CN110956411B - 基于设计一致性的公路运行安全性分级评价系统及评价方法 - Google Patents

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Abstract

基于设计一致性的公路运行安全性分级评价系统及评价方法，本发明涉及公路运行安全性分级评价系统设计及评价方法。本发明的目的是为了解决现有公路运行安全性评价系统设计中对于设计一致性考虑不充分，导致评价结果不准确问题。基于设计一致性的公路运行安全性分级评价系统包括：用户界面控制模块、数据库模块、路段划分模块、线形规范符合性检查模块、运行速度预测及修正模块、安全性评价分析模块；所述用户界面控制模块用于实现用户与数据库模块、路段划分模块、线形规范符合性检查模块、运行速度预测及修正模块、安全性评价分析模块的交互控制。本发明用于公路运行安全预测领域。

Description

基于设计一致性的公路运行安全性分级评价系统及评价方法
技术领域
本发明属于公路交通安全领域，具体涉及公路运行安全性分级评价系统设计及评价方法。
背景技术
公路是交通运输基础设施系统不可或缺的重要组成部分。虽然我国公路交通基础实施的建设层次和公路交通网络的规模得到了极大的改善，我国公路里程规模已居世界第一，这为我国的国民经济发展起到了重要的推动作用。但我国的公路交通事故率却居高不下，据统计，2018年由交通事故造成的直接财产损失高达13.85亿元。因此，如何减少公路交通事故，提高行车安全性对于国民经济发展至关重要。
公路线形设计是否合理直接影响公路运行安全，公路线形必须符合汽车行驶特性要求。设计一致性可反映道路线性设计是否符合汽车行驶特性，设计一致性评价方法的核心内容是根据道路线形数据预测道路上各路段的运行速度(V85)，反映各路段的设计一致性程度。因此建立一种基于设计一致性的公路运行安全性分级评价系统对于高效准确地评价公路线形设计的安全性以及减少公路设计安全隐患具有重要意义。
专利CN101950487A公开了一种高速公路运行环境评价系统。该系统包括路况遥测系统、环境信息处理评价系统和通信指挥系统三大组成部分。对高速公路运行前方的环境信息进行监控，分析危险因素，当发现前方危险路况时，通过及时与驾驶车辆通信发出控制指令从而保障高速公路安全运行的高速公路运行环境评价系统。
专利CN109711600A公开了一种基于倾斜摄影三维模型的公路选线评价系统及方法。该系统包括数据获取模块、特征提取模块、参数设置模块、模糊综合模块以及专家数据库。通过构建迭代评估模型求解出最佳路线方案。
目前，对于公路运行安全性评价系统的研究主要是对道路环境、道路事故以及公路选线方面的评价系统设计。各评价系统及软件评价对于设计一致性考虑不充分，相关应用软件质量良莠不齐，缺少成熟且能够得到广泛认可的解决方案。因此建立一种基于设计一致性的公路运行安全性分级评价系统对于公路设计、运营与管理，对于降低公路交通事故的发生率都至关重要。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有公路运行安全性评价系统设计中对于设计一致性考虑不充分，导致评价结果不准确问题，而提出基于设计一致性的公路运行安全性分级评价系统及评价方法。
基于设计一致性的公路运行安全性分级评价系统包括：
用户界面控制模块、数据库模块、路段划分模块、线形规范符合性检查模块、运行速度预测及修正模块、安全性评价分析模块；
所述用户界面控制模块用于实现用户与数据库模块、路段划分模块、线形规范符合性检查模块、运行速度预测及修正模块、安全性评价分析模块的交互控制；
所述数据库模块用于实现对其他道路设计软件的调用与嵌入、对外部EXCEL、CSV以及文本文件的调用、提取以及数据存储；
所述路段划分模块用于与数据库模块进行交互作用，利用数据库模块提取的道路数据进行路段划分；
所述线形规范符合性检查模块用于将路段划分模块划分好的路段与《公路路线设计规范》和《公路工程技术标准》进行对比，检查道路线形基本设计参数是否满足《公路路线设计规范》和《公路工程技术标准》要求；
若检查结果不满足要求，则输出结果：线形设计不满足规范；
若检查结果满足要求，则进行速度预测及修正。
所述运行速度预测及修正模块：用于对线形规范符合性检查模块所检查符合要求的路段进行速度预测及修正；
所述安全性评价分析模块用于根据路段划分模块所划分的不同路段与运行速度预测及修正模块得到的各路段运行速度，得到两个设计一致性评价指标；
两个设计一致性评价指标分别为：
同一路段运行速度与设计速度之差；
相邻不同路段之间V85的差值；
根据两个设计一致性评价指标得到的结果进行组合，将评价结果分为A-F共6个安全等级；
通过与用户界面控制模块进行交互实现评价结果的可视化输出显示；
通过与数据库模块进行交互将评价结果存储到数据库模块，以利于平价结果的调用。
基于设计一致性的公路运行安全性分级评价方法具体过程为：
