基于停车视距的高速公路下坡段货车制动可靠性

doi:10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20240764

摘要/Abstract

摘要：

为进一步提升货车制动过程的安全性，对高速公路下坡段货车停车视距可靠性进行了研究，构建了考虑防抱死制动系统（ABS）的4阶段停车视距模型。该模型引入可靠度理论，采用蒙特卡罗方法对高速公路下坡段货车停车视距可靠度进行分析，给出货车停车视距建议值。同时，通过工程实例与TruckSim仿真验证模型的合理性。结果表明：停车视距失效概率与事故率有正相关性；可靠度模型计算值误差较规范值更小，结果更加保守。本文研究成果对降低道路安全风险具有一定的现实意义。

关键词: 道路工程, 可靠度理论, 停车视距, 货车, 高速公路, TruckSim

Abstract:

In order to further improve the safety of truck braking process， the reliability of truck stopping sight distance on downhill section of highway is studied. A four-stage stopping sight distance model considering the ABS is constructed. The reliability theory is introduced to analyze the reliability of truck stopping sight distance on the downhill section of the highway by using Monte Carlo method， and the suggested value of truck stopping sight distance is given. Furthermore， the rationality of the model is verified by engineering examples and TruckSim simulation. The results show that there is a positive correlation between the probability of stopping sight distance failure and the accident rate； the error of the calculated value of the reliability model is smaller than the standardized value， and the results are more conservative. It shows that the research results have certain practical significance for reducing road safety risks.

Key words: highway engineering, reliability theory, stopping sight distance, truck, highway, TruckSim

中图分类号:

U412.3

张航,熊宇豪,吕能超. 基于停车视距的高速公路下坡段货车制动可靠性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2026, 56(2): 383-392.

Hang ZHANG,Yu-hao XIONG,Neng-chao LYU. Reliability of truck braking on downhill sections of highways based on stopping sight distance[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2026, 56(2): 383-392.

