基于能見度儀的高速公路路段動態(tài)限速值確定的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及高速公路交通安全管理技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種基于能見度儀的高速公路路段動態(tài)限速值確定的方法。本方法包括以下步驟:1)、確定高速公路限速路段;2)、能見度儀的選址、布設(shè)、安裝和校準(zhǔn);3)、能見度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳;4)、動態(tài)限速值的計(jì)算。本發(fā)明可通過能見度儀實(shí)時(shí)監(jiān)測高速公路的能見度,然后根據(jù)能見度確定合理的安全的行駛速度作為限速值,從而有效避免交通事故的發(fā)生,進(jìn)而提升行車的安全性。
【專利說明】
基于能見度儀的高速公路路段動態(tài)限速值確定的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及高速公路交通安全管理技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種基于能見度儀的高速 公路路段動態(tài)限速值確定的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高速公路交通安全行駛十分嚴(yán)峻,百公里死亡人數(shù)是普通道路5~6倍,直接財(cái)產(chǎn) 損失占總數(shù)40%以上,其中超速行駛、車速離散大是我國高速公路交通事故頻發(fā)的主要原 因之一。科學(xué)合理的限速值能夠使得駕駛員行駛速度保持在當(dāng)前道路交通環(huán)境允許的安全 范圍以內(nèi),從而提升道路行車安全。目前傳統(tǒng)限速值確定方法主要分為設(shè)計(jì)速度法和85% 分位車速法。設(shè)計(jì)速度法在我國得到了廣泛應(yīng)用,其設(shè)計(jì)思路是以公路設(shè)計(jì)速度為依據(jù),結(jié) 合特殊條件,憑經(jīng)驗(yàn)將設(shè)計(jì)速度降低〇~20km/h作為限制速度。例如,某一級公路,其設(shè)計(jì)速 度為100km/h,在管理上則在80km/h~100km/h間以經(jīng)驗(yàn)取值以作為限制速度,行駛時(shí)車速 需低于該數(shù)值。設(shè)計(jì)速度法雖然簡單易行,但顯然的將所有路段都按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)"一刀切" 的思路,不僅對主觀經(jīng)驗(yàn)要求較高,同時(shí)對某些路況極為良好或臨時(shí)路況急劇惡劣的場合 明顯的不具備適應(yīng)性。85%分位車速法多見于美國、英國、加拿大等國家,它通過定點(diǎn)單車 自由流車速的實(shí)地觀測并經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析,取車速累積圖中第85分位車速作為限制速度,也即 85%車輛的速度在限制速度以下。85%分位車速法的缺陷在于:一是整個(gè)方法已經(jīng)假定了 駕駛員有能力并愿意選擇合適的車速;然而事實(shí)上,駕駛員因?qū)Φ缆翻h(huán)境、交通條件的誤判 等,往往會被迫選擇不合理的車速,從而造成交通事故。二是該種方法是以以往交通數(shù)據(jù)作 為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),對于新建公路等無過往數(shù)據(jù)的場合不實(shí)用。再后來雖然又出現(xiàn)以85%分位車 速法為基本依據(jù),再結(jié)合道路線型等因素進(jìn)行修正的方法,屬于靜態(tài)限速方案。然而,高速 公路是一個(gè)由人、車、路和環(huán)境相互作用下的復(fù)雜動態(tài)系統(tǒng),某一路段合理限速值在交通流 運(yùn)行狀態(tài)等多種因素影響下會不斷發(fā)生變化,因此傳統(tǒng)的靜態(tài)限速方案無法在變化的道路 交通環(huán)境下為駕駛員提供合理的限速值。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的目的為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種針對高架橋的更為高效快捷 的基于能見度儀的高速公路路段動態(tài)限速值確定的方法;其通過能見度儀實(shí)時(shí)監(jiān)測高速公 路的能見度,然后根據(jù)能見度確定合理的安全的行駛速度作為限速值,從而有效避免交通 事故的發(fā)生,進(jìn)而提升行車的安全性。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0005] -種基于能見度儀的高速公路路段動態(tài)限速值確定的方法,其特征在于包括以下 步驟:
