小客车专用高速公路限速标志位置设置方法

本发明涉及智能公共交通领域，具体涉及小客车专用高速公路限速标志位置设置方法。

背景技术：

1、截至2022年底，我国汽车保有量达4.17亿辆，我国机动车增加2129万辆，驾驶人增加2064万人，总量突破5亿人。随着高速公路通车辆的不断增大，伴随而来的混合交通流的矛盾也越来越激化，因车辆种类以及性能差异，车辆间的速度差异不可避免，小客车与其他车辆混行的交通状况导致高速公路服务水平下降，造成部分道路拥堵，甚至发生交通事故。为解决这一日益突出的问题，客货分流成为关键方法，小客车专用高速公路具有更高的服务水平和通行能力，但同时也对交通标志的设置提出了更高的要求。

2、最新版《公路工程技术标准》(jtg b01-2014)规定了我国公路最高设计速度为120km/h。但是随着我国道路条件的改善和汽车性能的提升，建设设计速度超过120km/h的“小客车专用高速”成为可能，但现有研究缺乏对“小客车专用高速”限速标志设置位置的研究。中国公路学会发布的《小客车专用高速公路工程技术指南》(tchts10042-2021)中对其路段服务水平进行分级，其设计速度为100km/h、120km/h、140km/h，未来将会出现设计时速为160km/h、180km/h的小客车专用高速公路，而高速公路某段因道路条件限制需要进行特殊限速，特殊限速值与道路基本限速之间存在差值，导致有些车辆没有注意到特殊限速路段限速标志或因车速太快未能减速到目标限速值，导致发生追尾、侧翻等交通事故，所以特殊限速路段限速标志设置问题对于提高高速公路交通安全意义重大。而对于设计速度远远大于普通高速公路的小客车专用高速公路，对于特殊限速路段限速标志位置的设置合理性要求更高，需进行合理论证。基于此，本发明提出一种小客车专用高速公路特殊限速路段限速标志位置设置方法，该方法适用于确定小客车专用高速特殊路段限速问题。

技术实现思路

1、本发明意在提供小客车专用高速公路限速标志位置设置方法，以解决小客车专用高速特殊路段的限速问题。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：小客车专用高速公路限速标志位置设置方法，包括以下步骤：

3、步骤1：采集小客车专用高速公路道路和交通相关参数，包括道路车道数、车道宽度、路肩宽度、道路侧向净空距离、一般限速路段的基本限速值、特殊限速路段前的车辆运行速度；

4、步骤2：进行实车实验以获取驾驶人在超高速状态下的视觉以及反应特征参数；

5、步骤3：根据获得的参数计算出发现距离d1、判断距离d2、决策距离d3、反应操作距离d4、视认减速距离l1以及最大容忍距离l2；

6、步骤4：根据视认减速距离l1和最大容忍距离l2，确定限速标志前置距离可选范围γ；

7、步骤5：利用仿真软件对可选范围γ内的不同限速标志前置距离进行仿真实验，并搭建小客车专用高速道路模型；

8、步骤6：通过层次分析计算出限速标志不同前置距离的评分，进而选出最佳特殊限速路段限速标志设置位置。

9、本方案的有益效果为：

10、1.根据实车试验驾驶人在超高速状态下的视觉以及反应特征参数，所得到的设置参数能与驾驶人的视认特征和认知行为相适应，实车试验能够保证测试数据和结果的准确性，有助于确保道路基础设施能够满足日益增长的交通需求；该方法综合考虑了道路几何条件、车道数、车道宽度等多个因素，以确定最佳设置位置，这可以提高限速标志的实际有效性。

11、2.使用仿真软件进行实验，可以模拟不同限速标志前置距离下的道路交通情况，以评估不同设置选项的效果，为下一步的评价选择提供直观可靠的依据，这有助于选择最佳设置位置。

12、3.将层次分析法应用于不同设置位置的评价，与vissim仿真后的结果数据结合，对限速标志在参考范围内的不同前置距离进行综合评价，得到最优的限速标志设置位置。

