基于运行速度的改扩建高速公路线形评价研究

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分类号:U4910710-2013222022专业硕士学位论文基于运行速度的改扩建高速公路线形评价研究庞冰导师姓名职称赵建有教授专业学位类别及申请学位类别硕士工程硕士交通运输工程领域名称论文提交日期2015年5月6日论文答辩日期2015年6月6日学位授予单位长安大学 ResearchontheLinearEvaluationofReconstructionHighwayBasedonOperatingSpeedAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：PangBingSupervisor：Prof.ZhaoJianyouChang’anUniversity,Xi’an,China 论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：年月日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。（保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：年月日导师签名：年月日 摘要随着社会经济的快速发展，高速公路在整个交通运输系统中起着越来越重要的作用。从上世纪八十年代起，我国高速公路事业得到了飞速发展，进入二十一世纪，由于高速公路的设计寿命已渐至使用年限，同时伴随着经济的飞速发展与人们日益增长的出行需求，当前的高速公路设置已不能满足人民群众的需要，将有一大批高速公路面临改扩建。然而，改扩建高速公路又不同于新修公路，需要在原高速公路路线走廊带内，利用原有道路资源，通过拓宽、改造进而提升服务水平、通行能力及安全性的工程建设行为，需要在老路的基础上加以利用、整修。公路线形作为高速公路的骨架，是公路设计方案中最为关键的技术指标，直接影响着高速公路上车辆运行的安全性。因此，针对改扩建高速公路的线形评价已经成为高速公路线形评价研究的重要方向。本文在国内外研究的基础上，以运行速度为研究指标对改扩建高速公路线形评价进行研究，系统地分析了车辆运行速度与道路几何线形的关系，同时研究了线形安全性与舒适性的评价指标，利用主成分分析法，建立了高速公路线形综合性评价体系——线形适应性评价模型。首先，通过对国内外研究现状的分析总结，从人、车、路和环境四个方面分析了影响车速变化的主要因素，得出道路的几何线形是车速的主要影响因素；针对高速公路线形评价的指标，分析了设计速度、期望速度、运行速度、限制速度等与车速相关的指标，通过对比分析，确定以运行速度作为公路线形评价的指标。其次，通过前人研究的总结，构建了运行速度的预测模型，同时提出用单一车辆相邻路段的运行速度差（△85V）来评价公路线形的连续性；用横、轴向加速度评价线形的舒适性；用速度变差系数和单位里程速度差相对值评价线形的安全性。同时提出了改扩建高速公路线形的拟合评价指标和标准。最后，通过主成分分析法对三个主要指标进行综合性评价——线形适应性评价体系，通过适应性系数实现对线形的综合评价。以京石高速公路改扩建为案例，通过实地调查研究及数据分析，运用适应性评价模型对改扩建的高速公路线形进行了评价研究，同时针对改扩建高速特有的线形拟合评价做出了评价分析并提出了相应的改善措施。关键词：高速公路,交通安全,运行车速,预测模型,评价指标,线形适应性I AbstractWiththerapiddevelopmentofsocialeconomy,thehighwayintheentiretransportationsystemplaysamoreandmoreimportantrole.Inthe1980s,thehighwayenterprisehasobtainedprominentdevelopmentofourcountry.Inthe21stcentury,somehighway’sprojectedlifetimehasgraduallyreachedtouseage.Atthesametime,alongwiththerapiddevelopmentofeconomyandtheenormousgrowthofthepeople'stravel,thecurrenthighwaycannotmeettheneedsofthemassesofthepeople,andtherearealargenumberofhighwayneedreconstruction.Highwayreconstructionisdifferentwiththenewhighway.Itisaengineeringconstructionbehaviorthatbroadenandrenovatetheroadbyusingtheexistingroadresourcebasedontheoriginalhighwayroutecorridorbeltinordertoimprovetheservicelevel,trafficcapacityandthesafetyofengineeringconstruction.Itneedstoreuseandrefurbishedonthebasisoftheoldroad.Asskeletonofhighway,linearisthemostcriticaltechnologyindexinhighwaydesign.Ithasadirectimpactonthesafetyofthehighwayvehiclerunning.Therefore,inviewoflinearevaluationofthehighwayreconstructionhasbecominganimportantdirectionofhighwayalignmentevaluationresearch.Inthispaper,highwayalignmentevaluationhasbeencarriedoutbyusingrunningspeedastheresearchindexonthebasisoftheresearchathomeandabroad.Therelationshipofthevehiclerunningspeedandroadgeometrylinearhasbeensystematicallyanalyzed.Afewofspeedindexoflinearsafetyalsohasbeenstudied,andthehighwaylinearcomprehensivesystem-highwaylinearadaptiveevaluationmodelisestablishednbyusingprincipalcomponentanalysis.Firstly,Themainfactorsaffectingthespeedchangehasbeenanalyzedfromfouraspectsofpeople,vehicles,roadandenvironmentthroughanalysizingandsummarizingdomesticandforeigncurrentresearchsituation.Thenitisfoundthatthemainfactorwhichisimpactedthecarspeedistheroadgeometrylinear.Designedspeed,expectationsspeed,runningspeed,limitsspeedotherrelevantmetricwhichisaimingathighwayalignmentevaluationindexhasbeenstudied.Throughthecomparisonandanalysisdependedontheaboverelevantmetric,runningspeedisconfirmedasthehighwayalignmentevaluationindex.Secondly,throughthesummaryofthepreviousstudies,andbuildthespeedpredictionmodelwasbeenbuilt,Atthesametime,usingtherunningspeeddifference（△85V）atadjacentRoadSegmentofasinglevehicletoevaluatethehighwayalignmentcontinuityhasalsobeenputforward;thenthelinearEvaluatingthecomfortoflinearwasevaluatedwithtransverseandaxialacceleration;ThesafetyofthelinearwasestimatedWiththerelativemagnitudeofspeedvariationII coefficientandunitmileagespeeddifference.FittingevaluationindexandstandardofReconstructionhighwaylinearwerealsobeenputforward.Thencomprehensiveevaluationofthreemajorindicatorswerecarriedoutbyusingtheprincipalcomponentanalysis.Finally,thecomprehensiveevaluationoflinearwasachivedthroughtheadaptivecoefficient.UsingJingshihighwayroadreconstructionasacase,evaluatethereconstructionofhighwaylinearresearchbyusingtheadaptabilityevaluationmodelthroughon-sideinvestigationanddataanalysis.Atthesametime,inviewofhighwayreconstructionlinearfittingevaluationandanalysisandthecorrespondingimprovementmeasureswereputforward.Keywords:Highway,Trafficsafety,Operatingspeed,Predictionmodel,Evaluationindex,LinearadaptabilityIII 