步骤一：基于用户界面控制模块从数据库模块中提取道路设计资料；
步骤二：路段划分模块基于数据库模块提取的道路设计资料进行路段划分；
步骤三：线形规范符合性检查模块将路段划分模块划分好的路段与《公路路线设计规范》和《公路工程技术标准》进行对比，检查道路线形基本设计参数是否满足《公路路线设计规范》和《公路工程技术标准》要求；
道路线形基本设计参数为直线最大长度、最短直线长度、平曲线最小半径、纵坡极限坡度、纵坡最大坡长；
划分好的路段为直线路段、平曲线路段、平纵组合路段；
若检查结果不满足要求，则输出结果：不满足线形规范性审查，道路运行安全性差；
若检查满足要求，则进行步骤四；
步骤四：运行速度预测及修正模块对线形规范符合性检查模块检查满足要求的路段进行速度预测及修正；
步骤五：安全性评价分析模块根据步骤二所划分的不同路段和步骤四得到的各路段运行速度，得到两个设计一致性评价指标；
根据两个设计一致性评价指标得到的结果进行组合，将评价结果分为A、B、C、D、E、F六个等级，其中A表示运行安全性最好，F表示运行安全性最差；
通过用户界面控制模块将评价结果展示给用户。
本发明的有益效果为：
本发明是在理论运行速度模型及公路线形安全性评价指标体系研究的基础上，研究基于设计一致性的公路运行安全性分级评价系统设计。在本发明系统中，只需输入基本的数据，如速度、公路等级、公路平纵线形参数等，系统就能在此基础上自动进行路段的划分、各路段运行速度的预测、得出运行速度曲线、根据运行速度曲线与公路线形设计进行对照，进而得出公路运行安全性评价结果。本发明系统可有效提高公路线形设计与运行速度间的协调性，可以为公路线形设计提供检查、修正和优化的依据，可以快速对公路线形的安全性给出客观的量化评价，以提高评价准确率，从而降低公路交通事故的发生率，对于公路设计、施工及运营管理都有着重要作用。解决现有公路运行安全性评价系统设计中对于设计一致性考虑不充分，导致评价结果不准确问题。
附图说明
图1为系统功能模块图；
图2为系统评价流程图；
图3为系统总体架构设计图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式基于设计一致性的公路运行安全性分级评价系统包括：
系统总体架构如附图3所示。该系统总体架构由数据层、应用层及显示层构成；
所述数据层主要是进行原始道路设计数据与评价结果输出数据的存储与分析，支持EXCEL、CSV以及文本文件等文件格式；
应用层通过访问数据层进行评价过程中所需数据的提取与录入，再根据接收控制模块传递的信息进行相应的处理以实现响应显示层用户所输入的操作，最后将评价结果数据传入数据层存储；
显示层包含用户命令输入界面与评价结果输出界面，通过与应用层的交互进行评价前参数输入与评价后的结果输出，进而实现系统与用户的交互作用。用户命令输入界面通过事件驱动控制器，控制器向数据处理模块发送指令和信息，数据库处理模块开始处理数据并且将数据保存到数据库中，最后向用户界面返回信息。通过建立三个独立又相互作用的总体架构层，其中一层的改变不会影响其它层，可以实现高内聚低耦合的系统优化目标，以利于系统运行与系统后期的维护与升级。
系统功能模块如附图1所示。在系统模块设计过程中，要保证各模块间交互时的快捷高效，又要保证系统各功能模块的独立性，实现高内聚低耦合的系统设计目标。该系统基于系统需求与设计目标，根据评价流程主要分为以下几个独立又相互作用的功能模块：
用户界面控制模块、数据库模块、路段划分模块、线形规范符合性检查模块、运行速度预测及修正模块、安全性评价分析模块；
所述用户界面控制模块用于实现用户与数据库模块、路段划分模块、线形规范符合性检查模块、运行速度预测及修正模块、安全性评价分析模块的交互控制；
所述数据库模块用于实现对其他道路设计软件(如AutoCAD、HintCAD(纬地)、BIM、CARD/1及Hard(海地)等道路领域相关软件)的调用与嵌入、对外部EXCEL、CSV以及文本文件的调用、提取以及数据存储；
所述路段划分模块用于与数据库模块进行交互作用，利用数据库模块提取的道路数据进行路段划分；
所述线形规范符合性检查模块用于将路段划分模块划分好的路段与《公路路线设计规范》和《公路工程技术标准》进行对比，检查道路线形基本设计参数是否满足《公路路线设计规范》和《公路工程技术标准》要求；
若检查结果不满足要求，则输出结果：线形设计不满足规范，道路运行安全性差；
若检查结果满足要求，则进行速度预测及修正。
所述运行速度预测及修正模块：用于对线形规范符合性检查模块所检查符合要求的路段进行速度预测及修正；
是该评价系统进行运行安全性评价的基础。主要根据表2中不同的路段类型进行速度预测，然后结合纵坡坡度、竖曲线半径与竖曲线长度，根据公式1、公式2、公式3对平曲线上预测的运行速度进行调整，得到直线和平曲线上运行速度曲线。为安全性评价量化分析模块提供评价指标数据。
所述安全性评价分析模块用于根据路段划分模块所划分的不同路段与运行速度预测及修正模块得到的各路段运行速度，得到两个设计一致性评价指标；