13、优选的，作为一种改进，步骤6具体包括以下步骤：

14、步骤6.1：选取指标进行层次分析，指标包括特殊限速路段平均延误、平均速度、行车安全性、驾驶舒适性；将指标进行两两比较，按照相对重要程度建立判断矩阵，运用算术平均法对判断矩阵进行按列归一化处理，得到判断矩阵的特征向量ω；

15、步骤6.2：在准则层不同指标下，对在可选范围γ内的不同限速标志前置距离分别建立判断矩阵，得到特征向量，包括在特殊限速路段平均延误指标下的特征向量α1，在特殊限速路段平均速度指标下的特征向量α2，在行车安全性指标下的特征向量α3，驾驶舒适性下的特征向量α4；

16、步骤6.3：将准则层特征向量ω与不同限速标志前置距离的特征向量进行加权平均和分别得到不同限速标志前置距离的评分，选择最高评分对应的前置距离作为最佳特殊限速路段标志前置距离。

17、有益效果为：本技术方案考虑了多个指标，如延误、速度、安全性和驾驶舒适性，以评估不同限速标志前置距离的效果，能够综合考虑各种因素，以做出更全面的决策；对判断矩阵进行按列归一化处理，有助于消除不同判断矩阵之间的尺度差异，从而提高了评估的准确性；在不同指标下建立判断矩阵和特征向量，可以得到更具体的评估结果，以确定最佳前置距离。

18、优选的，作为一种改进，视觉以及反应特征参数包括驾驶人对限速标志的发现时间t1、判断时间t2、决策时间t3和反应操作时间t4。

19、有益效果为：考虑驾驶人的发现、判断、决策和反应时间，可以更准确地确定限速标志的设置位置，以确保驾驶人在看到标志后有足够的时间来减速，降低交通事故的风险；通过考虑驾驶人的反应特征，可以减少驾驶人由于突然的限速变化而导致的紧急刹车和避免事故，能够提高道路的交通安全性；同时能够保证给予驾驶人足够的反应时间，提高驾驶舒适性。

20、优选的，作为一种改进，步骤3具体包括：

21、步骤3.1：使用下述公式计算出驾驶人的发现距离d1：

22、d1＝(v1/3.6)*t1

23、步骤3.2：使用下述公式计算出驾驶人的判断距离d2：

24、d2＝(v1/3.6)*t2

25、步骤3.3：使用下述公式计算出驾驶人的决策距离d3：

26、d3＝(v1/3.6)*t3

27、步骤3.4：使用下述公式计算出驾驶人的反应操作距离d4：

28、d4＝v1*t4+(v12-v22)/(2*3.62*a)

29、步骤3.5：使用下述公式计算出驾驶人视认减速距离l1：

30、l1＝d1+d2+d3+d4

31、步骤3.6：从驾驶人发现限速标志处车的位置到特殊限速路段限速起始点的距离为最大容忍距离l2。

32、有益效果为：可以更精确地计算出驾驶人在不同情况下的各个反应距离，确保在看到限速标志后，驾驶人有足够的距离来做出反应，减少交通事故的风险；综合考虑了驾驶人的反应时间、车辆速度和其他因素，因此可以根据不同的道路条件和交通情况来计算出不同的反应距离。

33、优选的，作为一种改进，步骤2中的超高速状态包括140km/h、160km/h和180km/h超高速状态。

34、有益效果为：不同速度状态下的反应时间和距离可能会有所不同，通过试验不同超高速状态，可以更好地规划和设置限速标志，确保限速标志的设置位置是基于客观数据和考虑了驾驶人的能力，以提高道路的安全性，降低事故风险。

35、优选的，作为一种改进，在道路两侧均设置有特殊路段限速标志。

36、有益效果为：在道路两侧设置特殊路段限速标志可以提高标志的可见性，无论驾驶人在哪一侧的车道行驶，都能够清晰看到标志，确保驾驶人及时了解特殊路段的限速要求；明确的限速标志可以提高道路的安全性，驾驶人知道何时需要降低速度，以适应特殊路段的要求，从而减少交通事故的风险。