[0006] 1)、確定高速公路限速路段;
[0007] 2 )、能見度儀的選址、布設(shè)、安裝和校準(zhǔn);
[0008] 3)、能見度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳;
[0009] 4)、動態(tài)限速值v的計(jì)算:
[0010] 由于駕駛員駛?cè)腱F區(qū)發(fā)現(xiàn)前方車輛后會采取制動,則制動的全過程距離就要小于 能見度,否則的話就會發(fā)生碰撞。而此處制動的全過程距離包括駕駛員做出制動前的反應(yīng) 時(shí)間內(nèi)行駛的距離1:和采取制動措施后直到車輛停止行駛的距離1 2,且:
[0011] li = vt/3.6
[0012] l2 = v2/2a
[0013]因此,能見度1的公式則為:
⑴
[0015] 其中:
[0016] h是駕駛員做出制動前的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)行駛的距離,單位:m;
[0017] 12是采取制動措施后直到車輛停止行駛的距離,單位:m;
[0018] 1是能見度,單位:m;
[0019] t是駕駛員的反應(yīng)時(shí)間,是常量,取t = 2.5s;
[0020] a是車輛制動減速度,為常量,取值選自國家標(biāo)準(zhǔn)《GB7258-2012機(jī)動車運(yùn)行安全技 術(shù)條件》,單位是m/s2;
[0021 ] v是車輛行駛的動態(tài)限速值,單位m/s;
[0022]由上述能見度1的公式(1),獲得動態(tài)限速值v的計(jì)算公式為:
[0024]其中:
[0025] v是車輛行駛的動態(tài)限速值,單位m/s;
[0026] 1是能見度,單位:m;
[0027] t是駕駛員的反應(yīng)時(shí)間,是常量,取t = 2.5s;
[0028] a是車輛制動減速度,為常量,取值選自國家標(biāo)準(zhǔn)《GB7258-2012機(jī)動車運(yùn)行安全技 術(shù)條件》,單位是m/s2。
[0029] 所述3)步驟中,能見度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳,是指通過傳輸協(xié)議解析獲取能見度儀的數(shù) 據(jù)文件;能見度儀提供的能見度數(shù)據(jù)有1分鐘能見度值和10分鐘平均值,此處取10分鐘平均 值。
[0030] 本發(fā)明的有益效果在于:
[0031] 1)、通過上述方案,區(qū)別于現(xiàn)有應(yīng)用廣泛的設(shè)計(jì)速度法和85%分位車速法,本發(fā)明 不僅免去了設(shè)計(jì)速度法所帶來的"一刀切"缺陷,同時(shí)也不需要耗費(fèi)過于的人力物力去進(jìn)行 新路段的調(diào)查取據(jù)。無論是無過往數(shù)據(jù)的新建路段還是使用已久的老路段,只需安裝能見 度儀后,即可通過本方法所述的公式快速而高效的獲得當(dāng)前路段當(dāng)前能見度下的限速值, 從而起到對該路段處交通狀況的適時(shí)偵測和準(zhǔn)確限速目的。此外的,由于本發(fā)明能夠根據(jù) 實(shí)時(shí)能見度來計(jì)算限速值,因此其限速值是動態(tài)的而非是呆板和不變的,進(jìn)而也就使得其 最終數(shù)值的獲取變得更為靈活可靠,比靜態(tài)限速更有依據(jù),顯然也就更適用于當(dāng)前路段當(dāng) 前能見度下的路段限速需求。
[0032] 綜上,本發(fā)明利用能見度儀來實(shí)時(shí)檢測高速公路的能見度,根據(jù)能見度的變化科 學(xué)的調(diào)節(jié)高速公路的行車速度,針對不同能見度可進(jìn)行不同動態(tài)限速控制,進(jìn)而可顯著的 提升高速公路的行車安全性,并降低在能見度比較低的情況下的行車隱患,最終為高速公 路限速管理提供了可靠而可行的方法。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本發(fā)明的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 為便于理解,此處結(jié)合附圖1對本發(fā)明的具體實(shí)施步驟作以下描述:
[0035] -種基于能見度儀的高速公路動態(tài)限速值確定方法,具體包括:
[0036] 1 )、確定高速公路限速路段;
[0037] 2 )、能見度儀的選址、布設(shè)、安裝和校準(zhǔn);
[0038] 3)、能見度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳;
[0039] 4)、根據(jù)能見度計(jì)算動態(tài)限速值。