目录第一章绪论...............................................................................................................................11.1研究背景和意义.......................................................................................................11.1.1我国高速公路发展概况.................................................................................11.1.2高速公路的线形评价研究的背景和意义.....................................................21.2国内外研究现状.......................................................................................................31.2.1高速公路线形评价的国内外研究现状.........................................................31.2.2高速公路改扩建的国内外研究现状.............................................................51.2.3既有研究评述.................................................................................................91.3研究内容.................................................................................................................101.4研究方法及技术路线..............................................................................................11第二章高速公路运行车速与交通安全关系研究.................................................................132.1运行车速的影响因素.............................................................................................132.1.1不同车速概念简述.......................................................................................132.1.2设计速度、运行速度与期望速度的关系...................................................132.1.3影响车速变化的因素...................................................................................142.2车速与交通安全的关系.........................................................................................152.2.1车速与交通事故的关系...............................................................................152.2.2运行速度与公路线形的关系.......................................................................172.3单一车辆第85百分位运行车速差.......................................................................182.4本章小结.................................................................................................................18第三章高速公路运行速度预测模型.....................................................................................203.1国内外运行速度预测模型概述.............................................................................203.1.1道路路段实测法运行速度模型...................................................................203.1.2理论预测法运行速度预测模型...................................................................223.2运行速度影响因素分析.........................................................................................223.3运行速度预测模型的建立.....................................................................................233.4各路段运行速度预测模型的建立.........................................................................243.4.1直线段运行速度预测模型...........................................................................26IV 3.4.2纵坡段运行速度预测模型............................................................................283.4.3平曲线路段运行速度预测模型....................................................................283.4.4弯坡组合路段运行速度预测模型................................................................293.5高速公路运行车速检测..........................................................................................303.5.1运行速度检测内容和方法............................................................................303.5.2调查样本的选取及调查的注意事项............................................................313.5.3数据采集........................................................................................................323.6本章小结..................................................................................................................33第四章基于运行速度的改扩建高速公路线形适应性评价................................................344.1改扩建高速公路线形拟合评价..............................................................................344.1.1平面线形的拟合评价....................................................................................344.1.2纵断面拟合评价............................................................................................354.1.3平纵面组合线形拟合评价............................................................................364.2基于运行速度的线形适应性评价指标研究..........................................................374.2.1线形连续性评价指标....................................................................................374.2.2线形舒适性评价指标....................................................................................414.2.3线形安全性评价指标....................................................................................434.3线形适应性评价模型..............................................................................................454.3.1适应性评价模型的构建................................................................................454.3.2模型系数的求解............................................................................................474.4本章小结..................................................................................................................50第五章实证分析....................................................................................................................525.1评价路段分析..........................................................................................................525.1.1评价路段的概况............................................................................................525.1.2评价路段划分................................................................................................535.2改扩建路线平纵面技术指标拟合性评价..............................................................555.3线形各评价指标的计算..........................................................................................595.3.1运行速度预测................................................................................................595.3.2线形连续性评价............................................................................................595.3.3线形舒适性评价............................................................................................64V 