专利名称：考虑重型拖车甩尾的弯道超高设计方法
考虑重型拖车甩尾的弯道超高设计方法 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超高的设计方法。
背景技术：
合理地设置超高，可以全部或部分抵消车辆在曲线路段行驶时所产生的离心力， 提高汽车行驶在曲线上的稳定性与舒适性，对于重型拖挂车，超高的设计还能减小半挂车 的甩尾幅度，提高车辆行驶的安全性。在以往的超高设计中，没有具体分析重型拖挂车对超高的需求，因此本发明通过 分析重型拖挂车的转弯特点，从研究车辆可能发生的侧滑甩尾事故出发，设计一定曲线半 径下车道超高的极限值。这一设计能够弥补在拖挂车较多的港区弯道超高设计领域的空 白，满足港区道路设计的特殊性。
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 型拖挂车行驶特性的弯道超高设计方法，为此本发明采用的方案如下第一步选取一种重型拖挂车；第二步设定车辆不会向内滑侧滑的条件为Γ /讲(tam+-//);设定当车辆 的速度为0时，应该满足的条件tani-μ < 0 ；并设定车辆不发生侧滑的车速条件 V < ^Rgitmi+ μ)，其中，R为弯道半径，i为横坡度，即超高，μ为横向摩擦力；第三步设定车辆会发生甩尾现象时，半挂车的甩尾角度
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权利要求
一种考虑重型拖挂车行驶特性的弯道超高设计方法，包括如下步骤第一步选取一种重型拖挂车；第二步设定车辆不会向内滑侧滑的条件为设定当车辆的速度为0时，应该满足的条件tani μ＜0；并设定车辆不发生侧滑的车速条件其中，R为弯道半径，i为横坡度，即超高，μ为横向摩擦力；第三步设定车辆会发生甩尾现象时，半挂车的甩尾角度其中，T为车辆进入弯道后行驶的时间，V为车辆的车速，L2为半挂车的车身长度；第四步设定车辆没有发生侧滑等事故时车辆对路面的占用宽度a1＝L1/tanδ(1 cosθ)+w；设定车辆发生甩尾事故时占用的车道宽度为式中，L1为牵引车的车身长度，牵引车与半挂车的折角θ＝θ0 ω，θ0为甩尾前牵引车和半挂车的角度，δ为牵引车的转角，R1为牵引车和半挂车的交接点转弯时的瞬时半径，R2为半挂车的后车桥中点转弯时的瞬时转弯半径，角度 <mrow><mi>β</mi><mo>=</mo><mi>acr</mi><mi>cos</mi><mo>[</mo><mrow> <mo>(</mo> <msubsup><mi>R</mi><mn>1</mn><mn>2</mn> </msubsup> <mo>+</mo> <msubsup><mi>L</mi><mn>1</mn><mn>2</mn> </msubsup> <mo>-</mo> <msup><mi>R</mi><mn>2</mn> </msup> <mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <msub><mi>R</mi><mn>1</mn> </msub> <msub><mi>L</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>]</mo><mo>;</mo> </mrow>第五步采用上面的参数，建立如下的交通流仿真元胞自动机模型(1)记录驾驶员对相邻车辆行驶状况的感知信息，其中包括每辆车的型号，速度加、减及大小，转向指示灯，车轮轨迹、有无侧滑等，车辆间实际间距与应保持的安全间距；(2)确认车辆间应保持的安全间距式中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)建立驾驶员的触觉感知规则设表征驾驶员的触觉感知的参量为加速度干扰值根据其在[0，0.7)，[0.7，1)，[1，1.3)，[1.3，+∞)四个区间的取值将驾驶员的触觉感知分为4个等级，设计驾驶员的触觉感知规则为驾驶员在转弯时应当通过决策使触觉感知保持在前三个等级；(4)建立理想状况下车辆的行驶规则，即驾驶员做出加速、减速、匀速或转向的决策的决策情形；(5)确定驾驶员的决策执行概率加速决策执行概率式中μ1为对加速决策执行概率系数的均值，σ1为对加速决策执行概率系数的标准差，V为车辆的当前车速，p(x，t)为驾驶员所感知的当下交通拥挤程度；减速的随机概率式中μ2为对减速决策执行概率系数的均值，σ2为对减速决策执行概率系数的标准差，Vmax为车辆限制的最大车速，λ为速度和拥挤程度对随机减速概率影响的调整参数；转向决策执行概率式中μ3为对转向决策执行概率系数的均值，σ3为对转向决策执行概率系数的标准差；第六步建立超高的综合评价指数U(i)＝u1·u2·u3·u0，其中，u0为调整参数，取u0＝104，V0为车道的设计车速，当uk，k∈{1，2，3}任一为负值时，则认为超高的设计都是不合理的，此时令U(i)为0，超高的综合评价指数越大，认为超高设计越合理。第七步进行仿真实验分析并选取合适的超高设置包括车道的设计车速、弯道半径，横向摩擦系数在内的关键道路设计参数，模拟驾驶员驾驶该种重型拖挂车在此弯道上行驶特性，得到不同超高下的超高综合评价指数，选取合适的超高值。FDA0000030148470000011.tif,FDA0000030148470000012.tif,FDA0000030148470000013.tif,FDA0000030148470000014.tif,FDA0000030148470000016.tif,FDA0000030148470000017.tif,FDA0000030148470000021.tif,FDA0000030148470000022.tif,FDA0000030148470000023.tif,FDA0000030148470000024.tif
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挂车行驶特性的弯道超高设计方法，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；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为；采用上面的参数，建立交通流仿真元胞自动机模型；建立超高的综合评价指数；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超高取值，具有高精确性和便利性。
文档编号G06F17/50GK101964013SQ201010525468
公开日2011年2月2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, 刘润有, 刘超, 周骊巍, 孙强, 张占领, 张国梁, 张洋, 曹书生, 曹凌峰, 曾伟, 李明剑, 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, 陈国库, 陈雪峰, 靳灿章, 高立新, 龚凤刚 申请人:天津市市政工程设计研究院