图/表 14

图1

表1

表2

表3

表4

图2

表5

表6

表7

图3

表8

图4

表9

图5

参考文献 25

[1]	李硕, 马玉坤, 韩晖, 等. 山区高速公路货车事故严重度致因及随机参数分析[J]. 公路交通科技, 2023, 40(4): 228-236.
	Li Shuo, Ma Yu-kun, Han Hui, et al. Analysis of causes and random parameters of truck accident severity on mountainous highways[J]. Journal of Highway and Transportation Research and Development, 2023, 40(4): 228-236.
[2]	程国柱,程瑞,徐亮,等.基于乘员伤害分析的公路路侧事故风险评价[J]. 吉林大学学报:工学版, 2021, 51(3): 875-885.
	Cheng Guo-zhu, Cheng Rui, Xu Liang, et al. Risk evaluation of highway roadside accidents based on occupant injury analysis[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2021, 51(3): 875-885.
[3]	Xu Z W, Zhang L, Rong X. Clutter suppression for hypersonic vehicle-borne radar with frequency diverse array[J]. Systems Engineering and Electronics,2017, 28(3): 481-492.
[4]	Qin P P, Chen C C, Guo H L. Analyzing the influence of aggregate properties on stopping distance on truck escape ramps[J].Journal of Shanghai Jiaotong University (Science), 2019, 24(3): 323-327.
[5]	吴善根, 李涛, 林宣财, 等. 基于制动减速度的高速公路停车视距研究[J]. 公路交通科技, 2021, 38(9): 51-59.
	Wu Shan-gen, Li Tao, Lin Xuan-cai, et al. Research on stopping sight distance of highway based on braking deceleration[J]. Journal of Highway and Transportation Research and Development, 2021, 38(9):51-59.
[6]	Mavromatis S, Matragos V, Pasias P, et al. Vertical clearance assessment of overpassing structures on sag vertical curves[J].Transportation Research Record, 2022, 2676(8): 376-385.
[7]	Navin F P D. Reliability indices for road geometric design[J]. Canadian Journal of Civil Engineering, 1992, 19(5): 760-766.
[8]	Chen Y, Zhu F, Chen W Y, et al. A new stopping sight distance model and fuzzy reliability analysis comparison[J]. IEEE Access, 2022, 10: 69568-69576.
[9]	盛旭高, 于梦阁, 霍炜. 基于停车视距的强降雨环境下公路车辆制动安全可靠性研究[J]. 公路交通科技, 2023, 40(1): 227-235.
	Sheng Xu-gao, Yu Meng-ge, Huo Wei. Research on the safety reliability of highway vehicle braking under heavy rainfall based on parking sight distance[J]. Journal of Highway and Transportation Research and Development, 2023, 40(1): 227-235.
[10]	公路路线设计规范 [S].
[11]	机动车运行安全技术条件 [S].
[12]	周志立,徐立友. 汽车ABS原理与结构[M]. 北京:机械工业出版社, 2011.
[13]	单慧敏. 多车道高速公路停车视距研究[D]. 西安:长安大学公路学院, 2020.
	Shan Hui-min. Research on stopping sight distance of multi-lane highway[D]. Xi'an: College of Highway, Chang'an University, 2020.
[14]	公路工程技术标准 [S].
[15]	张驰, 任士鹏, 王博, 等. 长大下坡路段货车运行速度特性及预测[J]. 华南理工大学学报: 自然科学版, 2022, 50(3): 38-49.
	Zhang Chi, Ren Shi-peng, Wang Bo, et al. Characterization and prediction of truck operating speed on long downhill sections[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2022, 50(3):38-49.
[16]	Lenzo B. Vehicle Dynamics[M]. Berlin: Springer International Press, 2022.
[17]	谢静芳, 吕得宝, 王宝书. 高速公路路面摩擦气象指数预报方法[J]. 气象与环境学报, 2006(6): 18-21.
	Xie Jing-fang, De-bao Lyu, Wang Bao-shu. Forecasting method of meteorological index of highway pavement friction[J]. Journal of Meteorology and Environment, 2006(6): 18-21.
[18]	齐聪. 高速公路遇气象灾害情况下交通安全管理方法[D]. 长春: 吉林大学建设工程学院, 2014.
	Qi Cong. Traffic safety management method of highway in case of meteorological disasters[D]. Changchun: College of Construction Engineering, Jilin University, 2014.
[19]	王元元. 沥青路面抗滑特性与其表面粗糙特性之关系研究[D]. 南京: 东南大学交通学院, 2017.
	Wang Yuan-yuan. Research on the relationship between skid resistance characteristics of asphalt pavement and its surface roughness characteristics[D]. Nanjing: College of Transportation, Southeast University, 2017.
[20]	Kane M, Zhao D, Do M T.Exploring the ageing effect of binder on skid resistance evolution of asphalt pavement[J].Road Materials and Pavement Design, 2010, 11: 543-557.
[21]	刘晨阳. 货车超载运输对公路的危害及经济效益影响[D]. 郑州: 河南农业大学机电工程学院, 2016.
	Liu Chen-yang. Hazards of overloading transportation of trucks on highway and the impact of economic benefits[D]. Zhengzhou: College of Mechanical & Electrical Engineering, Henan Agricultural University, 2016.
[22]	郭梦竹. 基于反应时间的驾驶员疲劳状态监测与预警技术研究[D]. 长春: 吉林大学交通学院, 2017.
	Guo Meng-zhu. Research on driver fatigue state monitoring and warning technology based on reaction time [D]. Changchun: College of Transportation, Jilin University, 2017.
[23]	潘少猷, 冯浩, 张志勇, 等. 制动协调时间在车速鉴定中的运用[J]. 中国司法鉴定, 2012(6): 88-91.
	Pan Shao-you, Feng Hao, Zhang Zhi-yong, et al. The use of braking coordination time in speed identification[J]. China Judicial Appraisal, 2012(6): 88-91.
[24]	公路工程结构可靠性设计统一标准 [S].
[25]	吕震宙, 宋述芳, 李璐祎, 等. 结构/机构可靠性设计基础[M]. 西安:西北工业大学出版社, 2019.