5.3.4线形安全性评价...........................................................................................655.4线形适应性评价.....................................................................................................665.5本章小结.................................................................................................................68结论与展望...............................................................................................................................69参考文献...................................................................................................................................71攻读学位期间取得的研究成果...............................................................................................75致谢.......................................................................................................................................76VI 第一章绪论第一章绪论1.1研究背景和意义1.1.1我国高速公路发展概况在我国，高速公路属于行车速度高、车流量大的高级别道路。国家交通运输部《公路工程技术标准（JTGB01-2014）》规定，高速公路指“道路每年的平均昼夜交通量折合成小客车应当在2.5万辆以上、专门供汽车行驶的分车道公路、并且全部对汽车的出[1]入口进行控制的道路。”20世纪初，从德国开始，西方发达国家率先开始发展高速公路建设事业，因为其具有较低的运输成本、高强度的通行能力、经济效益卓越等特点，能够减少长途运输的成本，较高的通行能力可以提高道路运输的能力，提高运输效率可以创造更多经济价值。高速公路通车里程逐渐成为一个国家现代化水平的重要指标。1984年的沈大高速公路是我国最早开工的高速公路，由我国自行设计、自行施工、自行管理，这是我国的公路建设的重要的里程碑。1988年我国第一条正式运营的高速公路是沪嘉高速。经过几十年的发展，我国高速公路得到了快速发展，陆续建成沪宁高速公路、沈大高速公路、京石高速公路、沪杭高速公路、广深高速公路、广佛高速公路、太旧高速公路等。随着通车的高速公路越来越多，我国在高速公路建设方面取得了前所未有的发展，极大提高了路网的层次和密度，对经济的发展起了极大的促进作用，为我国人民的出行和交通运输提供了极大的便利和快捷。如图1.1所示，我国高速公路通车里程截至2014年底为止已经达到11.19万公里，超过美国，跃居世界第一。2013年6月，交通运输部发布的《国家公路网规划（2013年-2030年）》中，在原规划“7918网”的基础上，新增2条南北纵线，[2]构成了“71118网”，规划总里程达11.8万公里。图1.1我国高速公路总通车里程增长数据1 长安大学硕士学位论文1.1.2高速公路的线形评价研究的背景和意义高速公路是一个空间三维实体，由路基、路面等构成，代表其空间形状的线形是由平纵断面以及横断面组成。高速公路建设前要进行线形设计，需要根据公路等级及其功能，合理运用相关技术指标保证设计线形连续、均衡，确保行车的安全性与舒适性。公路路线主要由公路线形决定的，线形设计是公路设计的核心，它最终决定了公路的空间位置以及公路在驾驶员视觉中的反映。公路建成后，线形就不易改变了，特别是对高速公路而言，它将长期影响和限制汽车在公路上的运行。线形设计的好坏，对汽车行驶的安全、经济、舒适及通行能力都起着决定性的作用，因此，在线形设计阶段，必须对公路应具有的性能与作用进行充分谨慎的研究，所以对高速公路的线形设计质量进行评价的方法研究有重要的意义。从实际意义上来讲，对改扩建高速公路进行线形评价，对在高速公路规范合理范围内的，但实际并不能满足线形设计连续性的路段，需要进行平、纵面设计调整，以满足设计连续性要求，减少改扩建完成后可能留下不安全因素的路段。针对已建成的高速公路，线形已经固定，但可以从交通管理、交通政策法规、以及相关交通设施的使用方面，做出相应的改善治理手段，进而减少因前期设计不适宜而带来的安全隐患。公路线形作为高速公路的基本构架，是公路设计方案中最为重要的技术指标。目前，国内外对影响线形的单个指标因素有较成熟的分析，但针对改扩建高速公路的综合性线形评价尚未充分研究。因此，针对改扩建高速公路的线形评价将成为今后高速公路线形评价研究的重要方向。1.1.3高速公路改扩建线形评价的背景及意义：[3]我国高速公路建设从起步到发展经历了以下4个阶段：1、理论研究阶段。1985年之前,中国未曾出现高速公路，公路建设水平都在一级以下，高速公路的建设处于理论研究阶段。2、新建公路阶段。“第七个五年计划”期间，我国高速公路完成了突破性建设，成功建成了以沪宁高速公路为代表的高速公路，我国对高速公路的建设和研究由此步入初步发展的阶段。3、高速公路持续发展阶段。90年代中期至2000年初期间,我国开始大规模修建双向4车道以上的高速公路，得高速公路的建设和发展，技术的研究进入快速稳定时期，很大程度地推进和完善了我国高速公路网络建设的发展速度。4、改扩建实践阶段。2000年至今,我国逐步将部分4车道高速公路车道，根据高速2 第一章绪论公路车流量预测，改造为6车道、8车道，提高了我国公路网的整体水平。近年来，随着我国国内外经济流通的加速，对交通需求日益增加，与之对应，高速公路交通量迅猛增加。国内高速公路在大规模建设的同时也面临着诸多严峻问题：发达地区的高速公路由于建成通车早，对未来交通流的预测不充分，已远远不能满足现有的交通流要求，饱和现象屡见不鲜，改扩建工程已迫在眉睫。与此同时，针对高速公路的改扩建工程存在诸多技术问题，既有的约束条件多，无论是设计还是施工，都没有完整的理论体系，我国高速公路的改扩建工程目前尚处于边研究边探索阶段。2015年1月，我国交通运输部于发布了两项公路工程行业推荐性标准：《高速公路改扩建设计细则》（JTGTL/112014）和《高速公路改扩建交通工程及沿线设施设计细则》（JTGTL/802014），并宣布将于2015年3月1日起施行。以上标准为我国高速公路的改扩建总结了经验，提供了实践案例。对高速公路改扩建的再设计、路线评价提[4][5]供了较为丰富资源，并针对关键点、安全设施等做了详细的规定。本文以北京—石家庄高速改扩建工程为案例，对平原区高速公路改扩建项目的线形评价进行分析研究，为今后我国高速公路改扩建的工程丰富理论以及提供技术支撑。本文提出了改扩建高速公路的线形适应性评价理念，基于运行速度分析了影响道路线形的因素，并将各子系统研究成果系统化，提出能够适用于改扩建高速公路线形评价的优化方式。通过线形评价的全面分析和优化，达到改善高速公路安全设施，减轻高速公路不安全因素对行车的不利影响，保证了车辆安全，以便减少交通事故的发生。1.2国内外研究现状1.2.1高速公路线形评价的国内外研究现状1.国外对公路线形评价的研究高速公路始建于20世纪30年代，已经有八十多年的发展历程，国外已经积累了丰富的设计评价的方法理论。从不同的角度提出了不同适用条件下的评价模型，但其所遵循的原则和目的是一致的，不仅要满足汽车行驶性能的要求，也要满足驾驶人员的心理期望的需要。欧美国家的在路线设计理论方面提出了以人为本的设计思想，不仅考虑汽车行驶动[6]力性的要求，也考虑人驾驶时的心理期望，并以此来指导公路路线的设计。美日等国从安全性的角度对线形的设计进行评价：通过收集事故资料，整理回归分析出事故率与道路几何线形要素的拟合曲线表达式，确定相对安全的指标取值范围，通[7，8，9，10]过这些曲线模型可以对线形的安全性进行评价。3 长安大学硕士学位论文运用线形图法对公路线形进行评价，日本曾利用曲率图和坡度图分别来表示平面线形与纵面线形，通过对曲率图与坡度图的比较来评价路线平纵组合的优缺。我国也曾使用“沿线最高可能车速图”分析路线平纵组合对可能最高车速的影响，从而对不合理、[11]不协调的路段进行修正。[12]澳大利亚和欧洲等国最早提出运行速度的线形设计及评价理念。建立运行速度与平曲线半径的关系模型，以曲线半径作为运行速度的关键指标，建立的半径——运行速度模型得到了世界各国的认可。LammR.等人通过对平曲线路段的速度数据分析，对运行速度V85进行了深入研究，得出车速与平曲线要素的影响关系，认为曲线半径是运行速度的最显著影响因素，并回[13]归分析建立了V85与半径的模型。美国联邦公路局（FHWA）研究了“交互式公路安全设计模型”（InteractiveHighway[14]SafetyDeignModel，缩写为IHSDM）。通过大量的数据观测建立了一个统计模型，该模型综合考虑了人车路之间的相互关系，与CAD软件集成建立一个公路安全设计的评价系统。该系统的评价方法可简述如下：首先运用车辆动态模型获得设计车辆的速度图，对图中不符合标准的地方，系统会标明，并可通过集成的CAD系统进行设计调整；随后在通过车速一致性评价模型对线形速度产生突变的地方再次进行修正；最后再通过事故预测模型计算线形各路段发生事故的概率，对设计方案做安全性评价，如果有安全[15]问题则再次通过CAD软件进行调整。该方法利用了与CAD软件集成的思想，方便设计方案的修改，对公路线形的安全评价有重要的意义。2.国内对公路线形评价的研究现状近年来国内对公路线形设计的评价研究取得了丰富的成果，提出了众多的评价方法及模型，可概括如下：张仁根等人从交通安全的角度对线形评价进行了研究。通过研究交通事故率与线形要素的关系，来评价路线设计的方法。主要是通过事故调查，统计数据，经回归分析后建立平纵面线形、视距等与事故率之间的关系模型，从而确定与交通安全相关的指标，[16，17，18，19]以便于对路线线形设计进行评价。《公路路线设计规范》中提出利用透视图和三维模型对线形进行连续性和协调性评价：“高速公路、一级公路应借助于公路透视图或三维模型检查线形设计同沿线景观的[20]配合与协调；其他各级公路有条件时，亦可利用公路透视图检验线形设计”。这种方法可通过专业三维软件实现，可以直观的观察到路线的线形，可以从视觉上修正道路设4 第一章绪论[21]计中不合理的路段。彭志群等对平面线形的舒适性进行研究，在分析舒适性诸多影响因素的基础上，提出用横向加速度与竖向加速度来评价公路平面线形舒适性，并建立了基于两种加速度的[22]评价模型，通过实例验证了对线形舒适性的评价；牛兆霞对公路纵面线形的舒适性评[23]价方法进行了研究，其建立的模型有一定的参考价值。杨少伟提出了可能速度与公路线形评价的方法，提出在道路平、纵面基础技术指标的基础上，根据汽车的动力性及道路运行行车速度建立可能速度的预测模型，建立汽车的横向、轴向、竖向加速度模型，并计算出三者的可能速度预测值，取其最小值作为可[24]能速度的预测值。