荒漠长直线段公路行驶速度微观模型建立及分析

doi:10.13229/j.cnki.jdxbgxb20200032

摘要/Abstract

摘要：

为探究荒漠长直线段车辆行驶速度微观变化，本文采集了宁夏境内荒漠草原公路乌玛高速及国道110的直线段线形数据及驾驶员在自由流下的行驶速度。为减少分析过程中冗余因素的干扰，假设驾驶员在直线段行驶速度模型分为加速、匀速和减速阶段，分别回归分析与驾驶员最大行驶速度相关的参数，进而建立荒漠长直线段行驶速度微观模型；进一步，考虑长直线段纵断面上、下坡方向在［2%，3%］坡度内的速度模型修正，提出上、下坡路段速度修正模型；最后，通过对比公路实测运行速度与模型速度，确定了行驶速度模型的有效性和可靠性。研究结果为荒漠草原公路长直线段线形设计和速度控制提供了理论依据。

关键词: 荒漠公路, 长直线段, 回归分析, 行驶速度模型

Abstract:

In order to explore the running speed mesoscopic change of vehicles in the long line segment of desert steppe， the lines’ alignment elements data and the running speed of the vehicles under free-flow are collected in Wuhai-Maqing expressway and national trunk highway 110 in Ningxia. First， in order to reduce the interference of redundant factors in the analysis process， it is assumed that the vehicles’ running speed model in the straight segment is divided into acceleration， constant speed and deceleration. Second， and the parameters related to the max driving speed are regressed and analyzed respectively. Third， the mesoscopic model of the running speed is established in the straight segment of the desert grassland. Furthermore， considering the changes of the longitudinal section and downhill of the long straight section within the slope ［2%， 3%］， the velocity models of the uphill and downhill sections are modified， respectively. Finally， the effectiveness and reliability of the running speed models are determined by comparing the measured running speed with the model speed of the road. The conclusions of this study provide theoretical basis for the highway alignment design and speed control of long line segment of desert steppe highway.

Key words: desert highway, long line segment, regression analysis, running speed model

中图分类号:

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图/表 15

图1

图2

表1

图3

图4

图5

表2

图6

图7

图8

图9

图10

图11

表3

表4

不同长度直线段测试值和模型值比较"

直线段长度：4247 m	测试点（纵坡：0.17%~0.33%）
距离	起点	200 m	400 m	600 m	800 m
测试值	129	132	135	131	129
模型值	124	127	130.3333	126.3333	124
$V m - V c$	5.96	2.09	2.12	1.01	1.60
距离	1000 m	1200 m	1400 m	1600 m	1800 m
测试值	125	124.3333	126.3333	128	127.6667
模型值	120	119.3333	121.3333	123	122.6667
$V m - V c$	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
距离	2000 m	2200 m	2400 m	2600 m	2800 m
测试值	128	128	130	131	128
模型值	129.2106	128.9784	128.7463	128.5141	128.282
$V m - V c$	1.21	0.98	1.24	1.49	0.28
距离	3000 m	3200 m	3400 m	3600 m	3800 m
测试值	125.00	124.67	122.67	122.33	123.33
模型值	128.0498	127.8176	127.5855	127.3533	127.1212
$V m - V c$	3.05	3.15	4.92	5.02	3.79
距离	4000 m	4200 m	终点
测试值	123.67	123.33	124.33
模型值	126.889	126.6569	125.9604
$V m - V c$	3.22	3.32	1.63
直线段长度：910 m	测试点（纵坡：0.17%~0.33%）
距离	起点	200 m	400 m	600 m	910 m
测试值	109	110	111.6667	111	111.3333
模型值	103.925	105.05	107.1653	105.49	104.57
$V m - V c$	5.06	4.95	4.50	5.51	6.76
直线段长度：557 m	测试点（纵坡：2.43%）
距离	起点	100 m	200 m	300 m	终点557
测试值	60	67	73	72	70
模型值	67.912	73.828	72.97	72.1776	70.655
$V m - V c$	7.91	6.83	0.03	0.18	0.66

表4

参考文献 13

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路段	方向	设计速度 /（km·h^-1）	坡度 /%	直线段最大长度/m	直线段最小长度/m
国道110	银川-青铜峡	80	2~3.72	4950	28
国道110	青铜峡-银川	80	2~5.52	4950	28
乌玛高速	银川-大武口	120	2~3.80	5000	53
乌玛高速	大武口-青铜峡	120	2~3.77	5000	53

直线长度 /m	V_max/(km·h^-1)	t₁/s	直线长度 /m	V_max/(km·h^-1)	t₁/s
1342	124.7	13	706	128.7	7
1012	126.7	7	4247	130.7	22
1940	119.7	15	2390	130.3	15
2249	138	20	2003	125.3	19
1255	125	15	495	125.7	3
1075	119	9	940	120	9
942	113.7	10	910	111.7	8
663	115.5	4	1062	120.2	5
1735	117	17	1100	118.7	8
1045	113	7	202	66	2
645	116.3	10	450	80	7
1062	117	15	405	89	4
1438	126.7	24	202	75	2
1135	125.7	10	557	80	4
2194	121.3	22	291	74.5	4
1040	125.3	20	138	63.5	5
1922	127.7	18	138	72	5
708	125.3	7	291	69	4

纵坡坡度		速度调整
上坡	坡度[2%,3%]	V_s=0.956V
	坡度[3%,4%]	降低5 km/h/1000 m，直至最低运行速度
	坡度>4%	降低8 km/h/1000 m，直至最低运行速度
下坡	坡度[2%,3%]	V_x=1.045V
	坡度[3%,4%]	增加10 km/h/500 m，直至期望速度
	坡度>4%	增加10 km/h/500 m，直至期望速度

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