[发明专利]面向港口集疏港基本路段的速度一致性检验方法

摘要

本发明属于道路评价技术领域。为检验道路设计的线形是否具有连续性，从而可以根据评价结果进行道路线形的修正，以减少交通事故的发生概率；为港区道路是否采取客货分离等交通管制提供数据支撑，本发明采用的技术方案是：面向港口集疏港基本路段的速度一致性检验方法，包括下列步骤：(1)进行路段划分；(2)确定不同等级港区道路的初始运行速度；(3)对不同的路段的交通流进行仿真；(4)确定速度一致性评价的标准；(5)对道路进行等级划分和相关分析，提出线形修改或其他交通管制建议。本发明主要应用于道路交通能力评价场合。

主权项

1.一种面向港口集疏港基本路段的速度一致性检验方法，其特征是，包括下列步骤：第一步：通过预测交通流、考察地形等数据分析，得到港区道路线形的基本设计方案后，进行路段划分，按划分要求将基本路段分为平直线段、曲线段、纵坡段和弯坡段；第二步：确定不同等级港区道路的初始运行速度，港口道路可按照分级要求分为进港道路、港区道路和场区道路，通过数据采集得到不同道路等级的车辆平均运行速度，即为交通仿真模型中车辆的初始运行速度；第三步：建立平直线路段上的交通流仿真模型：1)确定平直线路段上的期望速度；2)求车辆加速度：当前导车为小汽车时，车辆的加速度为：acar=2{xt+δ-yt-L-10-vt(q+δ)-bq(ut+δ-vt)2}δ2+2qδ]]>当前导车为大卡车时，跟驰车辆的行驶加速度为a_truck：atruck=2{xt+δ-yt-L-10-vt(q+δ)-bq(ut+δ-vt)2-β×(DL-1)}δ2+2qδ,]]>式中：x_t+δ为前导车在时刻t+δ的位置；y_t为跟驰车辆在时刻t的位置；L为前导车的车身长；q为跟驰车辆驾驶员的敏感系数；v_t为跟驰车辆的运行速度；u_t为前导车辆的运行速度；b为待定常数，定义为：q为驾驶员对前导车的敏感度衡量因子，β为不适度的影响系数，取值为8.15，DL为驾驶员的不适度，取值范围为1-1.6，根据车辆数据采集器VBox求出小汽车的最大加速度：a_{car_max}＝1.0m/s²，大卡车的最大加速度为：a_{truck_max}＝0.35m/s²；3)根据道路等级确定随机减速概率；4)建立平直线路段的交通流仿真模型，分别细化跟驰规则和换道规则；第四步：建立曲线段的交通流仿真模型：1)从安全性考虑限制车辆的期望速度，在曲线上的最大车速为式中：R是圆曲线半径，v为行车速度，单位是km/h，μ为横向力系数，极限值为路面跟轮胎之间的横向摩阻系数，i_h为超高横坡度，ζ为调整参数，取值为0.9；2)从舒适度限制车辆的加速度，小车的加速度为：acurve_car=-5,σ≥1.7min(-5·(σ-0.7)2,Acar),0.7≤σ<1.7Acar,σ<0.7,]]>集装箱车的加速度为：acurve_truck=-6,σ≥1.7min(-6·(σ-0.7)2,Atruck),0.7≤σ<1.7Atruck,σ<0.7,]]>式中：a_{curve_car}为车辆在曲线上行驶时，前方车辆为小汽车时的车辆加速度；a_{curve_truck}为车辆在曲线上行驶时，前方车辆为大型车辆的车辆加速度，且Acar=2{xt+δ-yt-L-10-v(q+δ)-bq(ut+δ-vt)2}δ2+2qδ,]]>Atruck=2{xt+δ-yt-L-10-v(q+δ)-bq(ut+δ-vt)2-β×(DL-1)}δ2+2qδ;]]>3)建立曲线路段的交通流仿真模型；第五步：建立纵坡段的交通流仿真模型：1)分析车辆动力性能：变速比为i_k时能行驶的最大坡度值：最大车速为：Vmax=2πrkneiki0×601000=0.377nerkiki0(km/h),]]>式中：M_e为最大扭矩，i₀为主减速比，i_k为车辆在第k个档位下的变速比，η_M为机械效率，r_k为轮胎半径，K为空气阻力系数，F为汽车在纵轴垂直平面上的投影面积，v_t为t时刻车辆车速，G为车辆载重，f为道路摩擦系数，n_e为最大车速下发动机转数，根据上述公式求得在每个档位下车辆上坡时所能达到的最大速度和最大坡度；2)确定车辆加速度：aslope_car=2{xt+δ-yt-L-10-v(q+δ)×(1+i)-bq(ut+δ-vt)2}δ2+2qδ,]]>aslope_truck=2{xt+δ-yt-L-10-v(q+δ)-bq(ut+δ-vt)2×(1+i)-β×(DL-1)}δ2+2qδ,]]>式中：a_{slope_car}为在纵坡上行驶，前方车辆为小客车时，当前车辆的行驶加速度，a_{slope_truck}为在纵坡上行驶，前方车辆为大卡车时，当前车辆的行驶加速度，i为纵坡坡度；3)建立纵坡路段的交通仿真模型；第六步：建立弯坡路段的交通流仿真模型：1)限制最大车速：v_{curve_slope_max}＝min(v_{curve_max}，v_{slope_max})，2)加速度的确定：前方车辆为小汽车时的车辆加速度为acurve_slope_car=-5,σ≥1.7min(-5·(σ-0.7)2,Acar),0.7≤σ<1.7Bcar,σ<0.7,]]>前方为大型车辆的车辆加速度为acurve_slope_truck=-6,σ≤1.7min(-6·(σ-0.7)2,Atruck)0.7≤σ<1.7Btruck,σ<0.7,]]>式中Bcar=2{xt+δ-yt-L-10-vt(q+δ)×(1+i)-bq(ut+δ-vt)2}δ2+2qδ,]]>Btruck=2{xt+δ-yt-L-10-vt(q+δ)×(1+i)-bq(ut+δ-vt)2-β×(DL-1)}δ2+2qδ;]]>3)建立弯坡路段的交通流仿真模型；第七步：确定速度一致性评价的标准，并根据不同路段的仿真结果对道路进行等级划分和相关分析，提出线形修改或交通管制意见。