裴玉龙等通过对高速公路的车速标准差和亿车公里事故率的数据进行统计分析,建立二者的关系模型，研究表明：车速分布越离散，事故率越高。同时也为高速公路的车[25]速限制提供了一定的理论依据。利用运行速度评价线形，我国关于运行速度的研究比较晚，但近年来基于运行速度对线形评价的研究越来越多。如参考文献中的[26-31]，均是以运行速度为基础来评价公路线形，对与线形评价有关的安全性、连续性、协调性以及舒适性等分别进行了研究，[26,27,28,29,30,31]在公路线形的评价方面积累了丰富的研究理论，具有很高的参考价值。1.2.2高速公路改扩建的国内外研究现状1.国外改扩建研究现状国外高速公路起源于德国，至今已有八十多年的发展历程，受社会经济等因素的影响，很多国家在新建高速公路的基础上，进行了大量的多车道改扩建工程建设，已经形成了一个较为完善的体系。许多相关机构和学者针对改扩建高速公路的改扩建方式、内容、策略和体系等进行了比较深入的研究。1983年，交通技术评审委员会（TRB）在美国华盛顿州召开了国际会议，会议主题为：高速公路改扩建工程。在会议上各国专家集中探讨了在高速公路上结构拼接和施工方法，对近几十年来在高速公路扩建方面的技术[32]方案、创新成果、失败案例进行了系统的总结；美国普渡大学的公路工程研究室的RichardJ.Deschamps等人通过针对性地实验、系统的总结和相应的研究，提出了规范化[33]路基拓宽的设计、施工的建议；同样也是美国的JackE.Leisch则认为在当前世界上，高速公路改扩建过程中普遍在几何线性设计上存在的一些问题，他结合实际案例，较为[34]系统的阐述了他的观点，特别是在互通立交设计上的提出了新颖的论点；LeischJ.P[35]和LeischJ.E.则对改扩建高速公路设计时视距的测量和确立进行了系统的研究和测试。5 长安大学硕士学位论文Fan.s.s也针对高速公路扩建案例中公路预测交通流量与扩建后的变化联系做了对比分析试验研究。西方国家（包括欧洲、美国、日本在内）的高速公路的建设，研究技术与改扩建的相关建设与研究的发展与我国有明显的不同。例如美国在高速公路建设初期设计大多采用了宽型中央分隔带，所以在后期改扩建过程中多是选择采用在原有道路基础上采用直接加宽的扩建新道的方式，由原四车道改扩建为八车道、十车道；当中央分隔带宽度无法满足设计需求时，那么采用在道路两侧进行拼接扩宽的方式就成了优先级较高的方式；当改造扩建后的双向车道数大于8车道时，为使道路交通机动车的集聚和疏散更加便捷，其扩建工程的道路两侧边都设计了集散车道以作保障。例如：美国15号高速公路在刚开始原为双向6车道，局部地段为双向4车道，原本工程采用的是宽中央分隔带，后续改扩建工程便直接通过在内侧加宽的方式，将原本6车道（或4车道）扩建为8车道，中央分隔带被重新改造成为新泽西分隔带。同样的，日本在建设高速公路，对其进行设计之初，就已经考虑到了今后的后续扩建，在设计之初就已经为扩建留有余量。从技术层面上来看，日本的施工企业和设计单位对技术的创新和建设的改革工作异常重视，从对路基路面的处理、道线线形规划和改革设计，道路的拼接以及立交的修剪和拓宽等方面，进行了大量的研究和改革，创造了相当的新技术和新发明，并将其应用到了高速公路的改扩建工程当中。2.国内改扩建研究现状相较于国外高速公路的改扩建工程的建设和发展，技术的进步，我国高速公路改扩建还处于起步初期，始于近十年，技术和研究的落后也就是必然和情有可原的。就目前而言，我国高速公路改扩建工程只局限于对路面进行加铺等简单的处理，几乎没有大规模进行扩建的项目经历。2004年，交通部（现交通运输部）公路专家委员会在南京举办了高速公路改扩建工程技术研讨会，总结了国内改革开放后少有的一些高速公路扩建工程中的研究成果和最新案例。国内的大学教授、专家学者等也着手研究高速公路改扩建领域的技术应用和实际困难。例如：东南大学的刘松玉和章定文另辟蹊径地运用弹塑性有限元参数分析法，探讨和分析在改扩建高速公路时新修道路的填筑对原有旧路路基的影响以及边坡受力[36]的有关问题；东南大学的周恒和杜英以河南某高速公路建设情况为例，探讨了4车道[37]扩建为6车道的设计方案和实施手段进行了探索和研究；吴涛、刘海强和刘胜斌从互通立交改扩建的设计出发，研究分析了如何确定纵断面线形技术指标、互通立交合理平6 第一章绪论[38]面，以及减少新征用地问题；上海公路研究院的顾旻和秦健通过研究G60公路的案[39]例对高速公路改扩建工程施工等进行了深入的研究。2000年至今，我国高速公路改扩建工程无论是研究还是实际改造都发展迅速。为了适应现今交通的需求状况，我国已经相继对早期建设的高速公路进行改扩建工程以符合，其中部分已竣工验收并顺利通车。这些已完成的改扩建工程为我国高速公路改扩建的研究和发展提供了宝贵的案例和积累了大量的经验。从我国己完工的这几个改扩建项目的方案比选上看，每个项目都力争并成功在施工和设计方案技术上取得一定的突破和成就[40]。通过回顾这些研究成果，对本文研究高速公路改扩建工程提供了案例，具有较高的参考价值。（1）沈大高速公路上世纪90年代初建成的沈大高速公路于2002年开始动工进行改扩建工程。由于国内并无扩建先例，整个扩建工程从零开始，通过对新建、扩建方式的深入的探索研究，扩建项目采取主体两侧拼接，以单侧分离为辅的形式，将原本的4车道扩建为8车道。2004年8月，其改扩建工程竣工，具有里程碑式的意义。沈大高速公路的改扩建工程为我国国内首条八车道改扩建的高速公路，设计速度120km/h，对我国以后的高速公路改扩建工程具有重要的指导和参考意义。图1.1改扩建完成后的沈大高速公路（2）杭甬高速公路杭州到宁波高速公路的扩建工程于2000年10月开始施工，于2007年12月全线扩建完成。扩建后的杭甬高速公路拥有6车道和8车道两种道路宽度，根据原有的路段情况，该项目实施分段逐步施工、两侧拼接进行扩建。并且在改扩建过程中，对软土地基处理技术创新地进行优化和升级。杭甬高速首次在不断交通流的状况下，进行道路扩建7 长安大学硕士学位论文施工工程，实现了施工、运营同时运行，非常具有创新性、改革性。（3）沪宁高速公路沪宁高速公路（上海到南京）于2003年10月开始进行高速公路改扩建施工，于06年6月改造完成，通车运行。沪宁高速公路将4车道增扩为8车道，改造方法选择采用两侧拼接为主、单侧局部分离。沪宁高速公路的扩建工程也是在边施工边运营的条件下完成的，工程建设中既对旧路病害进行了较为彻底的整治，同时也充分利用了原有旧路，在旧材料循环废物再利用和合理利用技术指标方面取得了显著的效果。图1.2改扩建完成后的沪宁高速公路（4）佛开高速公路于1996年完工通车的佛开高速公路，经过十年的使用，其无论质量还是容量都无法满足日益增长的交通流需求。从2006年开始进行局部改扩建工程，2012年年底完工通车。佛开高速公路的改扩建依据其独特的实际情况，选择采用了以两侧拼接为主、单侧分离为辅，改扩建路面拓宽的方式，并因地制宜的采用了集散加快速的方式（原车道设计速度120千米每小时，以供目的地不是佛山的车辆行驶；外侧车道设计速度100千米每小时，以供往返佛山市车辆行驶），很好的体现了因地制宜的扩建基本原则，在这类公路改扩建工程中，具有较好的代表性。（5）京港澳高速公路安阳至新乡段京港澳高速安阳到新乡段（途经鹤壁）于2008年4月动工开始建设其局部改造项目，并于2010年11月完成项目、建成通车。安新段高速的改扩建工程选择了在原道路两侧采取拼接加宽的的方式，使原来的双向4车道达到双向8车道高速公路标准。安新段高速的扩建工程实现了施工的同时不分流、不断行，未影响原交通流。随着施工的同时，交通量不断增加，在如此困难的情况下，安新高速并未因为施工原因引发大面积的拥堵和严重的交通事故，在高速公路改扩建施工期交通组织方面具有示范性和典型性，值得8 第一章绪论所有道路的学习。同时新技术、新方案、新材料和新工艺均在安新段高速改扩建工程中得到了广泛的应用。图1.3改扩建工程完成后的佛开高速公路图1.4改建后的京港澳高速公路安新段新貌回顾以上国内、外高速公路改扩建案例、研究内容和技术创新，可以得到以下结论：国外在修高速公路之初就考虑到了交通流的增长，预留了改扩建的余地，其研究方向和内容偏向于改扩建方案的比选、优化公路改建工程中拓宽道路时的几何线性设计、不降低甚至是提升路基路面的性能上的结构拼接方式和施工方法上，并且其设计规范中没有系统的具体的设计方案，只是对高速公路改扩建提出基本原则和提供一定技术上的参考建议。国内，由于在高速公路建设初期对于交通流增长速度的估计不足，和没有预见性地在建设初期预留可用道路加宽的中央分隔带，为国内高速改建预留了难题，使得许多改扩建工程必须使用道路两侧拼接的方式，造成了以路基不均匀沉降为突出的新老路基结合难题。总体而言，无论是国内还是国外，高速公路改扩建工程建设都亟需系统有效化的方案设计，都缺乏相应的建设技术标准与规范，量化的评判标准和合理的评价体系。1.2.3既有研究评述除改扩建外，在线形评价指标方面，单个路段的线形评价指标主要是设计速度与运采用回归分析法，基于历史数据资料，寻找影响运行速度的直接因素，建立合理的运行车速预测模型。由于地域各异的原因，有一定的运行行速度差别，所以运行速度的预测显得尤为重要。目前主要的运行速度预测模型是以《公路项目安全性评价指南》为基础的，从线形方面进行的预测方法，在实际应用中应根据具体情况进行适当选用和调整。国内对高速公路的连续性评价主要依据指标为V，而运行速度差通常由速度的集859 长安大学硕士学位论文计模型得到，所得数据有一定的相似性，由此进行的速度预测并不符合实际情况。同时有一些研究以非集计模型来建立运行速度的预测模型，通过实际验证有较大的成效。国内的研究仍偏重于集计模型下的V，其它的研究较少。85尽管国内外针对高速公路线形评价方面的研究比较多，但是重点针对高速公路线形综合效应适应性的研究较为缺乏，而且少量研究中也多采用定性分析的方法，没有建立基于数据资料的定量分析模型；除此之外，专门针对改扩建高速公路特点进行的线形适应性评价就更少了。国内外在线形连续性、安全性、一致性等与线形适应性相关的单个指标上有丰富的理论研究，尤其是在运行速度和线形的关系方面有较为成熟的研究。但是目前缺乏针对线形适应性全面评价体系方面的研究。1.3研究内容（1）基于运行速度线形评价方法的提出首先建立不同车速的概念，分析了车速主要影响因素中的设计速度、运行速度和期望速度的区别，指出了以设计速度作为路线设计标准存在的不足，阐述了基于运行速度的路线线形设计实用方法和优势；其次分析了运行速度在线形评价中的两个主要指标：运行速度与设计速度的差值与相邻路段间运行速度差值及其它们各自的评价指标。（2）建立运行速度预测模型在交通系统中，运行速度受到众多因素影响。本文从人、车、路、环境四个方面分析了小客车在高速公路上运行速度的影响因子，并给出了各影响因素所占的比例。对高速公路进行路段划分，分别研究平直路段、纵坡路段、平曲线路段、弯坡组合路段的运行速度特征，找出它们的关键影响因素，最终建立各个路段上的运行速度预测模型。（3）单车速度差的提出与预测模型研究目前，国内外主要利用V来评价道路的连续性，经过总结分析可知V存在一定8585不足。如V85采用的是集计模型，可能导致信息缺失、模型存在弊端等问题。而|∆85𝑉|可有效避免集计模型带来的缺陷，对单一车辆进行速度分析更符合实际情况。本文选择用|∆85𝑉|作为高速公路连续性评价的指标，根据调查数据，最终建立|∆85𝑉|的预测模型。（4）实例分析对于已建高速公路由于线形已经固定，所以对改扩建高速公路——京港澳高速公路河北段（K45+602~K231+445段）进行线形适应性评价，找出设计不合理的路段，从管理方面提出相应的改善措施；进行线形的适应性评价，找出适应性差的路段，并对路线10 第一章绪论的平、纵断面线形提出修改建议。（5）评价体系的可行性验证本文采用主成分分析法，采取综合评价的方法建立在运行速度前提下的改扩建高速公路线形适应性评价模型，并依据项目内容作为案例进行评价研究，从而验证评价体系的适用性。