[发明专利]基于高速公路几何线形综合技术指标的安全检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及现代交通技术领域，特别是涉及一种基于高速公路几何线形综合技术指标的安全检测方法。

背景技术

在人-车-路系统中，路作为整个体系的载体，起着至关重要的作用，而公路的各项线形指标决定了行车的安全性和舒适性。公路线形是平面线形、纵断面线形和横断面的集合体。目前我国是在满足汽车运动学和力学要求前提下，采用“计算行车速度”即设计车速进行路线设计，计算行车速度对一特定路段而言是一固定值，其作为基础参数，用于规定该路段满足运营安全所需的最小曲率和最小视距等最低路线技术指标。据《公路路线设计规范》，一条公路的计算行车速度确定后，其相应的圆曲线半径、车道宽度、超高、加宽、纵坡、视距、竖曲线半径等设计要素的最低指标便确定了。只要设计所采用的最小几何指标大于所选定的计算行车速度所对应的最小几何指标，则认为该设计是符合规范要求的。

然而近几十年来国内外研究表明：仅单相独立指标符合规范要求的公路几何线形，不能有效地保证汽车行驶的安全性。汽车在公路上行驶时，驾驶者一般是依据道路行车条件(线形几何、路面、气候、环境和交通流密度)及车辆本身性能来确定自己的车速。只要条件允许，驾驶者总是倾向于采用较高的速度行驶。当汽车由设计指标较高的路段突然驶入指标较低的曲线路段时，许多驾驶员因驾驶惯性等原因而不能及时意识到车速过高，或当感觉车速过高时已来不及减速或减速不够，这样交通事故便在瞬间发生。

鉴于以设计车速为基础的公路路线设计方法存在的不足，近年来，德国、法国以及澳大利亚等发达国家广泛采用以运行速度为基础的路线设计方法。我国在相关领域的研究还处于起步阶段，欲完全采用运行车速进行路线设计还需更深入的研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于高速公路几何线形综合技术指标的安全检测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：基于高速公路几何线形综合技术指标的安全检测方法，其特征在于，该方法包括：

确定端面车速分布形式及特征参数；

建立告诉高速几何线形综合技术指标描述模型；

根据运行车速与线形综合指标的关系，构建高速公路运行车速预测模型；

根据运行车速特征指标与安全性检测指标的关系，构建高速公路线形安全性检测模型。

所述的确定端面车速分布形式及特征参数进一步包括：根据高速公路地形特点及交通情况，以及公路交通量和交通流组成、事故状况、设计文件等数据，运用系统分析、车辆动力学、人机工程学、心理生理学对影响车辆运行的道路条件、车辆性能、驾驶员特性以及其他交通控制措施进行内外因分析处理，确定不同车辆的运行规律和差异；根据不同类型的测速仪器特点，确定测速路段的选取原则、测速位置、测速方案；通过对高速公路车辆运行车速分布检验，确定断面车速分布形式及特征参数。

所述的建立高速公路几何线形综合技术指标描述模型进一步包括：根据公路线形的空间几何特性，对公路路段进行特征归类和表述，结合车辆运行速度的变化规律，运用层次分析法和系统分析法，在相关性、可比性、可行性的原则上，选取适当指标并量化；通过分析各类线形指标与运行车速的相关性，以此选取显著影响运行车速的线形指标，构建反映公路空间几何特性且能体现相关类型路段不同断面位置差异性的函数，对线形描述函数中各参数对线形综合指标的敏感性进行分析处理，建立高速公路几何线形综合技术指标的客观描述模型。

所述的构建高速公路运行车速预测模型进一步包括：确定汽车运行车速与高速公路几何线形综合技术指标的关系，运用数学建模理论建立运行车速预测模型，并结合实际情况和交通仿真技术对模型进行验证和修正；同时运用统计学原理、人工神经网络理论、驾驶员心理学确定模型的预测方法，并用实测数据加以检验。

所述的构建高速公路线形安全性检测模型进一步包括：根据运行车速特征指标与公路安全性的相互关系，确定符合我国车速分布特征的安全性评价指标，建立高速公路几何线形安全性评价模型；将理论与实践相结合，运用路段事故资料数据、驾驶员心理生理学数据、系统仿真技术为模型评价标准建立具体的可操作的评价流程；构建高速公路线形安全性检测模型。

与现有技术相比，本发明解决了直接采用众多指标进行公路线形设计质量评价的困难，避免了单一评价指标的局限性，提出了一种全面表征公路线形空间几何特点的线形综合指标描述模型，通过预测路段运行车速，从而对高速公路线形设计安全性进行综合量化评价，本技术具有以下优点：