3]高速公路喇叭形互通式立交事故多发位置及成因分析[J]. 周天赤,於方莹,张秀松,刘明阳. 公路交通技术. 2019(01)
[4]三岔喇叭形互通式立交环形匝道平面几何线形研究[J]. 唐洪祥,张耀,旃鹏,康建辉. 公路交通科技(应用技术版). 2019(01)
[5]B型喇叭式立交环圈出口匝道运行速度过渡段长度研究[J]. 潘兵宏,倪旭,唐力焦,赵亚茹,余英杰. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(03)
[6]B喇叭形互通式立交环圈匝道出口线形优化设计[J]. 王方杰. 北方交通. 2017(09)
[7]基于安全性的喇叭型互通式立交调查与分析[J]. 张瑞霄,史航标. 统计与管理. 2017(08)
[8]柳南高速公路事故多发路段鉴别分析及对策[J]. 姚胜彪. 西部交通科技. 2017(05)
[9]互通式立交高事故率出口的判定方法[J]. 吴朝阳,杨少伟,林岚,潘兵宏,张驰. 深圳大学学报(理工版). 2016(05)
[10]某山区高速公路单喇叭互通立交出口匝道安全问题解析[J]. 鲁淑华. 山西交通科技. 2016(02)
硕士论文
[1]基于遗传算法的A型单喇叭互通立交线形优化[D]. 王垒.长安大学 2015
[2]B型喇叭互通式立交的安全性评价与保障措施[D]. 张景涛.长安大学 2013
本文编号：2960900
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/2960900.html