1.4研究方法及技术路线本文得到了国家自然科学基金项目-青年基金项目：“公路限速区协调性机理及限速过渡区设置研究(51308058)”的资助，本文在针对我国高速公路线形评价现状的研究基础上，结合项目课题“河北省高速公路京石改扩建交通标识优化及有效性研究”中运行速度对线形的分析进行研究。通过项目进行实地调研以及试验测量得到基于运行速度的改扩建高速公路线形评价资料，研究在运行速度的前提下对改扩建高速公路路线线形进行连续性、舒适性、安全性评价，对提高通行能力、保障高速公路交通安全、降低交通事故率，及高速公路线形的优化改善有重要的意义。本文首先针对国内外研究现状，将国内外对高速公路线形评价的方法进行总结分析，选取适用于改扩建高速公路的线形评价指标，通过划分路段，建立不同路段的运行速度模型对运行速度的预测。最终，通过对线形评价指标的权重分析，建立改扩建高速公路线形适应性评价体系。再选取京石高速公路的某一路段进行案例分析，参考运行速度变化量预测的模型，得出对应位置的速度值，建立线形适应性评价模型，并根据评价标准找出线形适应不佳路段，验证模型的实用性，为改扩建高速公路的线形改善提供理论依据。本文的技术路线如图1.5所示：11 长安大学硕士学位论文基于运行速度的改扩建高速公路线型评价研究绪论提出问题课题的提出研究目的意义国内外研究现状研究内容和方法运行速度与交通安全关系的研究运行速度的预测模型分析问题（模型研究）平直路段平曲路段纵坡路段弯坡组合路段相邻路段运行速度差的预测模型线形适应性评价体系的构建解决问题（体系建立）线形连续性线形舒适性线形安全性拟合性评价线形适应性评价模型实证分析实证分析路段概况拟合评价速度预测适应系数结论分析图1.5技术路线12 第二章高速公路车速与交通安全关系研究第二章高速公路运行车速与交通安全关系研究2.1运行车速的影响因素一般来说，行车速度是判断车辆运行的一个综合性评价指标，它既涉及到道路设计控制方面由关系到整个运输体系的安全，便捷和经济效益。因此，对各种不同定义车速的深入理解是分析影响车速各因素，以及对行驶车辆进行速度与安全管理的重要前提。2.1.1不同车速概念简述在众多的对交通理论的研究中，高速公路的行车速度无疑是其中最重要的一个参数。高速公路上的行车速度可表示为车辆在单位时间内通过某一特定路段的距离。1.行驶车速(Runningspeed)：指的是车辆在某一指定地段正常运行时，单位时间内行驶的距离。2.运行车速(Operatingspeed)：在良好的气候、道路交通、道路实际状况的条件下，驾驶水平中等的驾驶员所能保持的，基于道路的通行能力和车辆运行状况的最大安全行驶车速。3.临界车速(Criticalspeed)：满足最大理论道路通行能力时，车辆所具有的车速；4.设计车速(Designspeed)：在气象条件良好，车辆行驶只受公路本身条件影响时具有中等驾驶技术的人员能够安全、顺适驾驶车辆的速度。5.期望车速(Expectedspeed)：驾驶员随自己的意愿，没有其他车辆干扰的情况下所能达到的最高“安全”车速；6.限制车速(Limitedspeed)：是道路交通管理部门所限制的，依据道路交通安全的原则，在道路上所允许行驶的车速上限和下限。2.1.2设计速度、运行速度与期望速度的关系一般来说，设计速度法或运行速度法是世界各国公路设计部门确定道路几何线形设计的关键参数的方法，设计速度方法也是我国常使用的基本方法。一经选定设计速度，需保证设计的协调性，相关要素如超高、平曲线与竖曲线半径等指标必须与其相适应。所有实测速度累积分布曲线上85%的行驶车速通常被国内外道路交通界视作运行速度。运行速度既能保证道路几何线形的设计需要，又考虑了绝大多数驾驶员的驾驶心理需求，能确保大部分车辆的行驶安全。因此，以运行速度为道路的设计要素的设计方法越来越为设计者接受。期望速度是驾驶员个人驾驶经验与能力的反映，是依据对车辆性能的掌握和外界环13 长安大学硕士学位论文境因素的掌控能力所决定的车速。期望车速反映的是车辆运行的个体特征，是个随机数值，因此，具有较大的差异性。期望速度通常要比运行速度高，实际情况中，车辆驾驶员会改变行车速度直至达到期望速度以缩小运行速度与期望速度之间的过大差值。限制速度是道路交通管理部门所限制的在指定上的某段道路上不得超过的最大和最小车速值，这是出于交通安全方面的考虑而设置的。目前，在我国最大限速设置在设计速度或其之下。国外部分国家也纷纷认为应当针对处于自由流状态下的车速进行实地检测，以累计车速的第85%位车速作为限制车速值。此外，路段交通事故率、道路交通安全设施情况、以及国家法定最高限速标准等也应是被考虑算在内的其他因素。运行速度、设计速度及期望速度的关系:综上所述：随着道路的实际情况的改变，在驾驶员水平、路况、车况等因素的影响下，运行速度和期望速度并不会一成不变，而是随之变化的。然而，设计速度是不会发生变化的，因为它是公路设计的基础依据。所以在同一段道路上三者相互间的关系为：运行速度和期望速度在设计速度范围内上下跳动，设计速度固定不变，如图2.1所示。V期望速度设计速度运行速度0LL图2.1运行速度、设计速度与期望速度关系图由此可见，驾驶员的实际行车状况并不一定由因设计速度所得出的各种指标参数所反映；而是由驾驶员对道路状况直接感受的期望速度和运行速度所反映，能够反映真实的行车情况，可由此进行交通安全评价。2.1.3影响车速变化的因素车速特征反映着道路交通流特性，在人、车、路与环境等综合因素的影响下而发生变化。而在车速的选择和各因素这个相对复杂的系统中，人起着关键的作用，驾驶员的年龄、性别以及精神状态等因素都对车辆的行驶车速有着影响，此外还有路况、车辆性能、道路交通管理环境等因素。如图2.2所示。14 第二章高速公路车速与交通安全关系研究速度限制驾驶员事故数及速度分布及有效性速度选择严重程度其他人、车、驾驶员特征车辆特征交通流特征道路特性天气、时段路及环境因素图2.2影响驾驶员车速选择的因素2.2车速与交通安全的关系2.2.1车速与交通事故的关系总体上，道路交通事故发生上具有一定的规律性，同时与行车速度与其也有很大的[41]关联性。超速是高速公路上交通事故发生的一大重要因素。据有关资料统计，2010年，高速公路发生事故、造成的死亡人数，同比分别上升5.2%、4%。从高速公路发生的亡人事故情况看，40.3%因尾随相撞导致，21.9%为碰撞固定物或静止车辆导致，侧面碰撞导致事故死亡人数占6.7%；超速行驶、疲劳驾驶是肇事致人死亡数量多的交通违法行为，导致事故死亡人数占高速公路死亡人数的18.9%，违法变更车道、违法超车、违法占道、违反交通标志等违法行肇事导致事故死亡人数占高速公路死亡人数的5.3%；阴雨雪雾天气条件下高速公路事故上升，造成的死亡人数同比上升10%。如2010年，河北省交通事故统计年鉴中指出超速驾驶在高速公路事故中占比例达24%，仅次于疲劳驾驶所引发的通事故所占的比例。见图2.3图2.3河北省2010年高速公路交通事故原因统计1989年瑞典交通管理部门为了研究车辆运行车速与道路交通事故关系将限速最高15 长安大学硕士学位论文标准从110km/h降低到90km/h。该研究发现该道路路段小汽车运行车速降、车辆整体平均运行车速、道路交通事故率、伤亡人数均有所降低，表明限速标准的适当降低对于减[42]少道路交通事故率起到一定的效果。1989年美国学者Garber和Gadiraju发现：车速的提升并不一定会导致事故率的增[43]加。2000年，澳洲道路运输局（RTA）也进行过针对运行速度与交通事故的相关研究，[44]得到的结论是：道路交通安全即使是微小变化也会对其产生显著影响。其研究成果如表2.1所示。[15]表2.1车速与事故危险性的相对关系运行车速km/h相对事故危险性601.00（基数）652.00704.167510.608031.818556.552004年，裴玉龙通过调查分析，得出速度标准差与道路交通事故率之间的函数关系[25]为指数关系0.0553AR9.5839e（2.1）式中：AR——万车公里道路交通事故率，每10万车公里；——运行车速标准差，km/h。国外交通安全机构研究表明，发生交通事故死亡率与车辆运行速度的差值（ΔV）[45]两者的存在如下近似的函数关系：4VDeath（2.2）114.24式中：Death——交通事故死亡率，%；V——车辆运行速度差值，km/h。从上述模型可以看出，道路交通事故死亡率为100%的运行速度为115km/h，此时绝无生还的可能。两者的关系如图2.4所示。16 第二章高速公路车速与交通安全关系研究图2.4车辆发生交通事故致死的概率与车速变化之间的关系曲线由此可以得出，速度变化量与运行速度是客观反映道路交通事故率与运行车速之间的关系的两项重要指标。车辆的运行速度是关系着行车安全和决定这交通事故严重程度的一项关键因素。2.2.2运行速度与公路线形的关系公路线形设计应当是兼顾车辆驾驶员的心理生理要求、行驶舒适性和道路线形连续、指标均衡，以行驶需求为依据的一种设计方法，其核心控制参数为行驶车速。车速是目前国际上路线线形设计常采用的方法，现有设计速度法和运行速度法，而目前我国仍是采用设计车速这个设计指标作为道路几何线性设计的依据。设计速度是一个定速，通常作为一个路段的最低设计标准。设计速度一经确定，则与线形相关的视距、超高、纵坡、平曲线半径等指标均需与之配合。用设计速度来规划道路线形，可以保证在路线行驶中有一个安全稳定的速度，它是一个最低的安全指标。当在线形条件良好的情况下，人们通常倾向于更高的驾驶速度，这样在同一设计速度下的高速公路可能在不同路段出现不同的运行速度，一旦相邻路段的线形条件导致其运行速度差过大，就会引发交通事故。因此，仅从设计速度来考虑线形的设计并不能很好的保证行驶的连续性与安全性。而运行速度是汽车行驶速度的具体反映，也是驾驶员期望速度的体现，在能满足大多数驾驶人员安全行驶的运行速度V85作为道路线形设计和评价的指标，可以很好保证道路线形设计的连续性与均衡性。运行车速更直观的表现速度与道路线形的关系，以运行车速作为限速标准，使其能更好的与期望速度吻合，避免了超速现象，有利于减少事故发生的概率。17 长安大学硕士学位论文对于新建高速公路，可以在设计速度的基础上，增加运行速度V85的预测和线形连续性、一致性检查两项内容，来更好的辅助道路线形设计的合理性。对于改建和扩建高速公路，可以在已建高速公路上实测运行速度数据，并通过一定线形指标下建立的运行速度预测模型对实测速度进行核查，找出不符合的路段，对高速公路的改扩建和交通设施的改善有重要的意义。2.3单一车辆第85百分位运行车速差通常第85百分位运行车速是指通过道路某一指定点（断面）的所有车辆运行速度中85%的车辆所能达到的车速值。如图2.5所示：I为在道路平曲线直缓点处运行车速检测点；II为曲中点处运行车速检测点。而𝑉和𝑉则表示它们的第85%位检测的运Ⅰ85Ⅱ85行车速，而两者之差，即∆𝑉=𝑉−𝑉则表明两个相邻道路断面之间的整体85(Ⅰ−Ⅱ)Ⅰ85Ⅱ85运行车速之差。曲中点Ⅱ平曲线路段直缓点Ⅰ图2.5道路平曲线相邻位置及其车速检测点的设置示意图速度差是根据指定的道路路线上的速度统计值得到的，详见图2.6。其中I和II分别和图2.5所示的道路断面I和II相对应。可以得出速度差为∆𝑉=𝑉−𝑉，其中𝑉(Ⅰ−Ⅱ)ⅠⅡⅠ和𝑉是I和II的检测运行车速。在所有的速度差值中累计排在第85%位的那个差值，Ⅱ即为单一车辆在相邻道路断面I和II之间的第85%位运行车速差，记为∆85𝑉(Ⅰ−Ⅱ)。轨迹点Ⅱ车辆运行轨迹线轨迹点Ⅰ图2.6单一车辆在平曲线路段运行轨迹线示意图2.4本章小结本章主要研究了高速公路车辆车速与道路交通安全之间的关系：（1）阐述了各种车辆速度的概念，研究了人、车、路和环境对车速变化的影响因素，探讨了运行速度、限制速度、设计速度和期望速度的在线形评价中的影响权重。18 第二章高速公路车速与交通安全关系研究（2）总结分析了国内外在车辆行驶速度和交通事故关系方面的研究，以及车速与道路几何线性之间的影响因素，指出提高车辆运行速度和增加车速离散性均有可能使道路交通事概率上升。