山區(qū)高速公路橋隧群路段行車安全研究

發(fā)布時(shí)間：2020-09-16 08:50

　　山區(qū)高速公路橋隧群路段結(jié)合了橋梁、道路和隧道三種構(gòu)造物形式，交通環(huán)境復(fù)雜，屬于交通環(huán)境突變段，是交通事故的主要空間分布點(diǎn)。發(fā)生在橋隧群路段的道路交通事故多為群死群傷特大事故，致死率高。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)高速公路隧道群整體、單個(gè)隧道、單個(gè)橋梁的安全研究較多，從系統(tǒng)角度將三者作為一個(gè)整體進(jìn)行研究相對(duì)較少。山區(qū)高速公路橋隧群路段的事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)缺乏，大多數(shù)研究都在定性地探討山區(qū)高速公路橋隧群路段行車安全的重要性和管理措施等，事故安全機(jī)理分析不透徹。山區(qū)高速公路橋隧群路段行車事故的發(fā)生是行車過程中復(fù)雜災(zāi)變因素的耦合作用的結(jié)果，一般的交通事故致因理論難以解釋橋隧群路段行車事故發(fā)生機(jī)理。因此，對(duì)山區(qū)高速公路橋隧群路段行車安全機(jī)理、駕駛員行為、車輛安全狀態(tài)和行車安全控制策略等關(guān)鍵性問題進(jìn)行研究，對(duì)于提高山區(qū)高速公路橋隧群路段交通安全性，有效降低交通事故率，創(chuàng)建安全和諧的道路交通環(huán)境意義重大。為深入探討山區(qū)高速公路橋隧群路段行車安全機(jī)理，文中分析了橋隧群路段的結(jié)構(gòu)型式、環(huán)境特征和事故影響因素，分析了橋隧群路段行車系統(tǒng)的耗散結(jié)構(gòu)特性，提出利用熵理論和耗散結(jié)構(gòu)來研究山區(qū)高速公路橋隧群路段行車系統(tǒng)安全機(jī)理，建立了熵流指標(biāo)體系和系統(tǒng)安全熵模型，給出了熵流值的計(jì)算方法。最后，以“六武高速—安徽段”橋隧群路段為樣本進(jìn)行實(shí)證分析，對(duì)系統(tǒng)安全熵模型和計(jì)算方法進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)證。結(jié)果表明：維持橋隧群路段行車系統(tǒng)的耗散結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，采用熵理論和耗散結(jié)構(gòu)能夠解釋山區(qū)高速公路橋隧群路段行車安全事故發(fā)生機(jī)理，當(dāng)|B|1+A2時(shí)，該橋隧群路段行車系統(tǒng)為耗散結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)處于安全有序狀態(tài)，當(dāng)|B|1+A2時(shí)，該橋隧群路段行車系統(tǒng)為非耗散結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)。駕駛員行為研究是山區(qū)高速公路橋隧群路段行車安全研究中的基礎(chǔ)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。心理測(cè)試是嚴(yán)把客車駕駛員入門檻的重要手段，視覺、感知和反應(yīng)是駕駛員在實(shí)際駕駛操作過程中三個(gè)重要階段或環(huán)節(jié)，其中的任何一個(gè)出現(xiàn)失誤，都可能導(dǎo)致交通事故�；诖耍紫龋治隽笋{駛員心理行為特性，并應(yīng)用德爾菲法(Delphi Method)確定山區(qū)高速公路橋隧群路段客車駕駛員心理測(cè)試指標(biāo)，通過對(duì)1400名客車駕駛員的測(cè)試，運(yùn)用百分位數(shù)法確定了各項(xiàng)指標(biāo)的正常值范圍。其次，運(yùn)用病例對(duì)照的方法，通過152對(duì)安全駕駛員和事故駕駛員的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，驗(yàn)證了山區(qū)高速公路橋隧群路段客車駕駛員心理指標(biāo)正常值及其評(píng)判方法是否合適。最后，采用駕駛適性檢測(cè)儀器對(duì)山區(qū)高速公路橋隧群路段駕駛員生理、心理特性現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，通過數(shù)據(jù)分析，探索駕駛員視覺特性、感知特性和反應(yīng)特性對(duì)山區(qū)高速公路橋隧群路段行車安全的影響，分析影響因素的相關(guān)性。針對(duì)山區(qū)高速公路橋隧群路段行車系統(tǒng)的脆性特性，將適應(yīng)性Agent圖論應(yīng)用于橋隧群路段車輛安全狀態(tài)的研究。首先，文中界定了橋隧群路段車輛安全狀態(tài)的內(nèi)涵，分析了其影響因素，采用“五行理論”對(duì)橋隧群路段行車系統(tǒng)車輛安全狀態(tài)演化過程進(jìn)行定性描述；其次，剖析了系統(tǒng)脆性與安全熵的關(guān)系，分析了橋隧群路段行車系統(tǒng)的崩潰過程，建立了橋隧群路段行車系統(tǒng)脆性行為的適應(yīng)性Agent圖；最后，依據(jù)安徽省山區(qū)高速公路橋隧群路段車輛追尾事故統(tǒng)計(jì)資料，對(duì)橋隧群路段行車系統(tǒng)脆性行為進(jìn)行仿真，揭示車輛安全狀態(tài)演化趨勢(shì)，驗(yàn)證適應(yīng)性Agent圖在橋隧群路段行車安全方面應(yīng)用的合理性和可行性。仿真結(jié)果表明：關(guān)鍵頂點(diǎn)的崩潰，短時(shí)間會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的崩潰；各頂點(diǎn)狀態(tài)初值決定著整個(gè)系統(tǒng)崩潰行為的發(fā)生；整個(gè)系統(tǒng)的崩潰有一定的延遲性。為提高山區(qū)高速公路橋隧群路段行車系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，首先，以橋隧群路段交通特征為切入點(diǎn)，分析山區(qū)高速公路橋隧群路段出口交通標(biāo)志設(shè)置有效性和傳遞信息的條件，建立出口處交通標(biāo)志有效設(shè)置模型；其次，分析高速公路橋隧群路段減速振動(dòng)標(biāo)線設(shè)置存在的問題，以人機(jī)工程學(xué)和交通流理論為基礎(chǔ)，分析了駕駛員有效利用減速振動(dòng)標(biāo)線傳遞信息的條件，建立減速振動(dòng)標(biāo)線與山區(qū)高速公路橋隧群路段進(jìn)出口安全距離的理論模型；再次，分析橋隧群路段限速的影響因素和確定方法，采用TOPSIS計(jì)算方法，確定了山區(qū)高速公路橋隧群路段限速值。最后，針對(duì)傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法主觀性比較強(qiáng)、適用性差、結(jié)果精度不高等不足，采用可拓理論，建立基于可拓物元理論的山區(qū)高速公路橋隧群路段行車安全控制策略綜合評(píng)估模型，并通過實(shí)例驗(yàn)證模型的科學(xué)性和可行性。
【學(xué)位單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2013
【中圖分類】：U492.84
【部分圖文】：