[0040] 其中,對于步驟1)而言,確定高速公路限速路段,是指由需要進(jìn)行動態(tài)限速管理控 制的路段。具體使用時(shí),主要選取霧天或者其他惡劣天氣發(fā)生頻數(shù)高,導(dǎo)致路段能見度低并 存在較大安全隱患的路段。步驟2)的操作則應(yīng)當(dāng)參考《前向散射能見度儀觀測規(guī)范(試 行)》,按照規(guī)范的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作,以保證能見度儀的正常使用,確保能見度儀的檢測精 度。步驟3)中,能見度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳,是指通過傳輸協(xié)議解析獲取能見度儀的數(shù)據(jù)文件,能 見度儀提供的能見度數(shù)據(jù)有1分鐘能見度值和10分鐘平均值。在本發(fā)明中,取10分鐘平均 值。
[0041] 至于步驟3)的根據(jù)能見度計(jì)算動態(tài)限速值,其主要的原理是駕駛員駛?cè)腱F區(qū)發(fā)現(xiàn) 前方車輛后會采取制動,則制動的全過程距離就要小于能見度,否則的話就會發(fā)生碰撞;因 此作出以下論據(jù):
[0042]實(shí)際操作時(shí),制動的全過程距離必然包括駕駛員做出制動前的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)行駛的 距離和采取制動措施后直到車輛停止行駛的距離兩部分。其中,為了區(qū)分將兩部分距離分 別記為ll和12。
[0043]公式記為:
[0044] li = vt/3.6
[0045] l2 = v2/2a
[0046] 因此,能見度1的公式則為:
[0048] 其中:
[0049] h是駕駛員做出制動前的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)行駛的距離,單位:m;
[0050] 12是采取制動措施后直到車輛停止行駛的距離,單位:m;
[0051] 1是能見度,單位:m;
[0052] v是車輛行駛的動態(tài)限速值,單位m/s;
[0053] t是駕駛員的反應(yīng)時(shí)間,是常量,就《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTG B01-2003》和《公路路 線設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D20-2006》所公開的駕駛員反應(yīng)時(shí)間而言,此處取t = 2.5s;
[0054] a是車輛制動減速度,為常量,取值選自國家標(biāo)準(zhǔn)《GB7258-2012機(jī)動車運(yùn)行安全技 術(shù)條件》,單位是m/s2,具體選取可參照表1所示;
[0055]表1、制動減速度和制動穩(wěn)定性要求
[0057]此時(shí),即可根據(jù)能見度1計(jì)算動態(tài)限速值,也即由公式l = h+l2反推得到車輛行駛 的動態(tài)限速值v的計(jì)算公式是:
[0059]其中:
[0060] 1是能見度,單位:m;
[0061] t是駕駛員的反應(yīng)時(shí)間,是常量,就《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTG B01-2003》和《公路路 線設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D20-2006》所公開的駕駛員反應(yīng)時(shí)間而言,此處取t = 2.5s;
[0062] a是車輛制動減速度,為常量,取值選自國家標(biāo)準(zhǔn)《GB7258-2012機(jī)動車運(yùn)行安全技 術(shù)條件》,單位是m/s2;
[0063 ] v是車輛行駛的動態(tài)限速值,單位m/s。
[0064]為進(jìn)一步加深對本發(fā)明的理解,此處提供了以下實(shí)施例,以對本發(fā)明作進(jìn)一步的 具體論述:
[0065] 實(shí)施例1:
[0066] 在合肥繞城高速選擇一個(gè)試驗(yàn)路段,根據(jù)《前向散射能見度儀觀測規(guī)范(試行)》的 相關(guān)規(guī)定進(jìn)行能見度儀的安裝、校準(zhǔn),并通過通訊服務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)回傳工作。該試驗(yàn)路段由于 過境車輛多,拖掛類大型車輛占車型比重大,故需進(jìn)行動態(tài)限速。
[0067] 取某一周期的10分鐘平均值進(jìn)行實(shí)例計(jì)算,該周期能見度為100m,反應(yīng)時(shí)間t為 2.5s。當(dāng)然,2.5s為理想狀態(tài)下取值,如果在實(shí)際應(yīng)用中,出于安全冗余考慮,可以選擇 3. Os。參照表1,拖掛類大型車輛屬于鉸接式無軌汽車一欄,因此可選擇車輛制動減速度為 4.5m/s2。獲得動態(tài)限速值v:
[0069]由于計(jì)算公式計(jì)算的動態(tài)限速值單位是m/s,需要進(jìn)行單位換算:
[0070] v = 27.03m/s = 97.308km/h