相关文章 15

[1]	张毅,陈莎雯,陈艳,范翔宇,王思祺,吴欢,焦鹏飞. 高速公路机电设备动态运维评价及预测性维护[J]. 吉林大学学报(工学版), 2026, 56(1): 170-182.
[2]	李博,梁媛,马云东,于露. 寒区高铁隧道口边坡冻融失稳智能监测预警方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2025, 55(9): 2985-2997.
[3]	于征磊,张超磊,陈立新,胡平,徐涛,郭滨恺. 高速公路声屏障板仿生结构设计及声学力学性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2025, 55(9): 3079-3088.
[4]	张航,孙煜,马宝林,牛世豪,王星月,吕能超. 高速公路双车道出口辅助车道长度可靠性设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2025, 55(8): 2611-2618.
[5]	徐凌,王小兵,袁捷,任华平,韩乙锋,徐西永. 回填狭窄区粉砂基可控低强度材料制备与性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2025, 55(8): 2657-2668.
[6]	田耀刚,蒋静,赵成,杨小敏,张军,贾侃. 水性环氧树脂改性高早强砂浆的耐温机制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2025, 55(7): 2203-2211.
[7]	姚康,董侨,陈雪琴,史斌,颜世傲,王翔. 基于相场正则化黏聚区模型的混凝土混合型细观断裂行为[J]. 吉林大学学报(工学版), 2025, 55(7): 2286-2297.
[8]	葛洪成,郭忠印,宋灿灿,王世伟. 半地下枢纽互通匝道隧道出口与二次分流点间安全距离[J]. 吉林大学学报(工学版), 2025, 55(7): 2223-2232.
[9]	龙志友,万昭龙,董是,杨超,刘肖扬. 基于变分模态分解和极端梯度提升的公路边坡位移预测[J]. 吉林大学学报(工学版), 2025, 55(7): 2320-2332.
[10]	韦万峰,张洪刚,张仰鹏,杨帆,唐伯明,孔令云. 废胶粉改性沥青改性机理、制备及性能研究进展[J]. 吉林大学学报(工学版), 2025, 55(6): 1834-1853.
[11]	杨轸,郑瑞平,巩喆. 路网道路服役性能和交通状态耦合仿真预测[J]. 吉林大学学报(工学版), 2025, 55(6): 1973-1983.
[12]	徐慧智,郝东升,徐小婷,蒋时森. 基于深度学习的高速公路小目标检测算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2025, 55(6): 2003-2014.
[13]	张安顺,付伟,张军辉,高峰. 长沙压实黏土剪切特性及应力-应变关系表征[J]. 吉林大学学报(工学版), 2025, 55(5): 1604-1616.
[14]	孟祥海,王国锐,张明扬,田毕江. 基于选择集成的山区高速事故预测模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2025, 55(4): 1298-1306.
[15]	王黎明,宋子坤,周辉,魏文,袁浩. 超声处置石油沥青的流变学响应及响应机理[J]. 吉林大学学报(工学版), 2025, 55(4): 1346-1355.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed

纵坡坡度/%	设计速度/（km·h^-1）
纵坡坡度/%	120	100	80
0	245	180	125
3	265	190	130
4	273	195	132
5		200	136
6			139

设计速度/ （km·h^-1）	样本数	正态参数/（km·h^-1）		logistic参数
设计速度/ （km·h^-1）	样本数	平均值	标准差	位置参数	尺度参数
80	785	63.611	6.197	63.611	3.417
100	942	80.765	7.124	80.765	3.928
120	938	97.525	8.211	97.525	4.527

摩擦指数	抗滑性能	实际摩擦因数	对应路面状况
1级	优异	0.75~0.96	常温、干燥、无杂质
1级	良好	0.65~0.75	干燥、无积水
1级	正常	0.56~0.64	潮湿、少量积水
2级	稍差	0.51~0.55	积水、低温
3级	较差	0.41~0.50	积水伴浮雪、霜
4级	很差	0.31~0.40	积雪
5级	极差	0.18~0.30	结冰

项目	结构安全等级
项目	一级	二级	三级
公路等级	高速公路	一级公路	二级公路
目标可靠度/%	95	90	85

路面摩擦指数	道路纵坡/%
路面摩擦指数	3	4	5	6
1级	130	132	136	139
2级	157	159	161	163
3级	179	182	187	192
4级	201	207	213	220
5级	354	385	425	473