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原文传递高速公路线形舒适性评价与改善方法研究

论文题名：	高速公路线形舒适性评价与改善方法研究
关键词：	高速公路;线形设计;行车舒适性;运动学;人体视觉反应
摘要：	随着我国交通基础设施建设的快速发展以及人民生活水平的不断提升，人们对公路交通出行的要求也不再局限于以前的经济、快捷、安全，行车舒适性逐渐成为了人们关注的重要方面。而目前国内外对行车舒适性评价方法的研究尚不够完善，大多仅从单个角度对道路线形进行舒适性评价，这些评价方法还无法对道路线形的行车舒适性做出完整全面的评价。本文以提升道路线形行车舒适性为目的，建立了基于运动学以及人体视觉反应的道路线形行车舒适性评价方法。并最终从线形设计的角度提出改善行车舒适性的具体方法，引导工程技术人员在设计阶段就充分重视行车舒适性，提高道路设计质量。　　本文在总结国内外研究现状的基础上，深入分析了不同道路线形对行车舒适性的影响差异以及各种行车舒适性评价方法的优缺点。考虑到不同组合线形对行车舒适性的影响机理不同，对于以下线形（平直线与竖曲线组合段、平曲线与直坡组合段、平曲线与竖曲线组合段），采用基于运动学的行车舒适性评价方法对其行车舒适性进行评价，确定采用加速度变化率作为以上路段的行车舒适性评价指标。通过分析汽车在道路上的行驶状态以及受力情况，建立了横向加速度变化率以及竖向加速度变化率理论模型。并在现有研究成果的基础上结合高速公路行车特点，确定了横向及竖向加速度变化率的评价标准值。　　对于长直线（平直线与直坡组合段）路段，确定采用基于人体视觉反应的行车舒适性评价方法对其行车舒适性进行评价。提出以驾驶员瞳孔直径变化率作为长直线路段行车舒适性的评价指标，并通过UC-win/road模拟仿真实验研究了驾驶员瞳孔直径与道路直线长度之间的关系。结合SPSS软件对实验数据进行了处理分析，构建了能定量反应驾驶员瞳孔直径变化率与道路直线长度之间关系的数学回归模型。再结合人体疲劳积累特点，根据此回归模型确定了瞳孔直径变化率评价标准值。并结合实例道路，运用上述两种评价方法对其进行舒适性评价，检验了上述两种评价方法的可行性及实用性。　　最后对于道路曲线路段，从改善驾乘人员运动感觉出发，对道路设计中各设计指标如何合理取值、组合给出了具体方法，并对改善方法的效果进行了验证。对于长直线路段，首先从限制直线长度的角度出发，结合第三章提出的驾驶员瞳孔直径变化率与直线长度回归模型以及相应评价标准，给出了不同设计速度下长直线路段的最大长度建议值。然后从合理设计路侧景观的角度出发，通过模拟仿真实验，研究了路侧景观变化点间距与行车舒适性之间的关系。构建了相应的回归模型，并通过该模型给出了路侧景观变化点合理间距的建议值。
作者：	李帅廷
专业：	交通运输工程;道路与铁道工程
导师：	屠书荣
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2021