两个设计一致性评价指标分别为：
同一路段运行速度(V85)与设计速度之差(△P1)；
相邻不同路段(直线与平曲线)之间V85的差值(△P2)；
根据两个设计一致性评价指标得到的结果进行组合，将评价结果分为A-F共6个安全等级；
通过与用户界面控制模块进行交互实现评价结果的可视化输出显示；
通过与数据库模块进行交互将评价结果存储到数据库模块，以利于平价结果的调用。
该模块是评价系统的主要功能模块。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述用户界面控制模块还用于用户评价参数的输入与评价结果的可视化输出。
其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述数据库模块提取出道路平纵线形数据(直线与曲线间的转角。平面线形参数；直线的最大长度、直线的最小长度；圆曲线的极限最小半径、一般最小半径、不设超高最小半径、圆曲线长度；缓和曲线形式、缓和曲线最小长度、缓和曲线曲率。纵断面参数：纵坡坡度、纵坡坡长、竖曲线半径等)、道路等级以及速度等评价所需的控制参数，并根据系统评价流程进行数据处理与分析。最后将评价结果数据存储到相关数据库中。
其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述路段划分模块划分路段时，根据平纵线形组合特征对路段进行划分，将路段划分为直线路段，平曲线路段及平纵曲线组合路段。
其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述线形规范符合性检查模块中道路线形基本设计参数为直线最大长度、最短直线长度、平曲线最小半径、纵坡极限坡度、纵坡最大坡长。
其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式基于设计一致性的公路运行安全性分级评价方法具体过程为：
该系统的主要需求是在给定公路线形设计资料的基础上，根据公路线形设计与设计一致性之间的关系，对公路运行安全性进行评价。根据系统的功能要求，系统评价过程与结果首先要满足《公路路线设计规范》和《公路工程技术标准》的基本要求；在基本要求的基础上，系统需要解决的主要问题是系统安全性评价过程的高度自动化与高效性、评价结果的准确性与直观性要求。
基于系统需求分析，该发明设计的公路运行安全性分级评价系统在功能设计上，要能达到输入基本的路线设计资料，如公路等级、公路平纵横线形设计资料就能自动高效地进行线形指标的规范符合性检查、进行运行速度预测以及基于设计一致性的运行安全性评价的目标，达到评价结果的准确性和完整性目标。在同领域内，要达到所设计的评价系统的先进性、适用性、可移植性以及可扩展性的目标。系统自身要达到高内聚低耦合的系统优化设计目标。
基于系统需求分析，该发明设计的公路运行安全性评价系统在功能设计上，要能达到输入基本的路线设计资料，如公路等级、公路平纵横线形设计资料就能自动高效地进行线形指标的规范符合性检查、进行运行速度预测以及基于设计一致性的运行安全性评价的目标，达到评价结果的准确性和完整性目标。在同领域内，要达到所设计的评价系统的先进性、适用性、可移植性以及可扩展性的目标。系统自身要达到高内聚低耦合的系统优化设计目标。
运行安全性评价方法的核心内容是根据道路线形数据预测道路上各路段的运行速度(V85)，根据设计一致性评价指标判定公路线形设计是否连续，进而判定公路运行安全性。系统评价流程如附图2所示，该系统评价流程共分为以下几个步骤：
步骤一：基于用户界面控制模块从数据库模块中提取道路设计资料；
步骤二：路段划分模块基于数据库模块提取的道路设计资料进行路段划分；
步骤三：线形规范符合性检查模块将路段划分模块划分好的路段与《公路路线设计规范》和《公路工程技术标准》进行对比，检查道路线形基本设计参数是否满足《公路路线设计规范》和《公路工程技术标准》要求；
道路线形基本设计参数为直线最大长度、最短直线长度、平曲线最小半径、纵坡极限坡度、纵坡最大坡长；
划分好的路段为直线路段、平曲线路段、平纵组合路段；
若检查结果不满足要求，则输出结果：不满足线形规范性审查；
若检查满足要求，则进行步骤四；
步骤四：运行速度预测及修正模块对线形规范符合性检查模块检查满足要求的路段进行速度预测及修正；
步骤五：安全性评价分析模块根据步骤二所划分的不同路段和步骤四得到的各路段运行速度，得到两个设计一致性评价指标；
根据两个设计一致性评价指标得到的结果进行组合，将评价结果分为A、B、C、D、E、F六个等级，其中A表示运行安全性最好，F表示运行安全性最差，其他依次类推；
通过用户界面控制模块将评价结果展示给用户。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六不同的是：所述步骤一中基于用户界面控制模块从数据库模块中提取道路设计资料；具体过程为：
