道路行车视距模型及对交通安全的影响

1、道路视距模型及其对交通安全的影响摘要：视距作为道路几何线形设计的关键因素，对道路交通安全有着至关重要的影响。了解各种情况下的行车视距，有助于驾驶员提高行车安全系数，避免因停车和超车不当而造成的交通事故。随着各国视距计算模型的发展和演变，视距值的选择发生了很大的变化。总结了传统的行车视距模型，并在此基础上分析了行车视距计算中存在的问题及其对交通安全的影响。导言：视距作为道路几何线形设计的关键因素，对道路交通安全有着至关重要的影响。为了驾驶的安全。司机应该能够在任何时候看到车前相当远的距离。一旦他发现前方道路上有障碍物或迎面而来的汽车，他可以及时采取措施避免碰撞。这个必要的最短距离称为驾驶视距1。

2、主要包括停车视距、超车视距和超车视距。目前，世界各国的科学家也在研究更合理的视距值的问题，并在不断完善视距计算模型，使其更符合实际情况。由于超车视距通常被认为是停车视距的1/2，本文重点研究了停车视距和超车视距的计算模型。2视距计算模型2.1停车视距计算模型概述2.1.1停车视距模型概述(1) AASHTO计算模型2AASHTO提出的视距计算模型在许多国家得到了广泛应用。AASHTO将停车视距定义为“当驾驶员在前方中心线上发现障碍物时，为防止碰撞而停止刹车所需的安全距离。”AASHTO的模型由三部分组成，即驾驶员反应时间内行驶的距离、开始制动到完全停止所需的距离以及与障碍物的安全距离。公式如下

3、：公式(2-1)其中：y设计速度，公里/小时。T驱动程序响应时间，s；F道路附着系数；G竖曲线纵坡，%;S0的安全距离一般为5 10米。(2) NCHRP计算模型国家合作公路研究计划对AASHTO模型进行了一些改进。它提出了一个更现实的减速度值，并认为车辆减速度逐渐增加到路面提供的最大减速度，而不是立即以最大减速度制动。NCHRP计算的制动距离大于AASHTO公式计算的制动距离，更符合实际情况。NCHRP停车视距计算模型如公式(2-2)所示。公式(2-2)其中：a减速值，m/s2。(3) RAS-L计算模型3德国道路设计中的停车视距模型分为反应距离和制动距离。反应距离的计算与其他国家相同，但反

4、应时间分为两种类型：城市内和城市外，城市内的值为2秒和1.5秒。制动距离模型如下式所示。公式(2-3)其中：V速度(米/秒)；S纵坡(%)；G重力加速度(m/S2)；FT(V)路面纵向摩擦系数；WL汽车的空气阻力(下)；G汽车重力(n)；(4) PVSD计算模型4PVSD(预览视距)是驾驶员为确保驾驶安全而应提前达到的视距。这一概念首先是由美国的美国旅游协会和加拿大的旅游咨询委员会提出的。PVSD模型主要考虑水平曲线、垂直曲线等线性条件以及实际运行速度等因素，提出视距计算模型。该模型对路线进行分段计算视距值，并分别从水平曲线和垂直曲线进行计算。PVSD分为两部分：切线部分的PVSD和曲线部分的

5、PVSD。S1在切线上根据曲线类型和减速距离与缓和曲线长度之间的关系，在三种情况下计算PVSD切线上的距离S1，包括驾驶员在反应时间内行驶的距离和减速开始时行驶的部分距离。(2)平曲线上的S2平曲线上的视距可以分为AASHTO模型作为基本模型被广泛使用，在我国现行规范中也用于计算停车视距。但是，该算法仍然存在一些缺陷，主要表现在以下几点：第一，采用的速度仍然是设计速度，而忽略了运行速度的影响；其次，在考虑竖曲线纵坡的影响时，只考虑单一纵坡，而不考虑在两个纵坡上行驶的情况。此外，摩擦系数由路面附着系数计算。事实上，汽车制动时的减速度小于路面的摩擦系数，因此应采用更合理的摩擦系数值。(NCHRP计

6、算模型的不足在NCHRP提出减速值的选择后，AASHTO借鉴了这一更为合理的值，在2000年修改了原有的计算模型，引入了减速值的概念。然而，NCHRP模型仍然使用设计速度，并且基于水平和垂直对齐的组合的模型没有被有效地解决。(3)PVSD计算模型的不足PVSD模型主要适用于5002000米范围内的圆曲线半径，需要对不同的圆曲线半径和缓和曲线参数进行进一步的实验研究。该模型建立了运行速度模型，但运行速度模型只考虑了平曲线半径因子的影响，没有考虑其他因素。例如，当书籍处于水平和垂直曲线的组合区域时，应用当前的运行速度模型并不十分准确。由于该模型只考虑了平曲线的半径因子，而忽略了竖曲线对纵坡的影响，

