搜索
公路路线运行速度设计方法研究2006年12月中交第一公路勘察设计研究院有限公司2011年6月主要介绍内容一、项目研究背景二、国内外研究综述三、试验方案与数据采集五、应用事例四、主要研究内容三、项目工作过程一、项目研究背景二、国内外研究综述三、试验方案与数据采集五、应用事例四、主要研究内容三、项目工作过程双车道公路路线运行速度设计方法发现引起交通安全的因素是复杂多样的，其中比较突出的一个因素是——速度的安全性问题。表现在：超速行驶、速度突变»设计要素的最低指标»忽略前后线形取值的一致性和均衡性»与实际的行驶特性不符主要原因：恒定的设计速度导致线形设计出现以下问题：项目研究背景主要功能»测算要评价设计线形的运行速度»安全性评价辅助工具»设计理念»实际运行速度作为线形设计基础指标»公路线性的安全性评价•公路交通安全重要性项目研究背景《公路工程技术标准》JTGB012003和《公路路线设计规范》JTGD20-2006在设计与管理思想上引入了运行速度的概念—设计人员对高速、一级在速度变化路段、爬坡车道、超高等受限制路段进行运行速度验算交通部公路司在2000年度标准规范项目中立专题开展《高速公路运行速度设计方法和标准》专题研究，并拟编制《运行速度指南》限于基本条件尚不具备，对双车道公路运行速度未作要求。项目研究背景然而在我国公路网中，双车道公路里程占全国公路总里程77.4%，是国家公路网主要组成部分。据近5年来的交通事故统计资料：在各种道路交通事故次数与死亡人数中，双车道公路所占比重分别达到65.5%和78.8%。因此，针对我国双车道公路的道路交通特性，研究确定适合我国交通运行规律的双车道公路运行速度路线设计方法，以改善路线设计质量、提高道路交通安全，是目前亟待解决的问题。项目研究背景一、项目研究背景二、国内外研究综述三、试验方案与数据采集五、应用事例四、主要研究内容三、项目工作过程双车道公路路线运行速度设计方法线形设计方法基于设计速度基于运行速度国外研究综述国外研究----基于设计车速的路线设计方法设计速度被视作线形设计的里程碑，由AASHTO在1940年提出的。设计速度的选取主要取决于公路功能、地形和用地性质。以设计速度为基础，规定相关几何设计要素的取值。国外研究----基于设计车速的路线设计方法美国：最新版《公路与城市道路几何设计指南》（绿皮书），提出了设计一致性检查的要求。国外研究----基于设计车速的路线设计方法美国联邦公路局针对双车道公路开发了“交互式公路安全设计模型IHSDM”。(CAD环境)集成设计模块一致性模块事故分析模块政策法规模块线形设计方案安全优化后的方案人/车辆模块交通流分析模块线形设计方法基于设计速度基于运行速度国外研究综述国外研究----基于运行速度的路线设计方法运行速度为澳大利亚、德国等一些欧洲国家所应用。020406080100120020406080100120140设计车速（km/h）第85%位小车车速（km/h）第85%位小车车速=设计车速Phase1Phase2Phase3平均速度最高速度运行速度V85国外研究----基于运行速度的路线设计方法运行速度设计方法发展历程05010015020025020406080100120140160180速度区间频数.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%70.0%80.0%90.0%100.0%频率85%位车速50%位车速国内研究概况双车道公路路线运行速度设计方法九十年代2000年八十年代有关院校对我国公路路线使用质量评价问题，作了相应实测与理论研究交通部公路所进行“长直线尽头平曲线半径要求、纵坡与汽车运行速度和油耗之间的关系”专题研究交通部公路所进行“高速公路运行速度设计方法和标准”专题研究”国内研究现状国内外研究成果综述综合国内外研究来看，设计速度方法用于设计协调性的标准，存在许多问题，不能保证所有情形下的理想协调性。