道路设计资料包括速度、平面线形数据、纵断面线形数据、道路等级；
速度分为设计速度，限制速度和期望速度；
平面线形数据包括直线参数、缓和曲线参数，圆曲线参数；
设计速度：将“用于确定高速公路的各种几何设计特征的选定速度”定义为设计速度；
限制速度：道路上行驶的所有车辆中，有85％的车辆行驶速度在此速度之下，只有15％的车辆行驶速度在此速度之上，交通管理部门常以此速度作为道路的限制车速；
期望速度(预测速度)：车辆在行驶过程中基本上不受周围其他车辆约束的影响，在这种条件下驾驶人员期望能够达到的最大安全行驶速度；
直线参数为直线最大长度、直线最小长度；
缓和曲线参数为缓和曲线形式、缓和曲线长度、缓和曲线曲率、缓和曲线半径；
圆曲线参数为圆曲线的极限最小半径、一般最小半径、不设超高最小半径、圆曲线长度；
纵断面线形数据包括纵坡参数以及竖曲线参数；
纵坡参数为纵坡坡长、纵坡坡度；
竖曲线参数为竖曲线半径、竖曲线长度；
道路等级包括高速公路、一级公路和二级公路公路；
公路等级参数，具体数据见表1。
表1道路设计数据
Figure BDA0002315265720000081
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式六或七不同的是：所述步骤二中路段划分模块基于数据库模块提取的道路设计资料进行路段划分；
具体过程为：
根据6种公路线形平纵组合特征，将路段划分以下3种路段，具体结果见表2。
6种公路线形平纵组合分别为平面线形直线段与纵断面线形直线段组合、平面线形直线段与纵断面线形凸形竖曲线组合、平面线形直线段与纵断面线形凹形竖曲线组合、平面线形平曲线段与纵断面线形直线段组合、平面线形平曲线段与纵断面线形凸形竖曲线组合、平面线形平曲线段与纵断面线形凹形竖曲线组合；
路段划分为直线路段、平曲线路段、平纵组合路段；
直线路段为直线与直线的组合路段；
平曲线路段为直线与平曲线的组合路段；
平纵组合路段包括凸形竖曲线与直线的组合路段，凸形竖曲线与平曲线的组合路段，凹形竖曲线与直线的组合路段，凹形竖曲线与与平曲线的组合路段；
表2路段划分表
Figure BDA0002315265720000091
其它步骤及参数与具体实施方式六或七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式六至八之一不同的是：所述步骤四中运行速度预测及修正模块对线形规范符合性检查模块检查满足要求的路段进行速度预测及修正；具体过程为：
是该评价系统进行运行安全性评价的基础。主要根据表2中不同的路段类型进行速度预测，然后结合纵坡坡度、竖曲线半径与竖曲线长度，根据公式1、公式2、公式3对平曲线上预测的运行速度进行调整，得到直线和平曲线上运行速度曲线。为安全性评价量化分析模块提供评价指标数据。
步骤四一：运行速度预测及修正模块对线形规范符合性检查模块判断满足要求的路段进行速度预测；具体过程为：
假定直线路段上运行速度为期望车速，平曲线路段上运行速度保持不变；使用表3中的运行速度预测公式预测平曲线上的运行速度；
当平曲线路段：G＜-4％，期望速度(预测速度)V85＝102.10-3077.13/R；
当平曲线路段：-4％≤G＜0％，期望速度(预测速度)V85＝105.98-3709.90/R；
当平曲线路段：0％≤G＜4％，期望速度(预测速度)V85＝104.82-3574.51/R；
当平曲线路段：G≥4％，期望速度(预测速度)V85＝96.61-2752.19/R；
当平纵线形组合路段中，竖曲线起点位于平曲线中点前，按竖曲线起点处坡度G计算期望速度(预测速度)，当G＜-4％，期望速度(预测速度)V85＝102.10-3077.13/R；当-4％≤G＜0％，期望速度(预测速度)V85＝105.98-3709.90/R；当0％≤G＜4％，期望速度(预测速度)V85＝104.82-3574.51/R；当G≥4％，期望速度(预测速度)V85＝96.61-2752.19/R；
当平纵线形组合路段中，竖曲线起点位于平曲线中点后，按平曲线起点处坡度G计算期望速度(预测速度)，当G＜-4％，期望速度(预测速度)V85＝102.10-3077.13/R；当-4％≤G＜0％，期望速度(预测速度)V85＝105.98-3709.90/R；当0％≤G＜4％，期望速度(预测速度)V85＝104.82-3574.51/R；当G≥4％，期望速度(预测速度)V85＝96.61-2752.19/R；
V85是85％位运行速度(速度累计曲线上，有85％的车辆速度都在这个速度以下。这也是道路设计和最高限速的依据)，单位为km/h；G是纵坡坡度，单位为％；R是平曲线半径，单位为m；
表3运行速度预测公式
Figure BDA0002315265720000101
注：V85是85％位运行速度，(km/h)；G是纵坡坡度，(％)；R是平曲线半径，(m)。
步骤四二：运行速度修正；具体过程为：
