【雾天下高速公路行车诱导方案及实例分析6300字（论文）】

雾天下高速公路行车诱导方案及实例分析目录TOC\o"1-3"\h\u27784雾天下高速公路行车诱导方案及实例分析 115629第1章雾天下高速公路行车诱导方案 1299091.1雾天限速因素 1266671.2建立雾天限速模型 3148611.3本章小结 63302第2章实例分析 757082.1背景介绍 786982.2道路安全计算 7159322.3设备实施 12181122.4对比分析 139702.6本章小结 16第1章雾天下高速公路行车诱导方案据不完全统计，大雾天气下的高速公路发生交通事故的概率是晴天的三到四倍。在雾天驾驶时，大雾不仅能见度低和道路摩擦系数大幅度降低，也会使驾驶安全系数下降，易造成交通事故。当下，限速是保证车辆在雾天高速路段上安全驾驶的重要手段。行车速度如果低于规定的标准速度，就无法控制交通事故的发生，例如大型连环的追尾事故。行车速度如果高于规定的标准速度，则会减少削弱高速公路的通行能力。因此，确定能见度与最大安全行车速度之间的关系是制定安全行车速度标准和确保在大雾天气下行驶安全的关键。1.1雾天限速因素1.交通安全道路安全是影响限速的重要因素。当车速过高，驾驶员将没有足够的反应力和运行时间来驾驶车辆，通常是在能见度较差的恶劣天气（如雨，雪，雾和湿滑的道路）中，交通事故发生的可能性会增加。在相对的道路上，驾驶员的选择并控制速度和安全性之间的关系更为复杂。设置适当的行车速度时，首先该考虑事故发生的可能性和严重性。速度限制和约束原则会影响驾驶员对速度的判断和驾驶员对路线的选择。驾驶员会通过对路段上的最大限速值去选择行驶[27]。2.道路类型和功能道路类别和道路功能及速度限制之间也存在关系。对于高速公路，影响高速公路行驶的因素与城市道路有很大的不同。没有多余的路口可以形成相对稳定的交通流量，所以车速的限制高于城市道路的车速限制。道路功能与速度管理相关，功能不同的道路拥有不同的行车速度限制。外部行车速度的限制，很大程度上决定于道路的功能。主干道（如高速公路，主干道，城市高速公路和主干道等）在运输中起着重要作用，具有高效率的运输。速度限制应高于收集和分配道路的速度限制（例如，第三级道路，城市二级道路和主要道路）。3.驾驶员的危险意识当高速公路上没有速度限制时，驾驶员会盲目地高速行驶。但是，根据道路状况、交通状况和道路环境因素的综合评价，认为所选的行驶速度满足安全行车的要求。通过确认，最终选择合适的行驶速度。驾驶员对道路危险的意识会影响到驾驶员对行驶速度的判断。如果未设置限制行车速度条件，则实际车速是影响设置的速度限制值的重要因素。目前，国内外道路管理者和科学家倾向将85％的车速用作限速的初始参考值。1.特殊路段和驾驶环境高速公路上通常有特殊的路段，如：隧道、急转弯和长下坡路。作为紧急转弯点，由于驾驶员经常在转弯时以高速行驶，与车辆的重力相结合，因此更倾向于超过速度限制，发生事故后采取行动为时已晚，还有更多的危险存在。由于在一些特定的路段上可能会发生影响行驶速度的事故，速度限制通常应低于其他路段。道路上较危险的部分的行驶速度不应过高，过度的行驶速度很容易导致车辆冲出安全防护栏，并导致更严重的交通事故。2.交通流量交通流量的差异会影响驾驶员对行驶速度的选择。交通量越大，交通密度越大，不可避免地车速变得越低，并且平均车速也降低。当交通量达到一定水平时，可直接导致交通拥堵，交通流量也与发生事故的可能性有关。在流量恒定的区域，交通事故与流量增加呈非线性增长函数关系。6.天气情况在不同的天气条件下会出现合适和不合适的速度极限情况。如：道路上的天气状况良好，周围的事物是可以看到的，环境是清晰的，视野也是清晰的，并且时速限制为120km/h是完全可以接受的，但是在雨天或路段有雾时，道路的能见度减少或路面打滑，这样的速度限制很难保证驾驶安全。7.法律与政策确定的限速值应符合我国法律和有关准则的规定。《道路安全法》及其实施条例对限速值有明确规定，应根据这些规定确定限速值。我国道路上的最高速度为120km/h。无论是否设置了限速标志，在道路上行驶的小型车辆的最大速度不得超过120km/h。1.2建立雾天限速模型为了预防雾天出现交通事故，应根据检测到的气象能见度，根据上述公式转换成驾驶员可视距离，将该可视距离视为车辆的停车视距，综合考虑交通流量、能见度值、路面摩擦系数计算出相应的行驶车速作为最高限速。1.停车视距[22-24]：在同一车道上，如果车辆遇到前方的障碍物并且需要制动停止，需要的最短距离。停车视觉距离可分为三部分：反应距离，制动距离和安全距离。简单来说，停车装置的视野范围是驾驶员在发现障碍物之前需要停止的最短距离。