基于人—車—路虛擬實驗的公路線形安全性評價

[摘 要]公路立體線形是影響交通安全的一個重要因素，在本文中對道路車輛系統(tǒng)動態(tài)仿真模型，利用車輛動力學軟件CarSim構建某山區(qū)公路立體線形-駕駛人-車輛耦合模型，基于車輛動力學響應指標分析各路段安全隱患，對路段的危險性利用風險分析法排序。最后依據動力學響應曲線對道路安全性進分析。

[關鍵詞]公路線形；安全評價；風險系數(shù)；Carsim；

中圖分類號：U782 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）01-0090-01

近年來，我國的道路建設處于高速前進中，相伴隨的出現(xiàn)了交通安全事故。道路交通事故的發(fā)生通常是人-車-路-環(huán)境多因素共同作用的結果[1]。然而現(xiàn)階段，學者和交通安全管理部門對于公路、車輛、交通環(huán)境對駕駛人造成的間接影響沒有給予充分的考慮[2]。本文利用CarSim軟件建立模型。分析道路參數(shù)對車輛的影響，從而進行道路線形評價。

1 基于虛擬試驗和風險分析的公路線形安全性評價指標體系構建

本文將利用車輛動力學仿真模擬獲得需求的動力學指標，設給定的道路上車輛類型i種，第i種車輛類型記為，則i=1，2，…，I；車輛動力學指標有J種，表示為第i種車輛類型的第j種指標，則j=1，2，…，J；設車輛有K種類型事故，k表示第k種事故類型，則k=1，2，…，K；設為事故發(fā)生閾值，當I型車輛和J值的動態(tài)指標達到的值，那么K事故類型會發(fā)生[3]。

2 carsim軟件模型建立

2.1 車輛模型

通過CarSim軟件建立整車模型。1個車身部件，4個較低的質量，4個部分的旋轉車輪和發(fā)動機曲軸的1部分[7]。

2.2 道路模型

本文通過CarSim軟件建模進行安全分析。在CarSim軟件的仿真環(huán)境中，實現(xiàn)道路三維幾何模型和三維路面模型的建立和路面摩擦系數(shù)的輸入主要步驟如下[9]：（1）確定道路中心線位置，（2）確定道路中心線高程（3）確定路面的中心線及相對標高，用來確定路面的立體形態(tài)；

2.3 駕駛員模型

在carsim模型仿真中，駕駛員模型有速度與方向控制組成。

3 公路線形設計方案安全評價

本文根據道路幾何線形特點，初步按0～200米、200～400米、400～700米、700～1000米來進行道路長度劃分，最后進行道路安全評價。首先計算，為安全閾值，為指標平均值。然后計算和。最后可以得到0～200m危險系數(shù)為0.005，200～400m危險系數(shù)為0.76，400～700為0.74，700～1000為0.91。

本文設風險指數(shù)閾值為=0.9，所以本實驗路段在0～700米處于安全狀態(tài)。危險系數(shù)在0～0.8之間處于安全狀態(tài)。但700到1000米路段危險系數(shù)為0.91，超過了道路的安全閾值，比較危險。在700～1000的道路上車輛的側向偏移較大，容易發(fā)生危險所以需要適當?shù)牡缆犯纳?。需要改善道路的轉彎半徑以及道路超高設置從而提高該路段汽車行駛的安全性。

4 結語

基于上述建立的道路安全模型，可以用于評價道路的安全性。通過建立安全評價模型、道路環(huán)境，并考慮側翻、側滑，轉彎等因素。通過該模型可以判斷道路線形是否合理，確定道路的危險路段。

參考文獻：

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[8]游克思，孫璐，顧文鈞等.基于車輛動力學仿真模擬和風險分析的道路危險路段識別[J].2012.

作者：范定旺（1991.1-）男，山西省孝義市人，就讀于長安大學公路學院，研究方向 為交通運輸規(guī)劃與管理