结合纵坡坡度、竖曲线半径与竖曲线长度，对平曲线路段上预测的运行速度进行调整，得到直线和平曲线上运行速度曲线；
(1)考虑纵坡坡度对运行速度的修正：当道路纵坡控制在正负3％时，纵坡对运行车速的影响可以忽略不计，不修正；否则，在进行竖曲线上运行速度预测时应根据纵坡值进行修正(对竖曲线的路段进行修正，如果没有竖曲线只有平曲线不用修正)，修正系数为：
Figure BDA0002315265720000102
式中：△V为G＝-4％与G＝-3％时平曲线上预测运行速度之差的绝对值，单位为km/h；ΔV'为G＝4％与G＝3％时平曲线上预测运行速度之差的绝对值，单位为km/h；
(2)考虑竖曲线半径对运行速度的修正：竖曲线半径越小，运行速度越低，反之运行速度则高。当竖曲线半径大于规范推荐的一般值R一般时，不修正，当竖曲线半径小于等于规范推荐的一般值R一般时，修正系数为：
Figure BDA0002315265720000111
式中：R1为竖曲线半径，单位为m；R一般为规范规定的一般值，单位为m；R极限为规范规定的极限值，单位为m；V1为平曲线半径为10000m时平曲线上的预测运行速度，单位为km/h；V2为平曲线半径为规范规定的一般值时平曲线上的预测运行速度，单位为km/h；V3为平曲线半径为规范规定的极限值时平曲线上预测的运行速度，单位为km/h；
(3)考虑竖曲线长度对运行速度的修正：一般情况下，竖曲线长度对运行速度的影响较小，可忽略不计。当竖曲线长度大于规范推荐的一般值R一般时，不修正，当竖曲线长度小于等于规范推荐的一般值R一般时，修正系数为：
Figure BDA0002315265720000112
式中：L1为竖曲线长度，单位为m；L一般为规范规定的一般值，单位为m；L极限为规范规定的极限值，单位为m。
其它步骤及参数与具体实施方式六至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式六至九之一不同的是：所述步骤五中安全性评价分析模块根据步骤二所划分的不同路段和步骤四得到的各路段运行速度，得到两个设计一致性评价指标；
根据两个设计一致性评价指标得到的结果进行组合，将评价结果分为A、B、C、D、E、F六个等级，其中A表示运行安全性最好，F表示运行安全性最差，其他依次类推；
通过用户界面控制模块将评价结果展示给用户；具体过程为：
安全性评价分析模块根据步骤二所划分的不同路段和步骤四得到的各路段运行速度，得到两个设计一致性评价指标；
两个设计一致性评价指标分别为：
同一路段运行速度(V85)与设计速度之差(△P1)；
ΔP1＝V设计-V运行                          (4)
相邻不同路段(直线与平曲线)之间V85的差值(△P2)；
ΔP2＝V直-V曲                             (5)
根据两个设计一致性评价指标得到的结果进行组合，将评价结果分为A、B、C、D、E、F六个等级，其中A表示运行安全性最好，F表示运行安全性最差，其他依次类推；
1)当△P1<10km/h，△P2<10km/h时，公路运行安全性等级为A级；
2)当△P1<10km/h且10km/h≤△P2<20km/h或当△P2<10km/h且10km/h≤△P120km/h时，公路运行安全性等级为B级；
3)当10km/h≤△P1<20km/h且10km/h≤△P2<20km/h时，公路运行安全性等级为C级；
4)当△P1<10km/h且△P2≥20km/h或△P1≥20km/h且△P2<10km/h时，公路运行安全性等级为D级；
5)当10km/h≤△P1<20km/h且△P2≥20km/h或10km/h≤△P2<20km/h且△P1≥20km/h时，公路运行安全性等级为E级；
6)当△P1≥20km/h且△P2≥20km/h时，公路运行安全性等级为F级。
总体评价结果见表4。
表4运行安全性评价结果
Figure BDA0002315265720000121
通过用户界面控制模块将评价结果展示给用户。
本发明设计的评价系统需要嵌入与调用其他道路设计相关软件，因此需要编程语言具有较强的可移植性。Java语言具有安全性、多样性以及很强的可移植性进行软件嵌入式开发的特点，因此本系统可选用Java语言开发的集成环境IDEA进行系统开发。
当前最主流的数据库是SQL，SQL集数据查询、数据操纵、数据定义和数据控制功能于一体。用SQL进行数据操作时，只要提出“做什么”，而无须指明“怎么做”，因此无须了解存取路径。存取路径的选择集SQL的操作过程由系统自动完成。这不但大大减轻了用户负担，而且有利于提高数据独立性。因此在建立数据提取与处理模块时运用SQL进行构建。
其它步骤及参数与具体实施方式六至九之一相同。
本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.基于设计一致性的公路运行安全性分级评价系统，其特征在于：基于设计一致性的公路运行安全性分级评价系统包括：