图4-1停车视距（4-1）如上图4-1所示式中：s,ss是车辆从驾驶员发现障碍物的时间点到施加制动的时间点（反应时间）之间的距离。s2s3由（4-1）公式拆分得：（4-2）式中:t为司机反应时间和司机制动时间，为总反应时间，一般取2.5s。v为行车速度，以km／h为单位。（4-3）式中:φ是路面与轮胎之间的纵向摩擦系数，因轮胎材料不同和路面、制动条件不同，一般路面潮湿状态下按0.33~0.44取值。ⅈ是路面的纵向坡度，纵坡值一般为3％~5％(上坡度值为正，下坡度值为负)。所以，S由公式（4-2）和（4-3）整理得（4-4）2.单向行驶车道的最大速度根据格林希尔兹模型，由交通流量调查所得的速度-密度关系导出的模型：（4-5）自由流状态下，交通流基本关系式为：（4-6）由上述式（4-5）和（4-6）得：（4-7）由式（4-6）整理得：（4-8）式中：为畅行速度（km/h）；为阻塞密度(辆/km)；为交通量（辆/h）；3.根据低能见度与停车视距推出关系模型在大雾天，能见度差，并且检测到的天气能见度会转换为驾驶员的能见度和停车能见度，因此可以在能见度低的情况下计算出的最大行车速度限制。（4-9）式中:为能见度路面摩擦系数为安全畅行速度根据上述表达关系式可以推出对应最大交通量、速度为临界速度时的停车视距。（4-10）而停车视距的倒数即为临界密度，辆/km。（4-11）根据格林希尔兹速度-密度模型，可以推导出抛物线形流量-密度模型（4-12）为求最大流量，可令，并定义为最大流量，为最大时流量的临界密度，得（4-13）将（4-9）、（4-13）代入（4-8）整理得，交通流量、可视距离、路面摩擦系数综合得到的限速模型：（4-14）1.3本章小结本章在低能见度条件下，构建高速公路限速模型的过程。通过对模型建立的过程中，确定了安全行车策略，基于停车视距，分析了影响高速公路的因素并建立了能见度、交通流量和路面摩擦系数这三者之间的关系模型，制定了安全行车诱导方案。24第2章实例分析由于速度限制的标准在不同情况下是不一致的，因此证明，适当的控制速度的标准需通过分析进行理论研究。该标准更加客观地反映了实际道路状况，为此可以在不过度降低道路通行能力的前提下确保道路安全。2.1背景介绍西潼高速公路是陕西“2367”高速公路网有七条东西贯穿横向线的重要组成部分，是连接连（云港）和霍（尔果斯）线(G30)也是高速公路国道“7918”路网的重要路段。公路全长141.6公里（含兵马俑专用），起于西安东郊的十里铺，途经2市4县西安、临潼、渭南、华县、华阴、潼关。风陵渡黄河大桥与山西运城高速公路相连，全线路互通式立交共设有12座，各类桥梁405座，涵洞425座，路基宽26m，沿线设有14个收费站和3个服务区，交通、通讯、收费系统配套齐全。西潼高速公路分为西安至临潼、临潼至渭南、渭南至潼关三段开工建设，分别于1990年12月、1996年12月、1999年10月建成通车，最高设计速度为120km/h。

图5-1西潼高速公路2.2道路安全计算车辆在高速公路上行驶难免会发生许多交通事故，为了减少交通事故的发生，采取有关道路安全的评价指标方法进行安全的有效的限速诱导。在有雾的条件下，可视距离范围会减小，并且在高速公路上常常发生车辆追尾事故。为了减少追尾事故的发生，通常分别考虑前后车辆是否相对距离足够远，以确保在紧急情况下后方车辆减速并不碰撞到前方车辆，或前后车辆和后方车辆的速度差和距离差。分别考虑前后车辆之间的距离，前后车辆之间的距离越小，当前后车辆不足以在该距离范围之内刹车时车辆在遇到意外情况时更容易发生追尾事故。如果分开考虑前后车辆之间的速度差，则前后车辆之间的速度差越大，则车辆速度越大。而等效最小安全距离可以实现将前方车辆与后方车辆的距离和速度差相结合，又同时考虑了距离和速度两个因素对交通事故安全性的影响。终而确定MSDE作为评价道路安全的指标。公式如下所示：(5-1)公式中：前车车速，（mph）；后车速度，（mph）；车头时距（S）；后车感应和反应时间（S）；路面摩擦力系数道路纵坡等效最小安全距离随着车头距离的减小、前车车头速度减小以及后车头速度的增大而减小。当等效最小安全距离大于0时，则表示两车之间的距离是安全的。等效最小安全距离小于等于0时，说明两车之间的距离安全问题存在危险，负值越大，行车风险越大，事故发生几率越大。高速公路可视距离为80米,该路段上的小时交通量为2000辆，主要交通类型为小汽车、卡车和大客车三种车型，它们所占比例分别为70%、20%和10%。在这一路况条件下限速值对道路安全性的影响，限速值分别取40km/h,60km/h,80km/h,120km/h,进而得到四种限速值下的MSDE值，然后对其值进行比较分析。