[0071] 在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)需要對限速值進(jìn)行取整。由于我們在計(jì)算時(shí)所設(shè)置的參數(shù)都 是理想條件下的取值,在實(shí)際應(yīng)用中往往存在不可控因素,故在取值時(shí)建議在計(jì)算值的基 礎(chǔ)上盡可能就低取整。故在上述實(shí)施例下,也即當(dāng)能見度為l〇〇m時(shí),上述試驗(yàn)路段的動態(tài)限 速值建議為90km/h。
[0072] 實(shí)施例2:
[0073]在合肥繞城高速選擇另一個(gè)試驗(yàn)路段,根據(jù)《前向散射能見度儀觀測規(guī)范(試行)》 的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行能見度儀的安裝、校準(zhǔn),并通過通訊服務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)回傳工作。
[0074] 取某一周期的10分鐘平均值進(jìn)行實(shí)例計(jì)算,該周期能見度為50m,反應(yīng)時(shí)間t為 2.5s。該試驗(yàn)路段由于小型車輛占車型比重大,在車輛制動減速度時(shí)取表1中的"其他車輛" 一欄數(shù)值,為5.Om/s 2;當(dāng)然,該取值為充分發(fā)出的平均減速度,也就是剎車踩死的情況下的 制動減速度,在實(shí)際應(yīng)用中,可以適當(dāng)取值低于這個(gè)值。
[0075] 通過動態(tài)限速值v的計(jì)算公式可知得到:
[0077] 由于計(jì)算公式計(jì)算的動態(tài)限速值單位是m/s,需要進(jìn)行單位換算:
[0078] v = 19.15m/s = 68.94km/h
[0079] 故在該實(shí)施例下,參照就低取整原則,當(dāng)路段的能見度為50m時(shí),該試驗(yàn)路段的動 態(tài)限速值建議為60km/h。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于能見度儀的高速公路路段動態(tài)限速值確定的方法,其特征在于包括以下步 驟: 1)、確定高速公路限速路段; 2 )、能見度儀的選址、布設(shè)、安裝和校準(zhǔn); 3)、能見度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳; 4 )、動態(tài)限速值V的計(jì)算: 由于駕駛員駛?cè)腱F區(qū)發(fā)現(xiàn)前方車輛后會采取制動,則制動的全過程距離就要小于能見 度,否則的話就會發(fā)生碰撞。而此處制動的全過程距離包括駕駛員做出制動前的反應(yīng)時(shí)間 內(nèi)行駛的距離1:和采取制動措施后直到車輛停止行駛的距離1 2,且: 11. vt/3.6 12. v2/2a 因此,能見度1的公式則為:其中: 11是駕駛員做出制動前的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)行駛的距離,單位:m; I2是米取制動措施后直到車輛停止行駛的距尚,單位:m; 1是能見度,單位:m; t是駕駛員的反應(yīng)時(shí)間,是常量,取t = 2.5s; a是車輛制動減速度,為常量,取值選自國家標(biāo)準(zhǔn)《GB7258-2012機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條 件》,單位是m/s2; V是車輛行駛的動態(tài)限速值,單位m/s; 由上述能見度1的公式(1),獲得動態(tài)限速值V的計(jì)算公式為: 其中:V是車輛行駛的動態(tài)限速值,單位m/s; 1是能見度,單位:m; t是駕駛員的反應(yīng)時(shí)間,是常量,取t = 2.5s; a是車輛制動減速度,為常量,取值選自國家標(biāo)準(zhǔn)《GB7258-2012機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條 件》,單位是m/s2。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于能見度儀的高速公路路段動態(tài)限速值確定的方法, 其特征在于:所述3)步驟中,能見度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳,是指通過傳輸協(xié)議解析獲取能見度儀的 數(shù)據(jù)文件;能見度儀提供的能見度數(shù)據(jù)有1分鐘能見度值和10分鐘平均值,此處取10分鐘平 均值。
【文檔編號】G08G1/09GK105931464SQ201610487052
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】鄒嬌, 孫曉靜, 董婉麗, 楊燦
【申請人】安徽四創(chuàng)電子股份有限公司