喇叭口型互通立交是高速公路最常用的立交樣式,事故調(diào)查數(shù)據(jù)表明一些A型喇叭口左轉(zhuǎn)半直連匝道的事故率顯著高于平均水平,汽車頻繁撞擊位于曲線內(nèi)側(cè)的中間分隔帶護欄。為揭示此類事故的形成機制,建立了A型喇叭口互通立交的三維數(shù)字模型,運用"人-車-路"閉環(huán)仿真的方法模擬了車輛在立交匝道上的行駛過程,從仿真結(jié)果中提取汽車運動學(xué)響應(yīng)和汽車操縱量,確定了安全通過事故匝道的轉(zhuǎn)向需求;然后結(jié)合實車駕駛過程中的前方道路環(huán)境的視覺影像以及基于道路輪廓的曲率估計,得到了事故的發(fā)生機制:從卵形線的小圓駛向大圓時,卵形線的中插回旋線以及前方的大圓在視覺上會誤導(dǎo)駕駛?cè)烁吖赖缆非?導(dǎo)致駕駛?cè)瞬扇×司S持轉(zhuǎn)向盤不動或者轉(zhuǎn)向回調(diào)量不足的錯誤操作,使行駛軌跡朝曲線內(nèi)側(cè)偏離了行車道,進而與中間分隔帶護欄發(fā)生碰撞。最后,根據(jù)事故的發(fā)生機制提出了靶向性的安全改善對策,研究成果為降低喇叭口互通立交事故率、改善運營安全水平提供了理論依據(jù)和技術(shù)支持。 

【文章來源】：交通信息與安全. 2020,38(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

事故多發(fā)的喇叭口立（c）鳳凰湖互通以及事故匝道

交通信息與安全2020年3期第38卷總225期2事故匝道虛擬行駛實驗方法使用汽車動力學(xué)分析軟件Carsim來完成事故匝道的運行過程仿真，從仿真結(jié)果中提取汽車運動學(xué)響應(yīng)和汽車操縱量，確定安全通過事故匝道的轉(zhuǎn)向需求。2.1整車動力學(xué)模型根據(jù)事故記錄數(shù)據(jù)，小客車在事故車型中占主要比例，因此在CarSim軟件中選擇SUV小客車作為仿真車型，見圖3。該模型主要包含7個部分，分別是車身系統(tǒng)、動力傳送系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、前后懸架系統(tǒng)、輪胎及空氣動力學(xué)系統(tǒng)。主要技術(shù)參數(shù)見表2。發(fā)動機模型的發(fā)動力額定功率為150kW，最大轉(zhuǎn)速為6700轉(zhuǎn)/min，最大扭矩為310n·m。在變速器模型中，設(shè)置了7檔變速系統(tǒng)。主減速器傳動比為4.1，其中傳動比效率為0.99，惰輪效率為0.99。上述基本參數(shù)可實現(xiàn)對小貨車模型基本的動力傳送系統(tǒng)的設(shè)置。圖3整車動力學(xué)模型Fig.3Vehicledynamicsmodel表2仿真車型的基本參數(shù)Tab.2Basicparametersofsimulatedvehicle基本參數(shù)簧上質(zhì)量/kg整車寬度/mm整車高度/mm質(zhì)心距前軸的距離/mm質(zhì)心距離汽車縱向?qū)ΨQ面的距離/mm質(zhì)心距地面的距離/mm側(cè)傾慣量/kg·m2側(cè)傾慣量/kg·m2側(cè)傾慣量/kg·m2數(shù)值1800190516691350777077001152.03528.03528.02.2喇叭口立交模型將立交CAD模型中的主線與匝道三維數(shù)據(jù)通過txt文本提取出來，然后按照Carsim的格式要求進行排列，導(dǎo)入Carsim軟件中，實現(xiàn)道路立交模型的生成。由于要導(dǎo)入多個路段，須使用Carsim軟件中的genericlinks界面來實現(xiàn)，把不同界面創(chuàng)建的道路模型、換道模式以及跟隨路徑模型，?

