基于智能驾驶技术的超高速公路线形指标研究

• 作 者: 赵酉超
• 出 处: 长沙理工大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 超高速公路 智能驾驶技术 线形指标 高安全要求

高速公路在公路交通领域承担重要的角色,它的进步与发展对提高交通运输水平具有举足轻重的作用。目前,我国高速公路的最高设计速度为120km/h。参考高速铁路的发展给铁路运输与经济增长带来巨大的新生力量,建设设计速度超过120km/h且具有更高服务水平的超高速公路必将使我国公路运输行业展现新的活力。本文首先根据我国公路交通面临的严峻形势分析和基于汽车智能驾驶技术的调研,提出专供智能驾驶小汽车服务的超高速公路的概念和特点。然后分别研究了超高速公路的理论通行能力和基于SPSS软件分析的汽车运行的经济性,结果显示超高速公路的建设和运营具有可行性。然后,通过超高速度的交通安全量化研究,发现超高速公路发生交通事故的相对数量和严重程度皆大幅增加,提出超高速公路建设的高安全要求;类比普通公路的“停车视距”定义并研究了超高速公路的“停车识距”,同时分析了“停车-识距”与线形设计、车辆受力与安全舒适性的关系。然后根据自动驾驶汽车的特性以及超高速度的安全要求,对超高速公路的线形指标进行了研究。基于道路线形设计原理,对超高速公路的部分线形指标进行了理论分析和研究,包括直线长度和平曲线最大半径的限制、缓和曲线的组成、最小纵坡长度的确定以及平、纵线形的组合。然后,通过平曲线段上车辆受力和“停车识距”分析分别建立了受力平衡计算模型、动态车辆安全识距几何分析模型,并运用所建立模型综合研究得到了超高速公路平曲线最小半径建议值。从车辆动力学的角度,通过建立小汽车的爬坡动力模型和下坡安全制动距离模型研究得到超高速公路最大纵坡度、坡长限制指标建议值。综合考虑竖曲线上车辆行驶识距和乘客舒适度要求,研究得到超高速公路的竖曲线最小半径设计指标的建议值。通过基于安全与舒适性设计原理的超高速公路线形指标理论研究,为确立超高速公路线形设计的标准和规范提供理论依据,并对超高速公路的建设和发展具有良好的参考价值。