基于冲突能量法的高速公路出入口匝道安全性分析

论文摘要

高速公路的建设为我国交通事业的发展作出了卓越的贡献。而与这些功劳相伴随的则是无法彻底解决的高速公路交通安全问题。高速公路的交通事故与其他公路交通事故相比,具有破坏伤害力巨大,财产损失严重的特点。尤其是高速公路中的出入口匝道区域。近年来,许多科研人员致力于高速公路匝道交通安全方面的研究,从道路线型改良设计方面,道路修筑方面,甚至交通控制方面等多个角度寻求解决交通安全问题的途径,效果显著。然而,却无法从根本上彻底杜绝交通事故的发生。本文的研究正是立足于这个起点。目的是在交通事故发生后,力求最大化的减小事故带来的伤害与造成的损失,缓解高速公路交通事故的危险度。本文的研究主要以交通冲突理论与车辆碰撞理论两个大理论作为研究基础并贯穿全文。首先,以交通冲突理论对出入口匝道交通运行进行分析。得到出入口匝道交通冲突的各种类型,得到影响出入口匝道交通冲突的因素与出入口匝道交通冲突形式的判定等结果。其次,假设出入口匝道运行的车辆以各种冲突类型发生交通事故,并运用碰撞理论与能量定律计算车辆在碰撞中产生的损失能量,即破坏能量值。最后,将交通冲突与车辆碰撞结合起来,建立一种车辆在出入口匝道分流右转行驶时的安全速度优化模型。计算得出的安全优化速度可大大降低出入口匝道交通事故的严重程度,有效减小事故造成的伤害与破坏。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 车辆碰撞的研究概况
• 1.3 研究意义
• 1.4 本文研究内容与方法
• 1.5 小结
• 第二章 出入口匝道交通冲突分析
• 2.1 出入口匝道的界定
• 2.2 出入口匝道交通冲突分析
• 2.2.1 交通冲突技术概述
• 2.2.2 出入口匝道交通冲突的类型
• 2.2.3 出入口匝道交通冲突的影响因素
• 2.3 出入口匝道交通冲突与事故的关系
• 2.4 出入口匝道交通冲突的判定
• 2.5 小结
• 第三章 基于碰撞理论的冲突能量研究
• 3.1 车辆碰撞理论分析
• 3.1.1 车辆碰撞的物理意义
• 3.1.2 车辆碰撞的类型
• 3.1.3 车辆碰撞过程的物理规律
• 3.2 车辆碰撞能量的计算模型
• 3.2.1 能量法分析碰撞的几点说明
• 3.2.2 侧面向心正碰撞的能量模型
• 3.2.3 追尾碰撞的能量模型
• 3.2.4 侧面向心斜碰撞的能量模型
• 3.2.5 偏心斜碰撞的能量模型
• 3.3 车辆重心位置的确定
• 3.4 小结
• 第四章 出入口匝道交通运行与安全分析
• 4.1 高速公路交通流控制
• 4.1.1 入口匝道控制
• 4.1.2 出口匝道控制
• 4.2 出入口匝道的交通安全性判定
• 4.2.1 判定指标的确立
• 4.2.2 出入口匝道的安全性计算
• 4.3 安全速度模型的建立
• 4.3.1 冲突模式的确定
• 4.3.2 冲突破坏能量的发生
• 4.3.3 冲突车辆初始速度的确定
• 4.3.4 基于能量最小的安全速度优化模型
• 4.4 小结
• 第五章 应用算例
• 5.1 宣大高速公路概况
• 5.2 宣化出入口匝道交通现状分析
• 5.2.1 交通流分析
• 5.2.2 交通流平均速度的确定
• 5.2.3 能量冲突率的计算
• 5.3 安全速度的计算
• 5.3.1 冲突比例的确定
• 5.3.2 各冲突模式下的安全速度计算
• 5.4 小结
• 第六章 总结
• 6.1 本文结论
• 6.2 存在的不足
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