用户界面控制模块、数据库模块、路段划分模块、线形规范符合性检查模块、运行速度预测及修正模块、安全性评价分析模块；
所述用户界面控制模块用于实现用户与数据库模块、路段划分模块、线形规范符合性检查模块、运行速度预测及修正模块、安全性评价分析模块的交互控制；
所述数据库模块用于实现对其他道路设计软件的调用与嵌入、对外部EXCEL、CSV以及文本文件的调用、提取以及数据存储；
所述路段划分模块用于与数据库模块进行交互作用，利用数据库模块提取的道路数据进行路段划分；
所述线形规范符合性检查模块用于将路段划分模块划分好的路段与《公路路线设计规范》和《公路工程技术标准》进行对比，检查道路线形基本设计参数是否满足《公路路线设计规范》和《公路工程技术标准》要求；
若检查结果不满足要求，则输出结果：线形设计不满足规范，道路运行安全性差；
若检查结果满足要求，则进行速度预测及修正；
所述运行速度预测及修正模块：用于对线形规范符合性检查模块所检查符合要求的路段进行速度预测及修正；具体过程为：
四一：运行速度预测及修正模块对线形规范符合性检查模块判断满足要求的路段进行速度预测；具体过程为：
假定直线路段上运行速度为期望车速，平曲线路段上运行速度保持不变；
当平曲线路段：G＜-4%，期望速度V 85=102.10-3077.13/R；
当平曲线路段：-4%≤G＜0%，期望速度V 85=105.98-3709.90/R；
当平曲线路段：0%≤G＜4%，期望速度V 85=104.82-3574.51/R；
当平曲线路段：G≥4%，期望速度V 85=96.61-2752.19/R；
当平纵线形组合路段中，竖曲线起点位于平曲线中点前，按竖曲线起点处坡度G计算期望速度，当G＜-4%，期望速度V 85=102.10-3077.13/R；当-4%≤G＜0%，期望速度V 85=105.98-3709.90/R；当0%≤G＜4%，期望速度V 85=104.82-3574.51/R；当G≥4%，期望速度V 85=96.61-2752.19/R；
当平纵线形组合路段中，竖曲线起点位于平曲线中点后，按平曲线起点处坡度G计算期望速度，当G＜-4%，期望速度V 85=102.10-3077.13/R；当-4%≤G＜0%，期望速度V 85=105.98-3709.90/R；当0%≤G＜4%，期望速度V 85=104.82-3574.51/R；当G≥4%，期望速度V 85=96.61-2752.19/R；
V 85是85%位运行速度，单位为km/h；G是纵坡坡度，单位为%；R是平曲线半径，单位为m；
四二：运行速度修正；具体过程为：
考虑纵坡坡度对运行速度的修正：当道路纵坡控制在正负3%时，纵坡对运行车速的影响可以忽略不计，不修正；否则，在进行竖曲线上运行速度预测时应根据纵坡值进行修正，修正系数为：
所述安全性评价分析模块用于根据路段划分模块所划分的不同路段与运行速度预测及修正模块得到的各路段运行速度，得到两个设计一致性评价指标；
两个设计一致性评价指标分别为：
同一路段运行速度与设计速度之差；
相邻不同路段直线与平曲线之间V 85的差值；
根据两个设计一致性评价指标得到的结果进行组合，将评价结果分为A-F共6个安全等级；
通过与用户界面控制模块进行交互实现评价结果的可视化输出显示；
通过与数据库模块进行交互将评价结果存储到数据库模块，以利于评价结果的调用；
具体过程为：
安全性评价分析模块根据步骤二所划分的不同路段和步骤四得到的各路段运行速度，得到两个设计一致性评价指标；
两个设计一致性评价指标分别为：
同一路段运行速度与设计速度之差；
根据两个设计一致性评价指标得到的结果进行组合，将评价结果分为A、B、C、D、E、F六个等级，其中A表示运行安全性最好，F表示运行安全性最差，其他依次类推；
1）当△P 1 < 10km/h，△P 2 < 10km/h时，公路运行安全性等级为A级；
2）当△P 1 < 10km/h且10km/h≤△P 2 < 20km/h或当△P 2 < 10km/h且10km/h≤△P 1 20km/h时，公路运行安全性等级为B级；
3）当10km/h≤△P 1 < 20km/h且10km/h≤△P 2 < 20km/h时，公路运行安全性等级为C级；
4）当△P 1 < 10km/h且△P 2≥20km/h或△P 1≥20km/h且△P 2 < 10km/h时，公路运行安全性等级为D级；
5）当10km/h≤△P 1 <20km/h且△P 2≥20km/h或10km/h≤△P 2 < 20km/h且△P 1≥20km/h时，公路运行安全性等级为E级；
6）当△P 1≥20km/h且△P 2≥20km/h时，公路运行安全性等级为F级；
通过用户界面控制模块将评价结果展示给用户。
2.根据权利要求1所述基于设计一致性的公路运行安全性分级评价系统，其特征在于：所述用户界面控制模块还用于用户评价参数的输入与评价结果的可视化输出。