同时亦指出道路路线的设计应基于车辆的运行速度而不是设计速度，并对其合理性提出了分析依据。（3）提出了运行车速差∆85𝑉Ⅰ−Ⅱ的概念，为论文之后的分析和研究作出了理论依据。19 长安大学硕士学位论文第三章高速公路运行速度预测模型运行速度是指当交通状况在自由流状态，且天气状态良好时，在路段特殊断面上测[46]定的所有车辆行驶速度中累计第85百分位上的速度值。车辆的运行速度并不是单一因素所决定的，它受影响于昼夜条件、所在道路级别、车辆行驶状况、当时的天气改变以及司机的驾驶技能和心理素质等条件。因此，按照车辆的行驶速度对公路线形实施评估，可以使高速公路的坡度、曲率、超高及视距等有机的统一起来，以便使车辆平稳、安全的行驶，进而道路交通事故的发生频率显著减少。3.1国内外运行速度预测模型概述汽车的行驶车速是高速公路路线设计中的主要的参考依据。探讨道路线形设计和汽车运行安全的分析方式的重点是建立汽车行驶车速的预测模型。结合国内外的研究来看，行驶车速预测模型主要分为两大类：I、对实时搜集的数据资料进行回归分析，其结果用来确定运行速度预测模型；II、通过对车辆的运行情况的模拟，利用车辆系统动力学及汽车安全运行情况共同推导建立起运行速度的预测模型。3.1.1道路路段实测法运行速度模型该种运行车速预测模型，主要是对自由流状态下的高速公路进行交通流量的实时搜集，依托回归分析的数学工具建立运行车速预测模型。高速公路平曲线半径、曲率变化率以及平曲线曲率等，是实测法建立的运行车速预测模型重要的回归参数。长久以来，众多学者深入研究改理论，并运用实测数据法建立了多种运行速度的预测模型：1.澳大利亚法运行速度的理论在高速公路规划中最先被澳大利亚和欧盟众多国家所采纳。通过对小半径平曲线车辆行驶车速模型开展的大规模调研，影响运行速度主要参数是平曲线半径得到了普遍的认同，使用“半径~运行速度”模型表征平曲线不同半径与车辆运行速[47]度之间的相关关系。式（3.1）为运行速度预测模型。𝑉=𝑎𝑅𝑏(3.1)85式中𝑉85一表示运行速度(km/h);a、b一表示模型参数;R—表示路段平曲线半径(m)该模型中只有平曲线半径一个指标，而忽略了纵向坡度、坡道长度、路面超高及路面宽度等因素，因此，这个预测模型存在较大的漏洞和瑕疵。20 第三章基于高速公路线形的运行速度预测模型2.公路项目安全性评价指南法高速公路在平直路段的运行速度的预测，需要重点遵循的因素有两个，其中之一是汽车运行中的初速度，另一个是汽车行驶时的加速度，用到的式如3.1所示。其中初速[47]度𝑉0和加速度𝑎0有对应的推荐值参考。2VV2aS（3.2）s00式中：V——直线路段上的期望车速（m/s）；sV——平曲线段末端的初始运行速度（m/s）；02a——车辆的加速度（m/s）；0S——公路直线段距离（m）。3.美国运行车速模型美国Krammes等人实测并搜集在自由流状态下，对分布于加州、德州、俄亥俄、明尼苏达和华盛顿5个州共140个平曲线上汽车的运行速度实测信息进行整合，综合推算[48]出的运行速度模型为：𝑉85=102.45−1.57𝐷+0.0037𝐿−0.1𝐼(3.3)式中：D—曲率；L—曲线长度（m）；I—转角（°）。4.其他一些车速模型在世界上，有很多该领域的专家学者，用回归分析的数学工具，推算出了大量适用[49]于本地区具体状况的运行速度预测模型，表3.1为众多模型中最具代表性的：表3.1运行速度预测回归模型作者国家模型Taragin1954美国V88.872554.76/R85McLean1978澳大利亚V101.20.0675CCR85Lamm1993德国V106/82707.20CCR85OttesenandKrammes1994美国V103.040.0477CCR103.70(3403/R)85Voigt1996美国V99612951.37/R85Abdelwahab1998约旦V0.9433DC0.0847DF8521 长安大学硕士学位论文3.1.2理论预测法运行速度预测模型1.极限功率法国内杨少伟采取极限功率法对车辆行驶速度进行了深入地讨论。并且，结合平面、[50]纵断面和横断面三个方面的因素，推算出行驶速度预测模型。2.日本的车速预测模型该模型参考了道路路面的具体情况和高速公路几何线形，依据汽车的综合动力行和驾驶员操纵方式，建立车辆行驶速度、汽车综合动力性能及公路属性之间的关系，可用[51]式（3.4）表示如下：Vmin(V,V,V,V,V)（3.4）BRAKEDRIVEROUGHCURVEDESIRV—制动功率决定的速度km/h；BRAKEV—行驶功率决定的速度km/h；DRIVEV—路面不平度决定的速度km/h；ROUGHV—平曲线段的最大速度km/h；CURVEV—期望车速km/h。DESIR3.公路平曲线技术指标运行速度模型该模型建立的主要准则是车辆在平曲线行驶时所具有的安全性和舒适性。通过对公[52]路平曲线上行驶的车辆进行受力分析，算出运行车速模型。该模型如式（3.5）所示：V127R(i)（3.5）式中：R—平曲线半径值m；V—车辆运行速度km/h；μ—横向力系数；i—道路横向坡度(%)。3.2运行速度影响因素分析车辆行驶时的运行速度与许多因素有关。驾驶员个体对运行速度也有影响，如性别、听力差别、视觉好坏、以及驾驶年龄等均会对运行速度产生影响；车型也会带来影响；道路线形要素、路侧环境等也是影响运行速度的主要因素。本文从人、车、路、环境四个方面分析了小客车在高速公路上运行速度的影响因素，通过查阅相关资料，总结得到各影响因素所占的比例。有学者运用AHP法对影响运行速度的因素进行研究，最终得[53]到产生影响的各因素的权重如下：22 第三章基于高速公路线形的运行速度预测模型影响运行速度因素的权重比例周线驾汽围型驶车环设员因境计因素因因素0.12素素0.260.060.56图3.1人、车、路及环境四方面因素对运行速度的影响0.26线形设计因素0.56周围环境因素0.12汽车因素驾驶员因素0.06图3.2影响运行速度各因素的权重比例3.3运行速度预测模型的建立运行速度是道路线形设计及评价的关键因素，具备优异的协调性，在高速公路线形设计中发挥着越来越重要的作用。我国的《公路路线设计规范》和《公路项目安全性评价指南》中就是以运行速度作为路线的设计及评价标准。运行速度能够更好的体现公路线形设计的好坏，通过建立运行速度的预测模型，与实际道路实测数据作对比分析，可以更好的评价路线的设计以及提出相应的改善措施。因此，本论文也通过对运行速度与公路线形的分析研究，以运行速度为重要原则来对公路线形进行评价。同时基于运行速度预测模型在公路线形评价上的有效性，对运行速度做进一步研究，寻找更适于公路线形评价的运行速度相关标准。预测运行速度步骤23 长安大学硕士学位论文1、划分分析路段：由于高速公路的主要车型为小客车与大货车，路段划分应分别针对这两种车型进行，分段原则如下：表3.2分析路段技术临界值平面半径平面半径车型纵坡度注意的问题1000m1000m坡度3%直线段<200m视短直线段坡度3%纵坡段小客车坡度2%平曲线段坡度2%弯坡组合段坡度2%直线段平曲线段<200m视短直线段大货车坡度2%纵坡段弯坡组合段2、根据路段分类，从纵坡路段、直线段和平曲线段与汽车动力性等条件综合分析推算出运行速度预测模型。3.4各路段运行速度预测模型的建立运行速度是评价公路平、纵面设计是否良好的主要依据。首先，依据平、纵、横等道路几何要素对路线划分路段处理。分段的依据主要是分断点的选择，常在道路线形的变坡点、道路宽度变化点附近和平曲路段的入口点、缓和点、曲线中点、曲线出口点等处划分段点，可以将路段划分为直线路段、平曲线路段、纵坡路段以及弯坡组合路段。然后计算每一段路线的运行速度。值得注意的是，在平曲线上要考虑入口速度V、缓和in曲线与圆曲线的结合点速度𝑉，将直缓点运行速度视为车辆在圆曲线上的行驶速度，缓和点车辆离开缓和曲线缓和点的速度也需要测量分析。在圆曲线上一共考虑三个速度即入口速度V、中点速度V和出口速度V，其中𝑉与V是等值的。inmiddleout缓和点middle运行车速预测满足以下假设条件：1）车速在圆曲线上保持恒定；2）半径R1500时，按直线考虑；3）车辆的加速、减速过程均在缓和曲线上。a)若缓和曲线L210m，车辆的加速、减速模型，如图3.3所示；24 第三章基于高速公路线形的运行速度预测模型V85VrVnLnLLn+1Vn+1距离圆曲线后n缓和曲线终点圆曲线前缓和曲n+1线起点图3.3缓和曲线L≥210m时变速模型b)缓和曲线L0，即平曲线线形为连续曲线。车辆减速模型如图3.4所示，车辆加速模型如图3.5所示V85VrVnLnLn+1Vn+1距离圆曲线后缓n和曲线终点圆曲线前缓和曲线起n+1点图3.4缓和曲线L=0时变速模型V85VrLnn+1Ln+1VVn距离圆曲线后缓n和曲线终点圆曲线前缓和曲线起n+1点图3.5缓和曲线L=0时的变速模型c)若缓和曲线0L210m，车辆加速、减速模型，如下图3.6所示。V85VrVn+1VnLnLn+1圆曲线后缓和n曲线终点圆曲线前缓和曲线n+1起点距离图3.6缓和曲线020进行修改，若条件受限时，应当采取相应的安全设施来调控车速。参考图5.3，计算京港澳高速公路京石段相邻路段间运行速度差值V，结果如图855.4所示。40.0035.00）30.00km/h25.0020.0015.00小客车10.00大货车5.00运行速度差（0.00桩号（m）图5.4主线上行方向相邻路段间运行速度差值（北京～石家庄）61 长安大学硕士学位论文表5.8线形指标计算结果及线形评价结果（小客车）序设计速度运行速度连续性评价计算点桩号VVR号（km/h）（km/h）85结果1K47+900120101.82318.176620.02777一般2K52+825120117.7322.2677530.15159好3K58+170120114.915.090.02545好4K63+77012012000.15142好5K69+390120119.5750.4240690.05094好6K70+370120129.7639.7634890.19646好7K75+48012012000.00757好8K85+070120118.4851.514610.12635好9K91+000120118.4851.514610.01074好10K110+350120116.3373.6624820.25466好11K114+010120100.56319.43670.05188好12K118+460120116.3373.6624820.06218好13K128+940120128.7738.7739370.20763好14K133+550120124.1624.1625010.20917好15K138+660120116.4563.5437730.01492好16K142+150120119.4390.5600670.20992好17K145+950120103.76216.23730.00403一般18K150+700120119.43990.5600670.00145好19K153+000120119.1490.8502970.20179好20K158+200120119.1490.8502970.00154好21K177+840120116.0703.9296360.21578好22K183+000120116.0703.9296360.09785好23K198+080120135.64015.640320.15211一般24K203+44012012000.02813好25K206+840120125.6255.6253140.20071好26K211+97012012000好27K228+10012012000.12371好28K234+04012012000.00936好29K234+410120118.1281.8712150.22053好30K239+460120117.4682.5313240.19849好31K244+600120118.1281.8712150.02833好32K254+400120123.7953.7953410.20992好33K259+50012012000好34K266+10012012000.14371好62 