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基于能量守恒原理的公路线形安全性评价

张韡 魏朗 彭绍勇

张韡, 魏朗, 彭绍勇. 基于能量守恒原理的公路线形安全性评价[J]. 交通运输工程学报, 2009, 9(4): 85-91. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.04.017
引用本文: 张韡, 魏朗, 彭绍勇. 基于能量守恒原理的公路线形安全性评价[J]. 交通运输工程学报, 2009, 9(4): 85-91. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.04.017
ZHANG Wei, WEI Lang, PENG Shao-yong. Safety evaluation of road alignment based on energy conservation law[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2009, 9(4): 85-91. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.04.017
Citation: ZHANG Wei, WEI Lang, PENG Shao-yong. Safety evaluation of road alignment based on energy conservation law[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2009, 9(4): 85-91. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.04.017

基于能量守恒原理的公路线形安全性评价

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.04.017
基金项目: 

"十一五"国家科技支撑计划项目 2007BAK35B01

详细信息
    作者简介:

    张韡(1973-), 男, 陕西佳县人, 长安大学讲师, 工学博士研究生, 从事交通安全研究

    魏朗(1957-), 男, 四川成都人, 长安大学教授, 工学博士

  • 中图分类号: U491.21

Safety evaluation of road alignment based on energy conservation law

More Information
    Author Bio:

    ZHANG Wei(1973-), male, lecturer, doctoral student, +86-29-82334470, zhweijx@chd.edu.cn

    WEI Lang(1957-), male, professor, PhD, +86-29-82334471, qch-1@chd.edu.cn

  • 摘要: 为了评价平纵线形对山区高等级公路安全性的影响, 根据能量守恒原理, 分析了汽车在下坡路段行驶过程中, 纵坡坡度、纵坡坡长及平曲线半径对汽车制动系统温度升高的影响。以某山区高速公路下坡路段为例, 研究了公路线形与事故发生率的关系。分析结果表明: 汽车稳定车速行驶的临界坡度会随传动比和车速的升高而增大; 公路的安全性会随平均纵坡坡度和坡长乘积的增加而降低; 较小的平曲线半径将有利于提高汽车发动机辅助制动的效能, 有利于公路安全性的提高; 较大的平曲线半径方差将会增加汽车行车制动器的使用频率, 降低公路的安全性。

     

  • 图  1  汽车能量转换

    Figure  1.  Transfer of vehicle energy

    图  2  车辆速度变化

    Figure  2.  Changes of vehicle speeds

    图  3  线形走向

    Figure  3.  Directions of road alignments

    表  1  线形参数

    Table  1.   Parameters of road aligmments

    序号 起始桩号 长度 半径 纵坡 序号 起始桩号 长度 半径 纵坡 序号 起始桩号 长度 半径 纵坡 序号 起始桩号 长度 半径 纵坡
    1 K25+652 603 -862 -0.8 22 K30+370 592 -600 -5.5 43 K35+480 314 2 000 -3.0 64 K41+970 320 -927 3.0
    2 K26+255 205 -3.0 23 K30+962 88 -5.5 44 K35+794 484 -3.0 65 K42+290 389 432 6.0
    3 K26+460 250 480 -3.0 24 K31+050 87 -3.0 45 K36+278 262 650 -3.0 66 K42+679 121 -485 6.0
    4 K26+710 266 480 -0.6 25 K31+137 123 749 -5.5 46 K36+540 439 650 2.0 67 K42+800 212 -485 3.0
    5 K26+976 134 -0.6 26 K31+260 295 749 -5.8 47 K36+979 231 2.0 68 K43+010 158 -485 6.0
    6 K27+110 229 -1.9 27 K31+555 355 -583 -5.8 48 K37+210 470 -3.8 69 K43+168 303 432 6.0
    7 K27+339 171 -430 -1.9 28 K31+910 117 -583 -3.0 49 K37+680 527 -1.0 70 K43+471 139 -344 6.0
    8 K27+510 525 -430 -5.8 29 K32+027 183 572 -5.5 50 K38+207 293 -620 -1.0 71 K438+610 180 -344 3.0
    9 K28+035 115 -5.8 30 K32+210 312 572 -5.5 51 K38+500 370 -620 5.0 72 K438+790 172 -344 6.0
    10 K28+150 91 -3.0 31 K32+522 216 -5.5 52 K38+870 362 -620 -0.3 73 K43+962 136 6.0
    11 K28+241 109 430 -3.0 32 K32+738 132 -555 -5.5 53 K39+232 168 -0.3 74 K44+098 292 409 6.0
    12 K28+350 241 430 -5.0 33 K32+870 150 -555 -3.0 54 K39+400 300 -3.6 75 K44+390 130 409 3.0
    13 K28+591 269 -751 -5.0 34 K33+020 234 -555 -6.0 55 K39+700 237 2.8 76 K44+520 160 -399 3.0
    14 K28+860 140 430 -5.0 35 K33+254 366 -6.0 56 K39+937 663 800 2.8 77 K44+680 210 -399 5.2
    15 K29+000 365 430 -2.6 36 K33+620 150 -3.0 57 K40+600 343 800 5.6 78 K44+890 294 286 5.2
    16 K29+365 175 -500 -2.6 37 K33+770 420 -6.0 58 K40+943 121 5.6 79 K45+184 156 -463 5.2
    17 K29+540 114 -500 -5.5 38 K34+190 180 500 -6.0 59 K41+064 136 -400 5.6 80 K45+340 322 -463 2.5
    18 K29+654 820 820 -5.5 39 K34+370 319 500 -2.9 60 K41+200 170 -400 3.0 81 K45+662 338 494 2.5
    19 K28+855 315 -3.0 40 K34+689 81 -2.9 61 K41+370 202 -400 6.0 82 K46+000 190 494 -4.0
    20 K30+170 102 -3.0 41 K34+770 612 -4.8 62 K41+572 312 366 6.0 83 K46+190 158 -4.0
    21 K30+272 98 -600 -3.0 42 K35+382 98 2 000 -4.8 63 K41+884 86 -927 6.0 84 K46+348 212 -310 -4.0
    注: 路段长度及弯道半径的单位为m; 纵坡坡度单位为%, 坡度上坡为正, 下坡为负; 平曲线半径左弯为正, 右弯为负。
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    表  2  公路线形和事故统计

    Table  2.   Statistics of road alignments and accidents

    路段 i¯/% ijsj/(10-2 m) R¯/m σR/m v¯/(kmh-1) σv/(km·h-1) 死亡事故/起 一般事故/起
    K39+937~K46+000 4.36 27 645.48 663.47 503.84 58.78 4.49 0 11
    K36+979~K26+710 4.21 45 559.41 1 196.38 858.51 64.70 6.97 22 52
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  • 收稿日期:  2009-03-18
  • 刊出日期:  2009-08-25

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