高速公路互通式立交出口匝道的安全性评价和优化研究

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我国交通行业发展迅速,货运物流量也飞速增长,这些发展对公路运输行业的安全性提出了更高的要求。高速公路互通式立交作为交通转换的重要节点,对整个公路运输行业的安全性和效率保障都起到至关重要的作用。据国内外大量数据显示,发生在高速公路上的事故约有30%发生在互通式立交附近,其中出口匝道的事故数又是进口匝道的两倍,因此对高速公路互通式立交出口匝道进行单独的安全性评价研究是很有必要的。
  本文首先对互通式立交出口匝道易发事故的类型和原因进行分析,研究人、车、路各个因素与运行安全的关系,探寻其中对交通安全影响最大的几个因素,重点对运行速度协调性、三维线形连续性、视距、减速车道长度四个方面的因素进行了定量的分析,通过AHP层次分析法对几种因素进行了权重赋值,并建立高速公路互通式立交出口匝道的安全性评价模型。该模型不仅能用作匝道的安全性评价,并以此模型作为下文遗传算法的适应度函数,为遗传算法的优化做准备。
  然后,对遗传算法进行了简要的介绍,并对其应用到匝道的安全性优化上的可行性进行了分析。结合工程实例,设置相应的边界条件、约束条件,确定变量的取值范围,查阅遗传算法的相关文献,设置遗传算法的相应参数,参照遗传算法的运算流程,一步一步的对工程实例进行遗传运算,最终得到优化后的相应参数。
  最后,运用Trucksim仿真模拟软件对优化前后的出口匝道进行仿真模拟试验,提出车身侧倾角、车轮垂直荷载、侧向加速度、横摆角速度四个影响车辆运行稳定性的指标,通过对比优化前后这四个指标值的变化来验证车辆的运行稳定性是否得到提高,以此来验证了本文优化操作的可靠性。
  最后的结果表明,遗传算法可以应用于匝道的安全性评价优化,在实际生产过程中,可以成为设计人员进行匝道安全性评价和优化的一种新的技术方法。
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