3.根据权利要求1或2所述基于设计一致性的公路运行安全性分级评价系统，其特征在于：所述数据库模块提取出道路平纵线形数据、道路等级以及速度参数。
4.根据权利要求3所述基于设计一致性的公路运行安全性分级评价系统，其特征在于：所述路段划分模块划分路段时，将路段划分为直线路段，平曲线路段及平纵曲线组合路段。
5.根据权利要求4所述基于设计一致性的公路运行安全性分级评价系统，其特征在于：所述线形规范符合性检查模块中道路线形基本设计参数为直线最大长度、最短直线长度、平曲线最小半径、纵坡极限坡度、纵坡最大坡长。
6.基于设计一致性的公路运行安全性分级评价方法，其特征在于：所述方法具体过程为：
步骤一：基于用户界面控制模块从数据库模块中提取道路设计资料；
步骤二：路段划分模块基于数据库模块提取的道路设计资料进行路段划分；
步骤三：线形规范符合性检查模块将路段划分模块划分好的路段与《公路路线设计规范》和《公路工程技术标准》进行对比，检查道路线形基本设计参数是否满足《公路路线设计规范》和《公路工程技术标准》要求；
道路线形基本设计参数为直线最大长度、最短直线长度、平曲线最小半径、纵坡极限坡度、纵坡最大坡长；
划分好的路段为直线路段、平曲线路段、平纵组合路段；
若检查结果不满足要求，则输出结果：不满足线形规范性审查；
若检查满足要求，则进行步骤四；
步骤四：运行速度预测及修正模块对线形规范符合性检查模块检查满足要求的路段进行速度预测及修正；具体过程为：
步骤四一：运行速度预测及修正模块对线形规范符合性检查模块判断满足要求的路段进行速度预测；具体过程为：
假定直线路段上运行速度为期望车速，平曲线路段上运行速度保持不变；
当平曲线路段：G＜-4%，期望速度V 85=102.10-3077.13/R；
当平曲线路段：-4%≤G＜0%，期望速度V 85=105.98-3709.90/R；
当平曲线路段：0%≤G＜4%，期望速度V 85=104.82-3574.51/R；
当平曲线路段：G≥4%，期望速度V 85=96.61-2752.19/R；
当平纵线形组合路段中，竖曲线起点位于平曲线中点前，按竖曲线起点处坡度G计算期望速度，当G＜-4%，期望速度V 85=102.10-3077.13/R；当-4%≤G＜0%，期望速度V 85=105.98-3709.90/R；当0%≤G＜4%，期望速度V 85=104.82-3574.51/R；当G≥4%，期望速度V 85=96.61-2752.19/R；
当平纵线形组合路段中，竖曲线起点位于平曲线中点后，按平曲线起点处坡度G计算期望速度，当G＜-4%，期望速度V 85=102.10-3077.13/R；当-4%≤G＜0%，期望速度V 85=105.98-3709.90/R；当0%≤G＜4%，期望速度V 85=104.82-3574.51/R；当G≥4%，期望速度V 85=96.61-2752.19/R；
V 85是85%位运行速度，单位为km/h；G是纵坡坡度，单位为%；R是平曲线半径，单位为m；
步骤四二：运行速度修正；具体过程为：
考虑纵坡坡度对运行速度的修正：当道路纵坡控制在正负3%时，纵坡对运行车速的影响可以忽略不计，不修正；否则，在进行竖曲线上运行速度预测时应根据纵坡值进行修正，修正系数为：
步骤五：安全性评价分析模块根据步骤二所划分的不同路段和步骤四得到的各路段运行速度，得到两个设计一致性评价指标；
根据两个设计一致性评价指标得到的结果进行组合，将评价结果分为A、B、C、D、E、F六个等级，其中A表示运行安全性最好，F表示运行安全性最差；
通过用户界面控制模块将评价结果展示给用户；具体过程为：
安全性评价分析模块根据步骤二所划分的不同路段和步骤四得到的各路段运行速度，得到两个设计一致性评价指标；
两个设计一致性评价指标分别为：
同一路段运行速度与设计速度之差；
根据两个设计一致性评价指标得到的结果进行组合，将评价结果分为A、B、C、D、E、F六个等级，其中A表示运行安全性最好，F表示运行安全性最差，其他依次类推；
1）当△P 1 < 10km/h，△P 2 < 10km/h时，公路运行安全性等级为A级；
2）当△P 1 < 10km/h且10km/h≤△P 2 < 20km/h或当△P 2 < 10km/h且10km/h≤△P 1 20km/h时，公路运行安全性等级为B级；
3）当10km/h≤△P 1 < 20km/h且10km/h≤△P 2 < 20km/h时，公路运行安全性等级为C级；
4）当△P 1 < 10km/h且△P 2≥20km/h或△P 1≥20km/h且△P 2 < 10km/h时，公路运行安全性等级为D级；
5）当10km/h≤△P 1 <20km/h且△P 2≥20km/h或10km/h≤△P 2 < 20km/h且△P 1≥20km/h时，公路运行安全性等级为E级；
6）当△P 1≥20km/h且△P 2≥20km/h时，公路运行安全性等级为F级；
通过用户界面控制模块将评价结果展示给用户。