国际惯例和欧美国家的研究确认基于运行速度的方法能够确保设计的协调性。一、项目研究背景二、国内外研究综述三、试验方案与数据采集五、应用事例四、主要研究内容三、项目工作过程双车道公路路线运行速度设计方法技术路线第一阶段:资料收集分析第二阶段:野外实验数据采集第三阶段:分析建模第四阶段:运行速度设计方法国内外调研、资料收集设计方法分析选定设计车型确定运行速度主要影响因素野外试验建立运行速度影响模型运行速度模型标定及验证运行速度设计流程试设计分析修正项目工作过程不同设计速度和公路功能的山区双车道公路5个省市地区（陕西、重庆、河北、山西和云南）双车道公路34条，实验路段81个几何线形特征点170个，连续路段18个驾驶员问卷110份观测时间720小时样本量3000个主要样本量采集仪传感器雷达测速仪摄像机观测点A观测点B断面法区间法GPS流动车试验方案与数据采集—试验方案观测断面雷达测速仪布点示意图平曲线起点平曲线终点曲中缓和曲线起点缓和曲线终点平曲线及平纵线形组合实验仪器布置示意图试验方案与数据采集—试验方案雷达测速仪纵坡观测点示意图上坡起点/下坡终点上坡终点/下坡起点坡中点纵坡实验仪器布置示意图试验方案与数据采集—试验方案处理后的GPS速度与线形图试验方案与数据采集—试验方案100m驶入点干扰发生处（行人车辆、自行车等）驶出点100m横向干扰调查出入口间距干扰调查观测车试验方案与数据采集—试验方案试验方案与数据采集—试验仪器试验方案与数据采集—试验仪器试验方案与数据采集—试验路段试验方案与数据采集—试验选点试验方案与数据采集—试验车型试验方案与数据采集—试验实施试验方案与数据采集—试验实施试验方案与数据采集—试验实施试验方案与数据采集—驾驶员问卷调查一、项目研究背景二、国内外研究综述三、试验方案与数据采集五、应用事例四、主要研究内容三、项目工作过程双车道公路路线运行速度设计方法主要研究内容A双车道公路设计车型的选定B双车道公路道路交通环境及其影响因素分析C双车道公路运行速度预测模型D运行速度设计方法及流程虚拟选定运行特征研究内容——双车道公路设计车型我国双车道公路在用车型的调查，收集了各类车型2744辆建立车型参数数据库，包括物理尺寸及车辆的动力性能参数。采用功率重量比和外廓尺寸双因素聚类分析的车辆分类方法。进行聚类分析，最终简化为3种：基于功率重量比和外廓尺寸的车型分类序号123聚类中心36.809.786.75外廓尺寸4900×1740×24009710×2470×355016000×2500×3550车辆个数13781049317研究内容——双车道公路设计车型基于功率重量比和外廓尺寸的车型分类00.020.040.060.080.10.120.140.160.18北京河北陕西四川云南G108不同地区大型货车比例对比图1992年2002年图4.5-4G108在不同省份大型载重车的比例图G108从平原地区进入山区，大型载重车的比例在逐渐下降。同比例西部地区交通组成：拖挂车和特大型车在山区公路上比例不足5%当设计速度在60km/h以下，设计车辆考虑小型车和大型车两种。研究内容——双车道公路设计车型基于功率重量比和外廓尺寸的车型分类车型车型说明小型车(6×1.8×2.0)微型面包车及其改装车、越野吉普车、客货两用车、小轿车、轻型货车、中型面包车、多功能商务车等大型车(12×2.5×4)载货汽车、大客车、重型载货汽车、半拖挂等双车道公路中，以功率载重比和外廓尺寸划分的车辆类型研究内容——双车道公路设计车型功率重量比在9Kw/t~10Kw/t载重车，载重吨位在8t左右。实际选择大型汽车制造厂如东风、解放系列车型。