1.理论计算由第三章（4-14）计算可视距离为80米的限速值，设摩擦系数为0.3，值为2000，为80m。代入公式得：=49km/h2.计算结果限速取值等效最小安全值（MSDE）40km60km80km120km9.5501018.0748728.8743052.511621.72656611.129971.09257657.41757.029242-6.39929-6.14189017.2549212.7662618.37114-118.52511.2507617.342510.1354896.75644-2.0982-18.9312-30.558-52.617910.2438612.6531346.66967130.51278.96828310.9654317.97144-48.3968-1.5108-20.4432-46.2515-71.06211.150328-6.3588902.51479819.2464911.2620546.2514951.703541.44373723.406142.654015-2.71598-1.6945-12.4269-12.91782.429949-1.13619-10.9769-26.142113.539529.032929-3.155210.235642.6565913.3069712.5723210.5686-83.6454-2.186912.5335912.38739-66.1291-2.5736-26.5273-30.1366123.03752表5-1可视距离为80m时不同限速取值对应的（MSDE）值将上方数据表格，制作成数据图表，便于数据分析。图5-2可视距离为80m时不同限速取值对应的（MSDE）值由图可得在可视距离为80m得到的数据，当限速的速度值等于40km/h的时候，等效最小安全值变化平稳，没有太大的反应，为负值时，基本也在0值之间。当限速的速度等于60km/h、80km/h、120km/h时，等效最小安全值的波动有了变化，负值多于正值，并且负值的绝对值也多于正值，由图可以看出，波动明显的是当速度等于120km/h的时候，等效最小安全值相比于其他限速值波动幅度异常明显，负值的绝对值同时也会变大。由等效最小安全值含义可得当等效最小安全距离大于0时，则表示两车之间的距离是安全的。等效最小安全距离小于等于0时，说明两车之间的距离安全问题存在危险，负值越大，行车风险越大，事故发生机率越大。当可视距离等于80m时，限速的速度是40km/h，是属于安全的，当然，伴随限速值得增大，事故不安全性将会提高。根据理论计算，限制的速度为49km/h。但是，此值是在极端条件下计算得出的，当我们将S3安全距离视为0时所获得的值，这意味着当前后两端辆汽车停止制动时，并且在停止时恰好是前后两端相接的。但是，如果两车按实际情况前和后都完全停止，则安全距离为0，这是非常危险的。这会使驾驶员非常紧张，躁动不安，并导致意外发生，最好避免这种情况。因此，在进行速度选择时，速度极限应略低于理论值。综合理论计算结果，可视距离为80m，限速为40km/h时，是相对安全的。通过上述理论计算得出的极限速度值在可视距离为80m的安全值，分析得出在可视距离为80m，速度为40km/h,是属于安全的，但不完全相对是安全的，在公路仍然会发生不稳定性，稳定性不是很高，从数据表5-1中可以看出40km/h、60km/h、80km/h、120km/h中仍存在负值，这些负值将会影响着车辆在公路上不安全性。为了在雾天高速公路上行驶，减少车祸的发生，需要进行设备的引入，增设诱导设备，提高道路行驶的安全性。2.3设备实施浓雾具有地域性、季节性和时限性。浓雾的区域特征尤为特别，尤其是对高速公路安全的影响。公路两侧的湿地、水田等特殊区域常发生浓雾，这些区域在高速公路多发生因大雾产生的交通事故。雾天道路安全引导装置和引导系统可以消除不安全隐患，提高雾天高速安全行车指标。本次使用了雾天高速行车安全引导装置和引导系统，分为主动引导和追尾防撞预警两种模式。在雾蒙蒙的地区视觉受到影响的环境中照亮指引行驶。引导装置的显示部件起到关键作用并且随车辆行驶的状态变化而发生变化，以促进前后车辆之间的安全距离。当车辆通过引导装置时，上游引导雾灯被触发以打开红灯，随后形成红色轨迹指引前车辆和后方车辆，促使车辆之间保持安全距离。为司机提供雾灯引导服务。在车辆行驶方向的路段两侧每30米安装一对雾灯，每盏输出功率15瓦，自由闪光，安装高度12米，安装数量全路段大约400台，雾区主控安装配套能见度测试仪，实时监测环境。安装诱导设备后的计算，当可视距离为80m时，限速值分别为40km/h、60km/h、80km/h、120km/h。