7.根据权利要求6所述基于设计一致性的公路运行安全性分级评价方法，其特征在于：所述步骤一中基于用户界面控制模块从数据库模块中提取道路设计资料；具体过程为：
道路设计资料包括速度、平面线形数据、纵断面线形数据、道路等级；
速度分为设计速度，限制速度和期望速度；
平面线形数据包括直线参数、缓和曲线参数，圆曲线参数；直线参数为直线最大长度、直线最小长度；缓和曲线参数为缓和曲线形式、缓和曲线长度、缓和曲线曲率、缓和曲线半径；圆曲线参数为圆曲线的极限最小半径、一般最小半径、不设超高最小半径、圆曲线长度；
纵断面线形数据包括纵坡参数以及竖曲线参数；
纵坡参数为纵坡坡长、纵坡坡度；
竖曲线参数为竖曲线半径、竖曲线长度；
道路等级包括高速公路、一级公路和二级公路。
8.根据权利要求6或7所述基于设计一致性的公路运行安全性分级评价方法，其特征在于：所述步骤二中路段划分模块基于数据库模块提取的道路设计资料进行路段划分；具体过程为：
路段划分为直线路段、平曲线路段、平纵组合路段；
直线路段为直线与直线的组合路段；
平曲线路段为直线与平曲线的组合路段；
平纵组合路段包括凸形竖曲线与直线的组合路段，凸形竖曲线与平曲线的组合路段，凹形竖曲线与直线的组合路段，凹形竖曲线与与平曲线的组合路段。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114037268B (zh) * 2021-11-08 2022-08-19 哈尔滨工业大学 一种适用于设计阶段的高速公路事前安全性评价系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007087295A (ja) * 2005-09-26 2007-04-05 Mazda Motor Corp 車両企画支援システム
CN102360530A (zh) * 2011-10-17 2012-02-22 天津市市政工程设计研究院 面向港口集疏港基本路段的速度一致性检验方法
CN104294720A (zh) * 2014-09-26 2015-01-21 哈尔滨工业大学 一种高速公路设计方案安全性评价方法
CN108681788A (zh) * 2018-04-27 2018-10-19 东南大学 一种基于主动安全的城市离散交通网络设计方法
CN109902971A (zh) * 2019-03-26 2019-06-18 南通大学 一种公路路侧安全风险评价与分级方法
CN110378603A (zh) * 2019-07-23 2019-10-25 哈尔滨工业大学 一种考虑速度一致性的高速公路交通安全评价方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007087295A (ja) * 2005-09-26 2007-04-05 Mazda Motor Corp 車両企画支援システム
CN102360530A (zh) * 2011-10-17 2012-02-22 天津市市政工程设计研究院 面向港口集疏港基本路段的速度一致性检验方法
CN104294720A (zh) * 2014-09-26 2015-01-21 哈尔滨工业大学 一种高速公路设计方案安全性评价方法
CN108681788A (zh) * 2018-04-27 2018-10-19 东南大学 一种基于主动安全的城市离散交通网络设计方法
CN109902971A (zh) * 2019-03-26 2019-06-18 南通大学 一种公路路侧安全风险评价与分级方法
CN110378603A (zh) * 2019-07-23 2019-10-25 哈尔滨工业大学 一种考虑速度一致性的高速公路交通安全评价方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Francisco J etc..ew geometric design consistency model based on operating speed profiles for road safety evaluation.《Accident Analysis &amp Prevention 》.2013,全文. *
IHSDM高速公路事故预测模型;孟祥海等;《交通运输工程学报》;全文 *
Rural Highway Design Consistency Evaluation Model;Francesca Russo etc.;《Procedia - Social and Behavioral Sciences》;全文 *
基于线形设计一致性的公路安全设计理论研究;林声;《中国优秀博士学位论文全文电子期刊网 工程科技Ⅱ辑 》(第12期);全文 *

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