7、运行速度的预测需要进一步研究。综上所述，通过对上述视距计算模型的分析和总结，可以看出前三种模型不适用运算，而是直接使用设计速度计算。尽管PVSD模型提出了一种使用运行速度的计算方法，但没有运行速度的计算方法。然而，跑步速度对视距的影响非常重要。这是因为在更好的道路条件下，实际行驶速度通常高于设计行驶速度，这将导致制动距离增加，并在某些情况下影响行驶安全。2.2超车视距模型2.2.1超车视距模型的计算图1超车过程示意图超车视距通过三阶段五距离法计算5。三个阶段是压线、加速行驶和匀速行驶的后续过程，五个距离为D0、D2、D0、D0和D3，如图所示。s超车=D0 D2 D0 D0 D3。2.2.2超

8、车视距模型存在的问题(1)与停车视距模型类似，当使用超车视距模型计算超车视距时，需要确定图中的v0和v1值。许多研究将设计速度作为v1的值。因此，在计算停车视距时，由于设计速度和运行速度之间的巨大差异，计算结果会有偏差。(2)在双车道公路上计算超车视距时，超车车速、迎面车速v1和车头时距D0的确定需要进一步研究。2.3决策视距当公路上的每个点和路段都必须设计成提供安全的停车视距时，一些路段必须提供更大的视距，以允许驾驶员在面临潜在的碰撞风险之前做出反应，而不是简单的停车动作。之前，我们已经列出了避免碰撞所需的反应时间。基于避免碰撞的决策响应时间的视距是所谓的决策视距。AASHTO规定交叉口必须

9、采用决策视距，因为在这些地方经常发生意外或未预料的事件。横断面的变化如车道的增减、收费广场和一些视觉污染严重的地方(如控制设施、广告、道路自然环境)也必须采用决定视距。d=V*(tr tm)其中：tr-采取适当规避措施的反应时间，sTM-制动时间，sv-速度(m/s)AASHTO建议的响应时间为14.5秒，以允许驾驶员面对复杂的道路和改变速度。这个决策范围是基于假设w目前，关于运算速度的研究很多。我们可以在此基础上提高视距值，得到更合理的视距值。应根据不同的道路等级及其特点建立更合理的运行速度预测模型，以获得更准确的视距值。影响道路运行速度的因素很多，包括道路交通流量、道路水平和垂直设计参数，

10、视距、路侧填挖条件和路侧净空值、车辆动态行驶特性、驾驶员心理和操作水平等。基于不同等级道路的水平和垂直线形条件，研究了曲线半径、道路纵坡和曲线相关系数对行驶速度的影响，分别得到了这三个因素与行驶速度的函数关系。现场观测待研究道路，利用实测数据，通过多元线性回归方法，得到基于曲线半径、道路纵坡和曲线相关系数的行驶速度预测模型。将运行速度引入AASHTO计算模型，得到基于运行速度的停车视距计算模型。基于行驶速度的停车视距模型能够很好地解决山区道路行驶速度高于设计速度时停车视距差的问题。应用运行速度计算停车视距比设计速度对应的停车视距更符合实际情况，两者有很大差异。在设置道路标志标线等安全设施时，应

11、以运行视距值为依据，避免道路交通事故的发生。3.2超车视距模型的改进及超车视距不足对交通安全的影响由于设计速度和运行速度的差异，超车视距估计将不可避免地不足。根据现有模型计算超车视距会带来一系列的道路安全问题。国内外相关研究指出，在所有交通事故中，因道路线形组合不良、视距不足、弯道和坡道造成的事故占很大比例3-6。如果在超车视距不足的道路上超车，迎面而来的汽车会干扰迎面而来的汽车和超车汽车的正常行驶，否则驾驶员会进退两难。3.3停车视距和超车视距对限速的影响超车视距和停车视距是考虑限速标志使用的最重要原则，因为在不同的路况和视距范围内，超车视距和停车视距将直接影响行车安全。如果停车视距和汽车视距不足，限速值会很小，不利于交通安全。此外，为了将定量定点单车流安全驾驶的限速值反映为安全驾驶视距，有必要对影响驾驶安全的各种因素的视距值进行量化。由于各种因素影响下的停车和超车视距不同，综合考虑各种因素的影响更有利于山区和丘陵地区行车安全的控制。结论通过回顾停车视距计算模型和超车视距计算模型的发展，确定现有停车视距模型的不足之处在于将设计速度作为速度参数引入模型进行计算。本文认为，可以建立特定路段车辆行驶速度与道路线形的关系模型，并作为同类道路聚类分析的参考模型。超车视距模型也用同样的方法进行了修正。通过以上修正，AASHTO模型能够更适合我国道路的发展，大大