1.计算结果限速取值等效最小安全值（MSDE）40km60km80km120km11.450110.0237830.778857.52476.726513.993726.0925760.41759.029231.247641.14189019.25511.7635420.36214-72.52513.347819.543212.1489100.7562.289-11.1293-22.537-48.972312.6843111.3412748.6696780.512710.828612.2846519.9714-32.67892.81510.5523-32.1535-60.06212.160321.256382.365798.5247921.649416.5023448.251456.73546.7447321.15487.654011.375432.456910.426910.91787.429952.61913-8.9769-23.142112.539611.949463.155212.652347.656616.3774211.572313.5686-70.64543.1746516.5335917.3874-60.12911.72771-10.5273-20.136683.03752表5-2增设后可视距离为80m时不同限速取值对应的（MSDE）值将上方数据表格，制作成数据图表，便于数据分析。图5-3增设后可视距离为80m时不同限速取值对应的（MSDE）值由图可知增设设备后的可视距离为80m得到的数据，当限速的速度值等于40km/h的时候，等效最小安全值变化平稳，没有太大的反应，数值没有负值的存在，路面没有危险，行车处于安全状态。当限速的速度等于60km/h的时候，路面安全系数逐渐提高。当限速的速度等于80km/h、120km/h时，等效最小安全值的波动有了变化，由图可以看出，波动明显还是当速度等于120km/h的时候。2.4对比分析鉴于前后对比数据过多，分成两组进行对比，方便进行分析。表5-3增设后限速值（40km/h和60km/h）前后对比限速取值等效最小安全值（MSDE）40km前40km后60km前60km后9.55010111.45018.0748710.023781.7265666.726511.1299713.993727.0292429.02923-6.399291.2476417.2549219.25512.7662611.7635411.2507613.347817.342519.5432-2.09822.289-18.9312-11.129310.2438612.6843112.6531311.341278.96828310.828610.9654312.28465-1.51082.815-20.443210.55231.1503282.16032-6.358891.2563819.2464921.649411.2620516.502341.4437376.7447323.4061421.1548-1.69452.4569-12.426910.4269-1.136192.61913-10.9769-8.97699.03292911.94946-3.15523.155213.3069716.3774212.5723211.5723-2.18693.1746512.5335916.53359-2.57361.72771-26.5273-10.5273图5-4增设后限速值（40km/h和60km/h）前后对比由表5-3可得，在无采用技术诱导设备前速度等于40km/h时的数据中，有负值存在，车辆依然在道路之间会处于出现安全与不安全之间，无法保证车辆的安全性。通过采用诱导技术设备使用后，从表可以看出，数值均为正值，且都大于0，无负值出现，指标也相对增大，安全性稳定。使用前当速度等于60km/h时，数据中出现的负值较多，车辆存在的不安全性相对保守，使用诱导设备后，速度为60km/h的数据中，负值明显减少了，不安全系数相对减少，安全性逐渐提高。由图也可以看出前后对比的状态明显升高。表5-4增设后限速值（80km/h和120km/h）前后对比限速取值等效最小安全值（MSDE）80km前80km后120km前120km后28.874330.778852.5116257.52471.0925766.0925757.417560.4175-6.141891.141890018.3711420.36214-118.525-72.52510.1354812.148996.75644100.756-30.558-22.53