纵断面设计车型选择研究内容——双车道公路设计车型主要研究内容A双车道公路设计车型的选定B双车道公路道路交通环境及其影响因素分析C双车道公路运行速度预测模型D运行速度设计方法及流程双车道公路道路特点——曲线半径小、弯道多研究内容——双车道公路道路交通环境双车道公路道路特点——纵断面起伏大研究内容——双车道公路道路交通环境双车道公路道路特点——视距不良研究内容——双车道公路道路交通环境双车道公路道路特点——路侧安全性差研究内容——双车道公路道路交通环境双向交通流相互干扰快、慢车速度差明显纵坡路段对大中型车辆产生影响交通特点运行速度更具有针对性山区双车道交通特点研究内容——双车道公路道路交通环境影响因素公路环境公路功能地形条件车辆几何线形驾驶员运行速度影响因素图研究内容——双车道公路道路交通环境主要研究内容A双车道公路设计车型的选定B双车道公路道路交通环境及其影响因素分析C双车道公路运行速度预测模型D运行速度设计方法及流程双车道公路运行速度流程图路段区间速度特征点运行速度运行速度路段区间公路功能公路环境地形研究内容——双车道公路运行速度模型根据公路所提供交通服务的特性将公路功能分为：干线公路集散公路地方公路我国双车道公路按技术等级分为二、三和四级公路，按公路功能则涵盖了干线、集散和地方公路三种功能。路段区间速度--公路功能对运行速度的影响研究内容——双车道公路运行速度模型y=-5.1731x+61.092R2=0.12870102030405060708001234公路功能速度（km/h）路段区间速度--公路功能对运行速度的影响干线公路集散公路地方公路研究内容——双车道公路运行速度模型公路功能速度修正值（km/h）干线公路0集散公路-5.0地方公路-10.0不同功能公路速度修正表路段区间速度--公路功能对运行速度的影响研究内容——双车道公路运行速度模型运行速度路段区间公路功能公路环境地形研究内容——双车道公路运行速度模型环境影响横向干扰对运行速度的影响出入口间距对运行速度的影响路段区间速度--公路环境对运行速度的影响研究内容——双车道公路运行速度模型横向干扰因素分为6类:为了解驾驶员对横向干扰因素的直观印象，对70位司机做了现场调查，获得司机主要关心的干扰项目。干扰项目摩托车出入车辆非机动车拖拉机路侧停车行人平均分值2.713.333.473.773.833.90排序123456路段区间速度--（公路环境）横向干扰对运行速度的影响研究内容——双车道公路运行速度模型横向干扰强度影响折减横向干扰等级V85速度折减(km/h)102-5.03-10.04-15.05-20.0路段区间速度--（公路环境）横向干扰对运行速度的影响FRIC＝int(0.25×MOT﹢0.2×TRA﹢0.18×EEV﹢0.15×PSV﹢0.12×SMV﹢0.10×PED+0.5)研究内容——双车道公路运行速度模型出入口是双车道公路最普遍的交叉形式,车辆的运行速度会受到出入口的影响而减速。路段区间速度--（公路环境）出入口间距对运行速度的影响研究内容——双车道公路运行速度模型双车道公路相邻两个出入口包括两种基本形式:(a)相邻两个出入口设置于道路同侧(b)相邻两个出入口设置于道路两侧路段区间速度--（公路环境）出入口间距对运行速度的影响研究内容——双车道公路运行速度模型出入口间距与速度关系曲线路段区间速度--（公路环境）出入口间距对运行速度的影响研究内容——双车道公路运行速度模型出入口密度(个/km)速度修正值（km/h）80km/h60km/h40km/h5.0-18.0-12.5-6.02.5-6.0-3.5-3.01.0-2.0-1.0-1.00.5-0.5-0.5-0.5出入口密度与速度修正值路段区间速度--（公路环境）出入口间距对运行速度的影响为了量化出入口设施对双车道公路运行速度的影响程度，引入出入口密度的概念，指道路单位里程内在其两侧设置的出入口设施的个数的总和。研究内容——双车道公路运行速度模型运行速度路段区间公路功能公路环境地形研究内容——双车道公路运行速度模型双车道公路中，地形条件主要是指公路的平均曲率和梯度，将对运行速度的产生影响。自由流速度曲率梯度视距不足比例自由流速度1-0.911-0.831-0.685曲率-0.91110.7610.621梯度-0.8310