基于故障树的公路线形安全评价方法研究
发布时间：2022-01-22 09:33
近年来,伴随着公路路网密度的提高和公路基础设施的完善,我国公路运输业取得了空前发展。然而,公路交通安全仍面临着严峻形势,成为社会各界广泛关注的问题。其中,公路线形和交通事故密切相关,准确、定量评估公路线形安全性,对于提出公路路线改善对策、降低公路交通事故风险具有重要意义。现有公路线形安全评价方法的结果与实际交通事故数据相关性不强,本文提出一种基于故障树分析的公路路段平均综合事故概率计算方法,以事故概率准确、直观地评价公路线形安全水平。首先,本文考虑天气情况良好、自由流状态,对汽车侧向失稳状态进行解耦,将单车事故失稳模式重新划分为转向失稳、失去轨迹保持能力、侧翻事故,并考虑停车视距不足导致的追尾事故,基于故障树分析构建公路交通综合事故概率计算模型。其次,选择车辆质心横摆角速度、质心侧偏角、横向载荷转移率分别作为表征转向失稳、失去轨迹保持能力、侧翻事故的风险评价指标,考虑停车视距不足构建追尾事故风险评价指标。依据车辆动力学理论和公路几何学,确定各指标的安全边界。然后,以南洛高速（G36）蚌宁段几何线形数据为安全评价实例,验证本文方法的准确性。采用CarSim构建人-车-路多体动力学仿真模型...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CarSim主仿真界面
图 4.5 基于 G36 蚌宁段三维线形的人-车-路 CarSim 多体动力学仿真模型 The driver-vehicle-road CarSim model based on the three-dimensional alignments ofto Nanjing section of G36 expressway洛高速蚌宁段线形安全性评价结果及改善对策分析宁洛高速蚌宁段线形安全评价结果及危险路段识别过上述建立的人-车-路仿真模型，获取车辆沿宁洛高速蚌宁段行驶的质心侧偏角、车轮垂直载荷等动力学指标，结合自 AutoCAD 文件提径、竖曲线半径、坡度等设计资料，划分合适的路段长度后，即可均事故概率，实现宁洛高速蚌宁段线形安全的定量评价。前，应用最广泛的路段划分方法有两种：一、将公路划分为相同长法；二、将具有相同几何特征的路段划分为一段的同质法[109]。Shan现，应用同质法进行路段划分容易出现以下问题[110]：（1）由于平曲线同的路段过多，导致划分路段数量增加，部分路段长度小于 1km。据库中记录的桩号为距离事故点最近的桩号，因此，这种划分方式
图 4.7 路段 16（K66+000-K68+000）公路现场图Fig 4.7 Photographs of section 16路段 58 的线形条件和安全评价结果如表 4.6，实际公路如图 4.8。可知，该路段有 4 个纵坡，但上行线仅有 1 个上坡，即其他 3 个纵坡形成一个连续的长下坡，尽管坡度较小，但距离较长，形成了 1540 米的连续长大下坡，所以车辆在下坡时速度容易超过最高限制车速，另平曲线转角及半径变化二次，存在安全隐患。图 4.8（a）所示为上坡与弯道组合线形，车辆驾驶员视线不佳，难以确定视距，汽车尤其是货车全力加速“冲坡”，行至坡顶或坡中，很容易撞上先行车辆。图 4.8（b）和图（c）坡度较小，行驶车辆速度往往较高，但是弯道半径和转角较小，车辆容易撞上护栏冲出路面，或由于离心力过大导致侧翻患。图 4.8（d）为直线连接上坡与弯道组合曲线，相对与图（b）和图（c）路段，更容易发生交通事故，且事故形态往往是同向两车追尾，而前车为货车，即前车由于载货过重，爬坡困难，速度难以保证在最低限速之上，后车速度过快，且视线不佳，容易与低速前车相撞，发生事故。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于能量法的车辆侧翻稳定性动力学研究[J]. 黄明亮,郑敏毅,张邦基,张农,陈盛钊. 振动与冲击. 2016(24)
[2]山区双车道公路运行速度预测模型的加速度标定[J]. 徐进,杨奎,罗骁,汪旭,邵毅明,彭金栓. 哈尔滨工业大学学报. 2017(03)
[3]A Novel Pre-control Method of Vehicle Dynamics Stability Based on Critical Stable Velocity during Transient Steering Maneuvering[J]. CHEN Jie,SONG Jian,LI Liang,RAN Xu,JIA Gang,WU Kaihui. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(03)
[4]IHSDM高速公路事故预测模型[J]. 孟祥海,侯芹忠,史永义,荆林朋,郑来. 交通运输工程学报. 2016(01)
[5]中国和美国道路交通事故数据对比研究[J]. 吕婷婷,钱勇生,曾俊伟. 城市道桥与防洪. 2015(10)
[6]基于公路三维线形几何特性的行车安全分析[J]. 符锌砂,葛婷,李海峰,龙立敦,王晓飞. 中国公路学报. 2015(09)
[7]高速公路平纵线形与事故率的关系及其安全性评价[J]. 孟祥海,荆林朋,侯芹忠. 交通信息与安全. 2015(04)
[8]山区道路车辆动力学模型与行车安全分析(英文)[J]. 王慧丽,史忠科. 控制理论与应用. 2015(06)
[9]人-车-路耦合环境中车辆稳态安全仿真[J]. 贾兴利,杨宏志,刘晨. 中国安全科学学报. 2015(01)
[10]路面附着条件对车辆横向稳定性影响的量化分析[J]. 贺宜,褚端峰,吴超仲,严新平,马杰. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2014(04)
博士论文
