基于视觉和振动仿真的高速公路出口匝道处突起路标间隔设置研究

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1、分类号:U491.510710-2015221141专业硕士学位论文基于视觉和振动仿真的高速公路出口匝道处突起路标间隔设置研究刘萍萍导师姓名职称马荣国教授申请学位类别硕士专业学位类别交通运输工程及领域名称论文提交日期2018年4月16日论文答辩日期2018年5月12日学位授予单位长安大学StudyonspacingarrangementofprotrudingRaisedPavementMarkersatfreewayexitrampbasedonvisualandvibrationsimulationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCand

2、idate：LiuPingPingSupervisor：Prof.MaRongguoChang’anUniversity,Xi’an,Chinai摘要在高速公路出口匝道处，道路线形变化快，行车环境复杂，行车安全隐患较多，尤其是在雨雪雾或者夜间等低能见度的天气条件下，若没有合适的道路安全诱导设施，匝道出口很难辨认，往往导致驾驶人错过道路出口或者发现出口不及时引发一系列交通事故，并且在高速公路出口处的交通事故救援和疏散困难，特别容易引发二次事故，造成一定的生命财产损失。通过对道路交通安全诱导设施分析发现，突起路标具备反射特性和振动警告两种功效。在低能见度条件下，突起路标可以通过自我照明或前照灯的反

3、射照明发挥视线诱导警示的功效，当路面上的突起路标被碾压时，可以产生振动效果以给人们提供振动警报功能。本文主要是从视觉诱导仿真和振动效果仿真两方面着手研究在高速公路出口处突起路标的间隔设置。本研究的主要内容是：一，将驾驶人视觉特征，闪烁视觉刺激与突起路标的反射特性相结合，确定高速公路出口匝道的减速车道标线处、三角形区域和匝道曲线处突起路标的设置间隔以及在高速公路出口处起始位置的设置。二，经过视觉仿真试验，确定分鼻流处三角形区域突起路标的间隔设置。在UC-win/Road配套的驾驶模拟器上建立不同类型的高速公路匝道出口模型、突起路标模型和车辆模型，结合车辆的行驶速度设置不同的三角形区域突起路标的设

4、置方案，让30位驾驶人在驾驶模拟器上模拟在夜间车辆驶出高速公路匝道出口处的场景选出分鼻流处三角形区域突起路标的合适设置间隔。三，人-椅-车-路整车动力学仿真模型的创建。在SolidWorks中创建符合我国成年人人体尺寸的三维人体坐姿模型，以及相对应的座椅模型并按照一定的约束构建“9自由度人椅系统模型”，将人椅模型通过接口文件导入多动力学仿真软件Adams中。基于Adams/Car创建整车动力仿真模型，并创建高速公路出口匝道模型及不同设置间隔的突起路标模型。四，突起路标的振动仿真模拟分析。基于人-椅-车-路仿真模型进行突起路标振动模拟试验的方案设计并按照仿真方案进行仿真试验，将仿真得到的数据按照

5、ISO2631-1:1997（E）人体舒适度评价的理论方法进行仿真数据分析。在Ncode数据分析软件中编辑人体舒适度评价的计算数据分析流程，得到加权加速度均方根值即人的主观感受，从而选出既有视觉诱导警示又有振动警示效果的突起路标间隔设置方案。本文研究了高速公路出口处突起路标的间隔设置：在减速标线处，当夜间高速公路出口处的交通流量大需要加强夜间安全设施的诱导安全效果时，突起路标的设置间隔可以为6m，如果考虑经济且易于维护性，可以选择9m的间隔；在三角形区域突起路标的设置为6m；在匝道曲线段半径超过700m的突起路标的设置间隔为15m，其他的半径按照ii本文得到的突起路标的设置间隔与匝道半径的关系

6、表3.3设置。本文基于视觉和振动仿真对高速公路出口处突起路标的设置间隔进行较为科学的研究。研究结果可为现行法规的相关内容提供参考和建议。关键词：高速公路出口匝道、突起路标布设、视觉特性、UC-win/Road、Adams/Car振动仿真、NcodeiiiAbstractAttheexitrampofthefreeway,theroadalignmentchangesquickly,thedrivingenvironmentiscomplex,andtherearemanyhiddendangersofdrivingsafety,especiallyinthebadweatheroratnigh

7、tandotherlowvisibilityweatherconditions,ifthereisnosuitableroadsafetyguidancefacilities,itisdifficulttoidentifyrampexits,oftenleadingdriverstomissroadexitsordiscoverthatexitsfailtotriggeraseriesoftraf