本發(fā)明申請涉及公路安全評價，具體涉及一種基于運行線形參數(shù)的公路安全可靠度測評方法。

背景技術(shù)：

1、隨著我國國民經(jīng)濟的迅速增長，公路建設(shè)突飛猛進。伴隨著公路里程的不斷增長，當前的公路安全形勢日趨嚴重，對質(zhì)量和安全的要求也更加嚴格。公路安全評價是針對公路行車安全進行的一個系統(tǒng)的評價程序，目的是公路行車安全和降低交通事故。我國對于公路安全評價工作重視程度亦日漸提高。2014年，交通運輸部發(fā)布《公路工程技術(shù)標準》(jtg?b01-2014)，將二級及二級以上干線公路的交通安全評價列為規(guī)范性工作；2015年，交通運輸部將推薦性的《公路項目安全性評價指南》(jtg/t?b05-2004)修改為強制性的《公路項目安全性評價規(guī)范》(jtg?b05-2015)，要求在工程可行性研究、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計、交工以及后評價等全過程進行公路安全狀況評價。2015年，由交通運輸部公路科學(xué)研究院和貴州省交通運輸廳共同主編的《公路安全生命防護工程實施技術(shù)指南(試行)》發(fā)布，公路安全生命防護工程工作開始推行。關(guān)于公路安全評價問題，已引起有關(guān)國內(nèi)外專家的高度重視并取得了一定的研究成果。國內(nèi)外研究中，常用的公路安全評價方法包括：(1)符合性評價法；(2)系統(tǒng)分析法；(3)安全服務(wù)水平評價法；(4)統(tǒng)計分析法。

2、運行線形參數(shù)是描述公路等交通線路幾何特征的重要參數(shù)，它們對車輛的運行安全性、平穩(wěn)性和乘客的舒適度有著顯著影響。公路安全與公路條件尤其是線形條件有著密切的關(guān)系，在現(xiàn)行的道路設(shè)計中，通常采用定值型的設(shè)計參數(shù)，設(shè)計人員較多的是考慮設(shè)計是否符合設(shè)計規(guī)范，對線形設(shè)計中天氣等隨機變量參數(shù)對行車安全的影響考慮不足。開展公路幾何線形評價工作，有助于評價設(shè)計線形質(zhì)量，進而顯著提高公路安全水平。國內(nèi)外研究者們主要以事故率、駕駛員負荷、車輛車道偏離程度、橫向加速度、運行速度等為媒介，利用多種數(shù)學(xué)模型分析路線幾何設(shè)計線形參數(shù)對公路安全的影響。如利用多種回歸分析模型建立平面線形、縱斷面線形、橫斷面設(shè)計參數(shù)、視距等與事故率、駕駛員負荷、車輛車道偏離程度、橫向加速度、運行速度等的關(guān)系曲線，進而評價公路線形的安全性。

3、可靠性理論在公路安全中的運用還未廣泛開展，目前可靠度理論主要是運用在結(jié)構(gòu)工程當中。對可靠度評價與公路安全之間的影響機理缺乏研究。因此，針對上述目前研究現(xiàn)狀，對公路安全可靠度評價的研究還有許多需要充實、完善和提高的地方。

4、公開于該背景技術(shù)部分的信息僅用于加深對本公開的背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請為彌補已有公路安全評價方法的不足的問題，提供了一種基于運行線形參數(shù)的公路安全可靠度測評方法，可評價不同天氣場景下，不同公路等級和不同路段公路安全性，將公路設(shè)計指標的安全性進行量化表達，為設(shè)計人員對不同條件下公路交通安全的精細化提升提供了安全依據(jù)和客觀的測評方法，對車輛在公路上行駛安全提升以及對公路線形安全測評和設(shè)計優(yōu)化具有參考意義和實用價值，可以在公路建設(shè)和規(guī)劃中加以應(yīng)用。

