专利名称：考虑重型拖车车轮轨迹偏差和甩尾的弯道加宽设计方法
技术领域：
本发明属于港区道路设计技术领域，具体涉及一种港区弯道车道加宽设计方法。
背景技术：
重型拖挂车在弯道上行驶时，各个车轮的行驶轨迹不同，在弯道内侧的后轮行驶 轨迹半径最小，而靠近弯道外侧的前轮行驶轨迹半径最大。当弯道半径较小时，这一现象表 现得更为突出。而当弯道半径较大时，车辆行驶的最大速度也较大，此时受到向心力偏大容易引 发车辆甩尾，当车辆发生较严重甩尾时靠近弯道外侧的后轮发生侧滑，而致使轨迹半径较 大，相反，靠近弯道内侧的前轮行驶轨迹较小。上述两种情况都会使拖挂车侵占相邻的车道，而拖挂车由于车身长，体型大，其车 轮行驶轨迹的偏差会对整个车道上的交通流造成影响。本发明通过对重型拖挂车的行驶进 行分析，模拟重型拖挂车和小汽车在弯道上行驶的交通流，试图通过增加弯道的车道宽度， 减小重型拖挂车对交通流的影响，最后给出合适的弯路车道的加宽值。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足，结合港区交通特点，提出一种考虑重 型拖挂车车轮轨迹偏差和甩尾的弯道加宽设计方法。本发明采用的方案如下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Γ
权利要求
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θmax＝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amin＝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amax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，Vmax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。FDA0000030148570000011.tif,FDA0000030148570000012.tif,FDA0000030148570000013.tif,FDA0000030148570000014.tif,FDA0000030148570000015.tif,FDA0000030148570000016.tif,FDA0000030148570000017.tif,FDA0000030148570000018.tif
2.根据权利要求1所述的弯道加宽设计方法，其特征在于，其中的步 骤⑴按下列方法执行设t时刻感知的交通拥堵程度p(x，t)可表示为S(I)L(X)ρ(χ, ) = Σ ^(/,s)d(l)p[r(l,χ) + sd(l), 1,t,d(l)]/^ v[r(/,x),/]，其中 L(x)表示 χ 点所在路段位5=1I=I置的车道数，r(l, χ)表示车道1对应于车辆所在点χ的左视或右视的参照点，如果车道1 为点χ所在车道，则r(l，x) =x;v[r(l,x),l]表示车道1上r(l，x)位置的视距；s(l)表 示将车道1上视距均分后的距离数量；d(l)表示车道1上视距长度离散之后的距离长度， d(l) =v(χ, l)/s(l) ； ω(1,8)表示车道1视距离散后第s段所占本车道交通拥堵感知的 权重，s越大，ω (1，s)越小；ρ [r(l,x)+sd(l),l,t,d(l)]表示t时刻车道1在位置[r(l， x) + (s-1) d⑴，r (1，χ) +sd (1)]范围内的交通流密度。
全文摘要
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。
文档编号E01C1/00GK101974876SQ201010525480
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者付晓敦, 代茂华, 冯炜, 刘凯, 刘润有, 刘超, 周骊巍, 张占领, 张国梁, 张洋, 曹凌峰, 曾伟, 李 东, 李明剑, 杨万军, 梁青山, 段绪斌, 狄升贯, 王志华, 王新歧, 王晓华, 白子建, 程海波, 练象平, 苑红凯, 贺海, 靳灿章, 高立新, 龚凤刚 申请人:天津市市政工程设计研究院