?菘翁庾樵諳殖∈褂冒謔僥Σ烈塹?測試結(jié)果，干燥情況下的瀝青路面的摩擦系數(shù)設(shè)置為0.60，利用系數(shù)設(shè)為1。將立交主線及各條匝道數(shù)據(jù)分別導(dǎo)入genericlinks界面中，并分別對其進行ID標號，以實現(xiàn)對各路段的有效調(diào)用。當想調(diào)用某條匝道的道路中線作為目標路徑時，使用path_id_dm功能來實現(xiàn)；當想調(diào)用某條匝道作為行駛道路時，通過current_road_id功能來實現(xiàn)；通過這2種功能的組合使用來完成車輛在不同匝道的路徑轉(zhuǎn)換。將所有道路數(shù)據(jù)導(dǎo)入之后，Carsim軟件根據(jù)內(nèi)部算法生成仿真道路模型，見圖4。匝道C匝道A圖4在CarSIM軟件中建立的互通立交模型Fig.4InterchangemodelcreatedinCarsimsoftware2.3駕駛員模型駕駛員模型的功能是模擬真實世界中駕駛員對車輛運動學(xué)行為的控制，Carsim軟件中的駕駛員模型控制包括速度控制和轉(zhuǎn)向控制，其中速度控制又包括制動控制、換擋控制及開始結(jié)束條件控制，每項控制都包含著開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。1）轉(zhuǎn)向控制。車輛在行駛過程中跟蹤目標路徑，行駛軌跡與目標路徑之間的橫向偏移值大于容許值時對軌跡進行修正。主線行駛時目標路徑為右側(cè)行車道的中心線，匝道行駛時目標路徑為匝道行車道中心線。轉(zhuǎn)向控制模型中的參數(shù)包含駕駛員反應(yīng)時間與車輛性能2個方面，具體的參數(shù)設(shè)置見表3。表3轉(zhuǎn)向控制參數(shù)Tab.3Steeringcontrolparameters參數(shù)名稱駕駛員的反應(yīng)時間/s駕駛員行為滯后/s轉(zhuǎn)向低速界限/km/h最大的方向盤轉(zhuǎn)角/（°）最大的方向盤轉(zhuǎn)角速度/（°/s)值2221.52220.152220272012002）速度控制。速度控制模型根據(jù)對目標速度與當前速度之間的差值，計算出目標加速度，得到每?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]喇叭形互通立交行駛安全性與舒適性仿真研究[J]. 竇同樂,向健,徐進.  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]. 楊豐羽,趙艷,張燕飛.  交通科技. 2019(02)
[3]高速公路喇叭形互通式立交事故多發(fā)位置及成因分析[J]. 周天赤,於方瑩,張秀松,劉明陽.  公路交通技術(shù). 2019(01)
[4]三岔喇叭形互通式立交環(huán)形匝道平面幾何線形研究[J]. 唐洪祥,張耀,旃鵬,康建輝.  公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版). 2019(01)
[5]B型喇叭式立交環(huán)圈出口匝道運行速度過渡段長度研究[J]. 潘兵宏,倪旭,唐力焦,趙亞茹,余英杰.  重慶交通大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(03)
[6]B喇叭形互通式立交環(huán)圈匝道出口線形優(yōu)化設(shè)計[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調(diào)查與分析[J]. 張瑞霄,史航標.  統(tǒng)計與管理. 2017(08)
[8]柳南高速公路事故多發(fā)路段鑒別分析及對策[J]. 姚勝彪.  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]. 吳朝陽,楊少偉,林嵐,潘兵宏,張馳.  深圳大學(xué)學(xué)報(理工版). 2016(05)
[10]某山區(qū)高速公路單喇叭互通立交出口匝道安全問題解析[J]. 魯淑華.  山西交通科技. 2016(02)

碩士論文
[1]基于遺傳算法的A型單喇叭互通立交線形優(yōu)化[D]. 王壘.長安大學(xué) 2015
[2]B型喇叭互通式立交的安全性評價與保障措施[D]. 張景濤.長安大學(xué) 2013



本文編號：2960900