[1]道路几何设计对车辆行驶特性的影响机理研究[D]. 徐进.西南交通大学 2010
[2]公路交通安全系统化分析与评价方法及改善策略研究[D]. 矫成武.吉林大学 2007
硕士论文
[1]车辆非稳态转向侧翻性能分析[D]. 黄明亮.湖南大学 2016
[2]基于驾驶员工作负荷的公路平面线形设计安全评价研究[D]. 龙伟峰.北京工业大学 2010
[3]复杂事故树定性与定量分析算法研究与应用[D]. 邢冀.昆明理工大学 2009
[4]道路线形安全分析与评价[D]. 郭凤香.昆明理工大学 2005
本文编号：3601954
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CarSim主仿真界面
图 4.5 基于 G36 蚌宁段三维线形的人-车-路 CarSim 多体动力学仿真模型 The driver-vehicle-road CarSim model based on the three-dimensional alignments ofto Nanjing section of G36 expressway洛高速蚌宁段线形安全性评价结果及改善对策分析宁洛高速蚌宁段线形安全评价结果及危险路段识别过上述建立的人-车-路仿真模型，获取车辆沿宁洛高速蚌宁段行驶的质心侧偏角、车轮垂直载荷等动力学指标，结合自 AutoCAD 文件提径、竖曲线半径、坡度等设计资料，划分合适的路段长度后，即可均事故概率，实现宁洛高速蚌宁段线形安全的定量评价。前，应用最广泛的路段划分方法有两种：一、将公路划分为相同长法；二、将具有相同几何特征的路段划分为一段的同质法[109]。Shan现，应用同质法进行路段划分容易出现以下问题[110]：（1）由于平曲线同的路段过多，导致划分路段数量增加，部分路段长度小于 1km。据库中记录的桩号为距离事故点最近的桩号，因此，这种划分方式
图 4.7 路段 16（K66+000-K68+000）公路现场图Fig 4.7 Photographs of section 16路段 58 的线形条件和安全评价结果如表 4.6，实际公路如图 4.8。可知，该路段有 4 个纵坡，但上行线仅有 1 个上坡，即其他 3 个纵坡形成一个连续的长下坡，尽管坡度较小，但距离较长，形成了 1540 米的连续长大下坡，所以车辆在下坡时速度容易超过最高限制车速，另平曲线转角及半径变化二次，存在安全隐患。图 4.8（a）所示为上坡与弯道组合线形，车辆驾驶员视线不佳，难以确定视距，汽车尤其是货车全力加速“冲坡”，行至坡顶或坡中，很容易撞上先行车辆。图 4.8（b）和图（c）坡度较小，行驶车辆速度往往较高，但是弯道半径和转角较小，车辆容易撞上护栏冲出路面，或由于离心力过大导致侧翻患。图 4.8（d）为直线连接上坡与弯道组合曲线，相对与图（b）和图（c）路段，更容易发生交通事故，且事故形态往往是同向两车追尾，而前车为货车，即前车由于载货过重，爬坡困难，速度难以保证在最低限速之上，后车速度过快，且视线不佳，容易与低速前车相撞，发生事故。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于能量法的车辆侧翻稳定性动力学研究[J]. 黄明亮,郑敏毅,张邦基,张农,陈盛钊. 振动与冲击. 2016(24)
[2]山区双车道公路运行速度预测模型的加速度标定[J]. 徐进,杨奎,罗骁,汪旭,邵毅明,彭金栓. 哈尔滨工业大学学报. 2017(03)
[3]A Novel Pre-control Method of Vehicle Dynamics Stability Based on Critical Stable Velocity during Transient Steering Maneuvering[J]. CHEN Jie,SONG Jian,LI Liang,RAN Xu,JIA Gang,WU Kaihui. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(03)
[4]IHSDM高速公路事故预测模型[J]. 孟祥海,侯芹忠,史永义,荆林朋,郑来. 交通运输工程学报. 2016(01)
[5]中国和美国道路交通事故数据对比研究[J]. 吕婷婷,钱勇生,曾俊伟. 城市道桥与防洪. 2015(10)
[6]基于公路三维线形几何特性的行车安全分析[J]. 符锌砂,葛婷,李海峰,龙立敦,王晓飞. 中国公路学报. 2015(09)
[7]高速公路平纵线形与事故率的关系及其安全性评价[J]. 孟祥海,荆林朋,侯芹忠. 交通信息与安全. 2015(04)
[8]山区道路车辆动力学模型与行车安全分析(英文)[J]. 王慧丽,史忠科. 控制理论与应用. 2015(06)
[9]人-车-路耦合环境中车辆稳态安全仿真[J]. 贾兴利,杨宏志,刘晨. 中国安全科学学报. 2015(01)
[10]路面附着条件对车辆横向稳定性影响的量化分析[J]. 贺宜,褚端峰,吴超仲,严新平,马杰. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2014(04)
博士论文
[1]道路几何设计对车辆行驶特性的影响机理研究[D]. 徐进.西南交通大学 2010
[2]公路交通安全系统化分析与评价方法及改善策略研究[D]. 矫成武.吉林大学 2007
硕士论文
[1]车辆非稳态转向侧翻性能分析[D]. 黄明亮.湖南大学 2016
[2]基于驾驶员工作负荷的公路平面线形设计安全评价研究[D]. 龙伟峰.北京工业大学 2010
[3]复杂事故树定性与定量分析算法研究与应用[D]. 邢冀.昆明理工大学 2009
[4]道路线形安全分析与评价[D]. 郭凤香.昆明理工大学 2005
本文编号：3601954
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