[发明专利]考虑重型拖车车轮轨迹偏差和甩尾的弯道加宽设计方法

摘要

本发明属于港区道路设计技术领域，具体涉及一种考虑重型拖车车轮轨迹偏差和甩尾的弯道加宽设计方法，包括：选取一种重型拖挂车；设定车辆不会侧滑的条件；设定车辆会发生甩尾现象时，半挂车的甩尾角度；确定牵引车部分与半挂车部分的折角θ的计算方法；设定车辆没有发生侧滑等事故时车辆对路面的占用宽度；设定车辆发生甩尾事故时占用的车道宽度；采用上面的参数，建立交通流仿真元胞自动机模型；进行仿真实验分析并选取合适的超高。本发明通过量化与超高相关的影响因子，能够得到在特定道路线形设计下最优的弯道宽度，具有高精确性和便利性。

主权项

1.一种考虑重型拖车车轮轨迹偏差和甩尾的弯道加宽设计方法，包括下列步骤：第一步：选取一种重型拖挂车；第二步：设定重型拖车不发生侧滑的车速条件设定重型拖车会发生甩尾现象时，半挂车部分的甩尾角度其中，T为重型拖车进入弯道后行驶的时间，V为重型拖车的车速，L₂为半挂车部分的车身长度，其中R为弯道半径，i为横坡度，f为横向摩擦力，T为重型拖车进入弯道后行驶的时间，V为重型拖车的车速，L₂为半挂车部分的车身长度；第三步：确定牵引车部分与半挂车部分的折角θ的计算方法，折角θ在重型拖挂车进弯道的变化规律为公式当转向行驶的重型拖挂车由瞬态过渡到稳态时，其折角为θ_max＝2arctanR₁(2/L₂-A)；当重型拖挂车出弯道时θ的变化规律为最后θ＝0，其中，S为拖挂车行驶过的圆弧长度，B＝ln((tanθ₂/2)/R₁-2/L₂-A)/(tan(θ₂/2)/R₁-2/L₂+A)，R₁为牵引车部分和半挂车部分的交接点转弯时的瞬时半径，R₂为半挂车部分的后车桥中点转弯时的瞬时转弯半径，θ₂为重型拖车进弯道时牵引车部分和半挂车部分的初始折角；第四步：设定重型拖车没有发生侧滑等事故时，车道的弯度不低于a_min＝2R-2L₁cosθ/ctgδ+w；设定当重型拖车发生甩尾事故时，占用车道的宽度至少为式中，L₁约为牵引车部分的车身长度，w为车身的宽度，δ为牵引车部分的转角，第五步：采用上面的参数，建立基于驾驶行为认知模型的元胞自动机仿真模型，具体如下：(1)建立驾驶员对交通拥堵状况的感知；(2)确认车辆之间应保持的安全间距：得到此间距式中：V和a_max分别为当前车辆的车速和最大加速度，V′和a′_max分别为前导车的车速和最大加速度，V_max为行车允许的最大车速，γ为固定系数，μ为对安全间距服从系数的均值，σ为对安全间距服从系数的标准差；(3)记录每辆车的相邻车辆的行驶状态：分别记录下车辆的车速，彼此实际间距，安全间距的估计值，车辆类型，车速的加减，转向指示灯，甩尾等侵占其他道路的情况；(4)动作集合的产生：驾驶员根据感知的具体情况做出加速、减速、匀速或转向的决策；第六步：设计包括弯道的半径，车道的宽度，横向力系数在内的道路设计关键参数，模拟驾驶员驾驶该种重型拖挂车在此弯道上行驶特性，进行仿真并对实验结果进行评价，考察重新拖挂车对其他车辆的影响；第七步：若拖挂车对其他车辆的影响程度过大，不符合要求，则重新选择车道的宽度，返回第六步，直至达到设计要求。