第五章实证分析表5.9线形指标计算结果及线形评价结果（大货车）序计算点桩设计速度运行速度连续性评价结VVR号号（km/h)（km/h）85果1K47+90010078.8720521.127951.87E-04差2K52+825100105.00385.0038010.20039好3K58+17010076.7623.240.1162差4K63+77010010000.1889好5K69+39010010000.07689好6K70+370100115.378215.378190.22723一般7K75+48010010000.01659好8K85+070100103.31893.3188870.15139好9K91+00010010000.00693好10K110+350100101.38641.3863560.30618好11K114+01010082.8115517.188450.06458一般12K118+46010010000.06374好13K128+940100112.748112.74810.24513一般14K133+550100107.45117.4510770.23025好15K138+66010010000.02091好16K142+150100104.18224.1822340.25116好17K145+95010085.7597714.240230.04981一般18K150+70010010000.0196好19K153+000100103.91953.919450.24154好20K158+20010010000.00574好21K177+840100101.1471.1470160.25954好22K183+00010010000.09582好23K198+080100119.164419.164420.17802一般24K203+44010010000.04918好25K206+840100109.83589.8358340.23797好26K211+97010010000好27K228+10010010000.15775好28K234+04010010000.01499好29K234+410100102.9972.9970440.26438好30K239+460100102.23932.2392840.23824好31K244+60010010000.04077好32K254+400100108.15338.1532630.24954好33K259+50010010000好34K266+10010010000.18325好在本项目的运行速度计算结果中，V基本上小于20km/h，有个别路段的V位8585于20km/h～30km/h之间，有极少数路段V大于30km/h。经过分析发现：85（1）相邻路段的运行速度差大于20km/h的路段多为减速区和立交区，这说明高速公路道路特殊设施对运行速度的影响较大，对行车安全的影响应引起重视。（2）在图中速度差偏大的路段，运行速度变化明显，为受平面线形、视距等因素影响的事故多发路段。63 长安大学硕士学位论文5.3.3线形舒适性评价由于V没有考虑车辆运行的加速度变化，故不能仅凭V的测算确定运行速度连8585续性是否合格，采用基于加速度的运行速度连续性核查可以在一定程度上弥补V的某85些不足。加（减）速度尤其是减速行驶时的减速度与车辆行驶的安全性直接相关，如果减速时减速度过大，将导致驾乘人员不舒适，甚至危及安全。尤其当车辆由直线进入曲线时的速度变化如果过大，容易造成车辆难以控制、侧倾、甩尾等危险。《公路项目安全性评价指南》中没有明确的加速模型，也没有提出基于加速度的线形连续性评价标准。综合考虑各方面因素，借鉴国内外经验，采用如下的基于加速度的线形舒适性指标，见表5.10。表5.10基于轴向加速度的线形舒适性指标2加速度m/s设计舒适性等级加速减速（绝对值）优a<0.9a<1.3一般0.9≤a<1.21.3≤a<2.5差a≥1.2a≥2.5本文假定车辆在不同的段落区间的速度变化是稳定的，加速过程是一个均匀的过程，采用表达式：22vv10a（5.2）2s计算各段落间的平均加速度，结果如图5.5所示。0.300.25）0.200.15m/s20.100.05速度（0.00小客车加-0.05大货车-0.10平均-0.15-0.20桩号（m）图5.5主线上行方向段落平均加速度（北京～石家庄）64 第五章实证分析由图5.5可知，主线上行方向各段落间的小客车和大货车平均加速度值均小于20.9m/s，基于加速度的线形舒适性优秀。经过分析有：（1）与运行速度差值评价（V）的结果相比较，由于直线段加速引起的小客车85和大货车的V较大的路段，其平均加速度并不大，对于这种缓慢的加速过程是比较安85全的，并不是高速公路线形设计中不连续的路段。（2）平均加速度绝对值（减速运动）相对较大的路段中存在部分立交区，这些路段车辆基本上均为减速状态，普遍认为是存在安全隐患的路段，也是本文着重分析的重点路段。5.3.4线形安全性评价公路线形设计的好坏与公路的行车安全有密切关系，公路设计及检查评价的最终目的是保障公路行驶的安全性。设计速度是当今公路设计的主要参考指标，代表了路线线形设计要素的最低指标取值，然而真实情况下的行驶速度才是评定与核查路线指标的合理性与路线间配合是否良好的重要因素，车辆运行速度的变化程度在客观表征了线形指标的均衡性以及公路线形设计良好的连续性。也即运行速度的连续性是线形安全性的主要评价指标，此外与安全相关的还有路线视距、平纵线形组合、曲率半径等。线性安全性评价的两个主要指标为速度变差系数和单位里程速度相对差值，依据表达式4.9、4.10可以计算出各路段小客车与大货车的速度变差系数值，依据表达式4.11可计算出小客车与大货车的单位里程速度相对差值。再依据表4.11与表4.12中的评价标准来对路段的安全性进行评价。由于本项目路段较长，线形状况类似，限于篇幅这里选取了本路线的前17段作数据分析（桩号K47+900至K145+950），该路段线形的评价指标计算结果见表5.11。65 长安大学硕士学位论文表5.11各评价指标计算结果速度差85%位值横向加速度值轴向加速度值速度变差系数单位里程速度22序号∣Δ85V∣(km/h)∣ah∣(m/s)as(m/s)GV(%)相对差VR(1/km)小客车大货车小客车大货车小客车大货车小客车大货车小客车大货车110.3449.1870.8430.586-0.248-0.0754.7419.3590.0730.04628.1859.6550.0000.0000.367-0.1413.5417.4600.1070.094310.79510.9852.0831.4920.2510.1302.4755.3890.0730.092411.2788.6810.0000.0000.517-0.1071.8436.8840.1350.071511.77910.2953.0241.7690.3010.0959.1396.8830.0720.065610.65010.1191.3020.576-0.336-0.12010.6246.6720.0710.078710.08010.5613.1181.7290.2970.14010.4356.0020.0660.097825.21314.4766.7514.342-1.408-0.32514.14414.2870.9220.222915.55817.8822.1281.075-0.874-0.5675.6404.4230.2100.4281027.03817.4255.5612.967-2.9670.97515.97221.3230.9010.693117.0807.4890.0000.000-0.448-0.0107.14518.1130.1380.0111220.84014.0384.3352.3040.9860.90218.59920.6380.9690.3731318.17621.1274.2312.1160.8740.82317.43119.4240.0370.087145.09023.2400.0000.000-0.336-0.0217.12015.3240.2540.124159.76315.3780.8240.546-0.244-0.0664.6218.9430.1960.2231619.43617.1886.2524.124-1.318-0.33413.33413.4420.0580.064178.77412.7483.0211.7440.3220.0878.9336.7820.2070.245从速度变差系数和单位里程速度相对差值的测算结果可以看出，大部分路段的指标均在标准规定的范围内，仅个别路段的指标出于一般范围内，总体满足线形的安全性指标。从运行速度差值可以发现，相邻路段运行速度差85%值大于20km/h绝大多数是由于直线加速引起的，经运行平均加速度核查后，相应的路段可以满足车辆正常行驶的需要，为运行速度连续路段。5.4线形适应性评价通过对各个路段的运行速度预测，得到相应的速度变化量值（V），以及得到加85速度值（a与a）、速度变差系数值（GV）和单位里程速度相对差值（VR）。由这些数sh值即可通过表达式（4.18）和（4.19）计算各路段的线形适应性系数值。经表达式（4.13）转换后表5.11中各指标数值结果见表5.12。66 第五章实证分析表5.12各评价指标标准化后的数据单位里程速度速度差85%位值横向加速度值轴向加速度值速度变差系数序号相对差小客车大货车小客车大货车小客车大货车小客车大货车小客车大货车10.7900.8160.9060.9350.9620.9890.9050.8130.9420.96320.8360.8271.0001.0000.9180.9780.9290.8510.9140.92530.7760.7700.7740.8340.9440.9710.9510.8920.9420.92640.7620.8261.0001.0000.8850.9830.9630.8620.8920.94350.7470.7910.6850.8030.9330.9790.8170.8620.9420.94860.7810.7960.8550.9360.9480.9820.7810.8670.9430.93870.7980.7830.6760.8080.9340.9690.7870.8800.9470.92280.2040.6660.1000.5620.7730.9500.6760.6210.5310.82290.6320.5640.7690.8810.8660.9130.8870.9130.8320.729100.1000.5770.3720.6910.3830.5060.6210.1000.5400.623110.8580.8501.0001.0000.9310.9980.8570.5570.8900.991120.2510.6790.5620.7530.7140.5540.5420.1140.5020.751130.3210.6240.5440.6760.6920.6210.6230.1220.4950.812140.8440.8201.0001.0000.8970.9240.7480.5660.8710.941150.1220.5560.3340.6720.2910.5460.6220.1000.5520.633160.2120.6730.1280.4240.7450.8330.6640.5310.5440.791170.6990.7740.6880.8270.9560.7810.7220.8610.9700.933表5.13各路段线形适应性系数值线性适应系线性适应系序起点终点数序起点终点数号桩号桩号号桩号桩号小型大货小客车大货车车车1K47+900K52+8250.8930.88910K110+350K114+0100.3800.4812K52+825K58+1700.9020.89411K114+010K118+4600.8930.8583K58+170K63+7700.8820.87412K118+460K128+9400.4850.5584K63+770K69+3900.8740.90113K128+940K133+5500.8480.7575K69+390K70+3700.8420.87914K133+550K138+6600.8430.7716K70+370K75+4800.8630.88715K138+660K142+1500.4370.5647K75+480K85+0700.8520.87216K142+150K145+9500.8310.7828K85+070K91+0000.4770.74017K145+950K150+7000.7620.7259K91+000K110+3500.7850.76118K150+700K153+0000.7810.733根据计算得到的线形适应性系数值，当线形适应系数值A在0.8≤A≤1.0范围内，路段的线形适应性为优；当适应性系数值A在0.5≤A≤0.8范围内，路段的线形适应性为一般；当适应性系数值A在0.1≤A≤0.5范围内，路段的线形适应性为差。