2、為實現(xiàn)上述目的，本申請采用以下技術(shù)方案：

3、(1)采集不同時刻車輛在公路上的橫向偏移值、行駛距離和道路設(shè)計線形參數(shù)，由下式計算運行圓曲線半徑：

4、

5、式中，rd為設(shè)計圓曲線半徑，w為車道寬度；dy為橫向偏移距離；d為行駛距離；r1為內(nèi)側(cè)車道圓曲線半徑；

6、由下式計算運行超高：

7、iv＝ih·cosα，

8、式中，ih為設(shè)計超高；α為車輛換道過程中行駛方向與道路中心線切線方向的偏角；

9、(2)基于運行圓曲線半徑和運行超高，由下式計算彎道停車視距：

10、

11、式中，v為目標車輛采取制動措施時的瞬時速度；t為反應(yīng)時間；g為重力加速度；f為路面摩擦系數(shù)；rv為運行圓曲線半徑；iv為運行超高；

12、(3)基于運行線形參數(shù)構(gòu)建如下規(guī)范符合性功能函數(shù)，并以行駛距離、行駛速度為隨機變量，計算規(guī)范符合性可靠度：

13、運行圓曲線半徑規(guī)范符合性功能函數(shù)：z＝rv-rmin；

14、運行彎道停車視距的規(guī)范符合性功能函數(shù)為：z＝ssd-ssdw；

15、以上式中，rmin為jtg?d20-2017中，不同設(shè)計速度、不同最大超高對應(yīng)的圓曲線最小半徑極限值；ssd為jtg?d20-2017中不同設(shè)計速度對應(yīng)的停車視距值；

16、(4)基于運行圓曲線半徑和運行超高，構(gòu)建如下車輛橫向穩(wěn)定性功能函數(shù)，并以行駛距離、行駛速度為隨機變量，計算橫向穩(wěn)定性可靠度：

17、

18、

19、式中，為道路能夠提供的橫向摩擦系數(shù)，為隨機變量；μ為橫向力系數(shù)；

20、(5)對比規(guī)范符合性可靠度和橫向穩(wěn)定性可靠度是否滿足目標可靠度要求以評價公路安全性。

21、本申請實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

22、1.提出以安全可靠度測評作為新的公路安全量化指標，對車輛在公路上行駛安全提升以及對公路線形安全測評和設(shè)計優(yōu)化具有參考意義和實用價值。

23、2.本申請基于規(guī)范符合性功能函數(shù)，可以測評不同路段下公路的安全性，為車輛在不同路段安全行駛提供了理論依據(jù)。

24、3.本申請基于橫向穩(wěn)定功能函數(shù)，通過提供不同天氣場景下道路的橫向摩擦系數(shù)，進一步可以測評不同天氣場景下路段的安全性，應(yīng)對自然災(zāi)害對公路交通造成的負面影響，提高公路交通的穩(wěn)定性、可靠性。

25、4.本申請的目標可靠度根據(jù)公路等級取為不同值，通過對比規(guī)范符合性可靠度和橫向穩(wěn)定性可靠度是否滿足目標可靠度要求，可以直接和客觀地測評不同公路等級條件下公路安全性。

技術(shù)特征：

1.一種基于運行線形參數(shù)的公路安全可靠度測評方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路安全可靠度測評方法，其特征在于，在所述步驟(5)中，目標可靠度根據(jù)公路等級取為不同值，高速公路目標可靠度取為95％，一級公路目標可靠度取為90％。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┮环N基于運行線形參數(shù)的公路安全可靠度測評方法，旨在解決公路安全領(lǐng)域缺乏可靠度測評的技術(shù)問題。其主要包括如下步驟：由車輛的行駛軌跡構(gòu)建運行圓曲線半徑計算模型、運行超高計算模型和彎道停車視距計算模型；構(gòu)建規(guī)范符合性功能函數(shù)和車輛橫向穩(wěn)定性功能函數(shù)；以行駛距離、行駛速度為隨機變量，計算規(guī)范符合性可靠度和橫向穩(wěn)定性可靠度；根據(jù)規(guī)范符合性可靠度和橫向穩(wěn)定性可靠度是否滿足目標可靠度要求以評價公路安全性。本發(fā)明能更好地評估不同天氣場景下以及道路線形設(shè)計值滿足規(guī)范值但接近于極限值時不同路段的安全性，能夠更加直觀的、真實的進行安全測評，彌補已有公路安全評價方法的不足。

技術(shù)研發(fā)人員：嚴亞丹,任珂,張小旺,張鐵軍,曹紅艷,王如航,翟曉琪,仝佩,陳志舉
受保護的技術(shù)使用者：鄭州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6