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原文传递高速公路互通立交小半径匝道行车特征研究

论文题名：	高速公路互通立交小半径匝道行车特征研究
关键词：	高速公路;互通立交;小半径匝道;航拍视频;运行特征
摘要：	匝道作为高速公路互通立交必不可少的组成部分，时刻发挥着供不同方向车流行驶的连接道作用。小半径匝道作为匝道形式的一种，虽能满足设计规范要求，但在实际运营中却存在极大的安全隐患，不利于匝道上的行车安全。为进一步了解小半径匝道上的车辆运行特征，提高匝道上的行车安全，本文以高速公路互通立交小半径匝道为研究对象，基于无人机的航拍视频，利用AI.Datafromsky分析平台得到车辆运行参数数据如速度、加速度、轨迹等，并通过实车试验验证平台数据的精确性，以此为基础对高速公路互通立交小半径匝道上的行车特征进行研究。　　首先，基于车辆运行速度数据，对不同小半径匝道上车辆的整体运行速度进行分析，发现其运行速度变化趋势具有明显差异；按照车型分类，对比了小客车与重型汽车的运行速度差异与离散性，其中小客车的运行速度与速度离散性均高于重型汽车；依据运行速度变化趋势，将小半径匝道划分三处特征位置（驶入起点、缓和曲线段与圆曲线段），对比发现不同小半径匝道特征位置的均值速度具有明显差异；根据不同车型减速终点的分布，分析了小客车与重型汽车的减速长度与减速幅度差异，并对小半径匝道上车辆的减速模式进行划分。　　其次，基于车辆加速度数据，分别对两条小半径匝道上车辆的纵（横）向加速度分布特性与变化情况进行分析，发现小客车的横向加速度幅值明显高于重型汽车，而纵向加速度幅值差异较小；采用方差分析对不同匝道圆曲线段半径条件下的车辆均值纵（横）向加速度进行检验，由结果可知，小客车的纵（横）向加速度存在统计学差异（纵向加速度：F=7.409，Plt;0.05；横向加速度：F=33.503，Plt;0.05）；对匝道上车辆的纵向与横向驾驶行为分别进行舒适性评价，并结合不同车型的速度与加速度数据，比较了不同小半径匝道上车型的加速度分布特征；根据不同车型的纵（横）向加速度幅值，采用风险评估G-G图对匝道上的车辆危险驾驶行为进行研究分析。　　最后，基于车辆行驶轨迹数据，对小半径匝道缓和曲线段与小半径圆曲线段的轨迹线束分布特征进行阐述，根据不同匝道轨迹的差异，对车辆行驶轨迹模式划分为三种模式，并结合运行速度，分析了运行速度对不同模式轨迹的影响；利用AI.Datafromsky分析平台所得的车辆UTM坐标对车辆行驶曲率进行计算，研究小半径匝道上车辆的曲率分布特性并分析其与道路设计曲率的差异；引入等效半径概念，将小半径匝道圆曲线段分为入弯-弯中-出弯三个阶段，按不同车型对比分析圆曲线段不同阶段的等效半径差异；最终，基于上述分析对小半径匝道驾驶高风险区域进行划分，并提出相应的改善建议。　　本文的研究工作可为后续高速公路互通立交小半径匝道的安全设计、行车安全改善以及交通仿真模型参数的标定提供参考意见与数据支持。
作者：	王程瑜
专业：	交通运输
导师：	徐进
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2023