各路段的67 长安大学硕士学位论文适应性评价结果如图5.6所示。1线形适应性优路段适0.9应系0.8数0.7值线形适应性一般路段0.60.50.40.30.2线形适应性差路段0.101234567891011121314151617小客车适应系数大货车适应系数路段图5.6评价路段线形适应性评价结果图由图5.6可知，共有4处线形适应性差的路段，结合实际调研发现，这些适应性不良路段多为有立交进出口路段或长直线与立交的过渡段区，线形组合虽不复杂，但由于车辆加减速变化过大引起相邻路段运行速度差值较大，造成线形的连续性、行车的舒适性及安全性不佳，最终导致反应其综合效应的线形适应性不良。前一至七段及第11、13、14、16段线形适应性良好，主要是这些路段基本为直线和大半径曲线段，整个路段的纵坡度最大1.73%，均在3%以下，线形条件简单、协调，汽车能够平稳的行驶，进而保证了行车的舒适性与安全性，是线形适应性良好路段。5.5本章小结本章依据河北省交通运输厅课题项目提供的数据进行实证分析。首先对选取的路段进行了简要的概况分析，依据道路平纵断面的技术指标对改扩建高速公路的线形进行拟合评价；参考运行速度变化量预测模型要求，对研究路段进行划分，通过运行速度预测模型计算各个路段运行速度值和相应的运行速度变化量值，同时对各路段的评价指标进行了计算分析。根据运行速度变化量的模型，计算得出评价路段的连续性指标值；并依据评价标准算得路段的安全性、舒适性评价指标值，以及各指标的权重值，最终通过建立的基于工程实例的线形适应性评价模型，实现了对线形适应性评价体系的验证。68 结论与展望结论与展望研究成果和结论针对改扩建高速公路线形评价研究缺乏定量分析的现状，本文基于车辆的运行速度，重点对高速公路线形连续性、舒适性以及安全性进行了评价研究，通过实地调研，数据分析，建立了适用于改扩建高速公路线形适应性评价的模型。本文的主要研究成果和结论有以下几个方面：(1)分析调查资料和数据，对研究路段的线形和交通条件进行分析。根据调查路段的平纵断面图，分析道路线形组成，并通过基于运行速度的高速公路线形分段标准将路段划分为75段；通过实地调研，测量了大量特殊断面的车辆运行速度，并对运行速度数据进行了分析处理，运用速度预测模型得出各路段的V85车速。(2)采用回归分析的方法，提出以单车运行速度差的第85百分位值作为公路连续性评价的标准。分析了∆𝑉85与∆85𝑉在公路线形连续性评价中的优缺差别，在统计数据的基础上，通过回归分析法，建立了平纵组合线形下的运行速度变化量的预测模型，并以此作为线形的连续性评价的指标。(3)对改扩建高速的线形进行拟合性评价，通过拟合性评价标准对京石改扩建高速公路进行拟合评价。路线的主要技术指标基本符合标准，但存在以下不符情况：根据设计时速120km/h标准规范值要求，路线竖曲线的纵坡最小坡长167m设计不符合设计车速120km/h标准规范值300m要求，建议设置视线诱导标志和提示标志。存在纵坡较小路段K177+272-K177+963、K180+748-K181+310、K230+584-K230+885等路段的纵坡值分别为0.162%、0.060%、0.007%，少部分路段K172+522-K172+913的纵坡甚至为0，不利于路面排水，若路面积水到一定程度时，在这些路段上以较高车速行驶，车轮与路面间就会产生“水膜”，使轮胎与路面之间的摩擦力大大降低，形成事故隐患。建议设置限速标志、包含气象检测设备的可变信息标志和车距确认标志控制车速。路段共有13处最大长直线路段超过120kn/h标准规范值2400m，易造成驾驶员长时间在平直路段行驶疲劳，引发交通事故。建议设置警告标志和车距确认标志提醒驾驶员谨慎驾驶。(4)基于运行速度，提出了线形适应性的评价指标体系；通过主成分分析法，计算各评价指标的权重值，建立了线形适应性评价模型，对高速公路线形评价进行了综合性评价。以京港澳高速公路河北段进行案例分析，对各路段的运行速度值和相应的运行速度69 长安大学硕士学位论文变化量值进行了预测分析，并对线形各指标进行了计算，案例分析了项目路线前17段的线形适应性，通过各路段的适应系数值计算，参考评价标准对路段的适应性进行评价。案例路段共有4段适应性不良路段，分别为K85+070至K91+000、K110+350至K114+010、K118+460至K128+940、K138+660至K142+150段，通过实地调研，这些适应性不良路段位于立交进出口路段或长直线与立交的过渡段区，由于车辆加减速导致相邻路段间的运行速度差值较大，最终导致线形适应性结果不良，可以通过交通标志诱导等手段保证行驶的安全性。论文不足和展望为了使论文研究内容和方向更为深入，根据上述结论，尚有许多问题需进一步分析和讨论：(1)高速公路线形评价的方法需要多样化和标准化本文基于运行速度对高速公路的线形进行评价，公路线形评价还有更多的方法有待深入研究；基于运行速度对线形评价也可通过更多角度，更全面的分析运行速度对线形的影响，本文的运行速度适应性研究主要从行驶的连续性、舒适性、安全性方面来评价高速公路的线形，还可以从更多的特性上来分析评价公路线形，从而建立起更为全面的评价标准。(2)本文对改扩建高速公路的线形适应性进行了分析，所建立的，关于运行速度变化量预测模型和关于线形适应性评价模型仅能局限于高速公路，对于其它等级公路有待更多研究。(3)本文在选取评价指标的过程中，以运行速度的数据为基础，选用与运行速度联系紧密的评价指标，为了增加评价结果的可靠性，应对指标作进一步的选择与优化，使得各个指标对评价的相关性更适用。(4)在数据的处理上应当更加谨慎，尽可能获取更多更全面的数据，并对数据做出较为科学的处理。70 参考文献参考文献[1]JTGB01-2014.公路工程技术标准[S].北京：中华人民共和国交通部，2015.[2]中国高速网.《国家公路网规划（2013年—2030年）》发布,总规模约40万公里[EB/OL].http://www.cngaosu.com/a/2013/0622/408800.html,2015-01-30[3]时义鹊.我国高速公路发展与改扩建拓宽工程综述[J].湖南交通科技，2007，33(4)：15-19.[4]JTG/TL11-2014.高速公路改扩建设计细则[S].北京：交通运输部，2015.[5]JTG/TL80-2014.高速公路改扩建交通工程及沿线设施设计细则[S].北京:交通运输部,2015.[6]高速公路运行速度设计方法与标准研究总报告[R].北京:交通部公路科学研究所.2003.6.[7]靳灿章．高速公路线形评价—评价指标的选取及理论分析[D]．天津：河北工业大学，2003．[8][日]大冢胜美，木仓正美著，沈华春译.公路线形设计[M]．人民交通出版社，1981[9]万国朝编译.公路设计特征的安全效果[J].公路,1995,(4),28~33[10]G.M.Gibreeletc.Predictionofoperatingspeedonthree-dimensionalhighwayalignments[J].Journaloftransportationengineering,2001,V33(8):1846-1869[11]张雨化.公路勘测设计(第二版)[M].北京:人民交通出版社,1980,63~66[12]范振宇.公路运行车速测算模型的研究和标定[J].山西交通科技,2001:(6),1～3[13]LammR.,ChoueiriE.M.,MailaenderT.·ComparisonofOperatingSpeedonDryandWetPavementofTwoLaneHighway[J].TransportationResearchRecord1280,TRB,Washington,D.C.1990:109-110[14]FederalHighwayAdministration,InteractiveHighwaySafetyDesign.Model(IHSDM)[M]，Washington.D.C，1995.95-106[15]黄进，方守恩．交互式道路安全设计模型IHSDM与事故预测模型APM[J]．交通与计算机，2002：（5），32～35[16]杨少伟，许金良，李伟等．路线设计中车辆行驶速度预测模型[J]．长安大学学报(自然版)，2003：(3)，51～55[17]张仁根，陈建荣，黄天元等．公路线形设计的运行车速安全性检验[J]．中外公路，71 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攻读学位期间取得的研究成果攻读学位期间取得的研究成果论文成果[1]蒋雨波,庞冰.智能交通系统应用探究[J].科技风,2014(16):67参与的主要科研项目1.河北省交通运输厅项目:“河北省高速公路京石改扩建交通标识优化及有效性研究（y-2011088）”，参加人员.2．甘肃省交通运输厅项目：“甘肃省高速公路突发自然灾害风险评价与对策研究（甘交科技2011-41）”，参加人员.75 长安大学硕士学位论文致谢行文至此，我的论文已接近尾声；岁月如梭，我两年的研究生时光就要告一段落。首先衷心的感谢我的导师赵建有教授，本文是在他的悉心关怀与精心指导下完成的。在攻读硕士学位的两年间，赵老师既是严师又是慈父，他一直孜孜不倦地对我言传身教，付出了辛勤的劳动，在他那里我不但学习到了专业知识，更学会了做人的道理，他的谆谆教导将使我受益终身。从论文的选题、构思、资料收集到写作的过程直至论文的完成，无不倾注着赵老师的心血。赵老师精湛的学术造诣、孜孜不倦的敬业精神、严谨的治学态度、敏锐的洞察力和平易近人的待人作风都是值得我终身学习的榜样。在此谨向尊敬的导师赵建有教授致以最衷心的感谢和最诚挚的敬意。此外还要感谢我的校外指导老师李亚茹研究员，在论文修改阶段给予了无私的指导。最后，向在我研究生学习期间所有授予我知识、给予我帮助的老师们表示感谢。感谢生我养我，含辛茹苦的父母；感谢在学习上给予我帮助的同门兄弟及舍友：蒋雨波、汤亚东、刘彬、唐大宇、江治东、刘学卿等；感谢在学习生活中给予我关爱的同门师姐张云娇、罗钿、崔健等；感谢所有在我研究生期间结识的伙伴们，是你们给予了我很多很多的关心和支持，我们互相鼓励，共同进步。感谢研究生学院全体老师和同学在我求学期间给予的帮助和照顾，正是在所有人的鼓励、支持、帮助和照顾下，才使我得以顺利完成硕士研究生学业。最后，感谢评阅硕士学位论文和出席论文答辩会的各位专家和学者在百忙中所给予的指导，你们建设性的意见将是我进一步学习工作的重要指导。再次对所有帮助我、关心我和支持我的老师和同学表示衷心的感谢庞冰76