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理論與實踐:高速公路平直路段安全跟車距離分析

作者:鄭曉敏

   在高速公路上,高速行進車輛間因跟車間距把握不準、控制不當導致的追尾事故已成為近幾年我國高速公路交通事故的主要形態之一,其數量占我國高速公路交通事故總量的40%左右。經分析,導致這類事故產生的原因主要在于車輛行駛速度過高,同時駕駛員又未能保持相應的安全行車間距。

1  安全跟車距離的影響因素與分析

    最佳安全跟車距離,決定制動停車距離的長短,其數值的大小,由汽車運行的速度高低、氣候、道路的好壞、駕駛員反應的快慢和汽車制動的技術狀態等因素綜合分析累計而成。

1.1  駕駛員反應過程

    (1)反應時間。從駕駛員發現前車緊急停車到制動啟動的這段時間為駕駛員對前車狀態做出的反應時間。駕駛員制動停車見圖1。

    以t1表示松油門所需時間:從o點到a點;以t2表示踩著制動所需時間:從a點到6點,則反應時間t’=t1+t2,它取決于駕駛員反應的靈敏度,操作技術的熟練程度,還與駕駛員的年齡、體力等因素有關,根據多次測定,反應時間

為1~2 s,其數據的選擇因人而定。

    (2)反應距離S1。假定駕駛員在對前方車輛緊急制動做出反應的這段時間內保持勻速行駛,則此短時間內所行駛的距離可以近似為

式中:v1為行車速度。

    根據上式可以得到,駕駛員在1.5 s的反應時間內以不同速度行駛狀態的的反應距離,見表1。

1.2制動過程

    (l)制動時間t”。制動器反應時間t3,從踩下踏板到制動器開始起作用為止,如圖1中從b點到c點,由于制動的遲滯作用,要經過t3s后,制動器才開始起作用。

    研究顯示,液力傳動的t3為0.2~0. 25 s,氣力傳動的t3為0.3~0.9 s。

    制動時間t4,制動開始到汽車完全停止,圖1中從c點到d點,則制動時間,t”=t2+t4。

    (2)制動距離S2。根據有關資料分析,制動距離S2的長短與汽車的行駛速度的快慢、汽車在不同路況行駛時的地面附著系數等因素有關,其數值一般選用經驗公式。

式中:Φ為道路附著系數。

1.3安全跟車距離數值的確定

    從以上分析、計算得知,制動停車距離S由駕駛員反應距離S,和車輛制動距離S2組成。根據在高速公路上常用的行駛速度,可確定出最佳安全跟車距離,見表2。

2跟車距離的實測數據分析

2.1試驗地點

    本試驗選擇在湖北省武漢市岱黃高速公路(編號:SI)進行。該高速公路為雙向4車道道路,設計速度100 km/h,車道寬度3.75 m;路段年平均日交通量為18 061輛/d,且大型車占7.8%。本次試驗的具體路段位于K6+900~K8+000之間,該路段為平直線路段。沿車輛行進方向,該路段上游連接一個900 m長的平直路段,下游連接一個半徑為1 000 m的右轉彎道。為了消除前后路段線性變化對行車的影響,本試驗選擇K6+900~K8+000中間的一段300 m區域來鋪設邊緣率標線。另外,整個試驗區域范圍內不存在任何暴露于駕駛員視野的違章抓拍監控等交通管理設備。

2.2數據采集

    實驗中將6臺Sony HDR - PJ5IOE型攝像機(每秒拍攝50幀1 920×1 080像素的畫面)用三角支架架設在硬路肩防撞護欄外側并拍攝車流視頻(即每臺攝像機對應一個觀測斷面,其布設見圖2)。

    采集通過實驗區域各個觀測斷面的車輛車速、車頭時距,以及車輛類型。每次試驗前,均采用6臺攝像機同步設置。本次實驗中所有數據均采集于上午8:30~11:30或下午14:00~17:00時段。

2.3數據篩選

    由于車輛在行駛過程中可能存在中途變道的情況,變道車輛非嚴格跟車車流,為了避免這種車輛影響,采取了視頻畫面識別的方法來排除這類車輛。視頻畫面識別的過程即為,通過觀看6臺攝像機所拍攝的6個斷面的車輛通行情況,來檢查是否存在中途變道的情形,如在任何一個斷面出現變道,則將其數據從樣本中剔除。

    根據以上數據采集和篩選規則,共采集到有效車流參數數據492條。

2.4試驗結果

    (1)車頭間距分布的總體特征。試驗統計了各個車頭間距情況下的車輛數,并給出各個間距區間對應的行車速度范圍。具體跟車間距分布及其速度區間范圍情況見圖3。

    可以看出,觀測路段跟車行駛的車輛中,40. 2%的車輛的跟車間距在80~100 m的區間范圍,44. 1%的車輛的跟車間距在80 m以下,剩余15. 7%的車輛的跟車間距則在100 m以上。同時,結合圖2中顯示的速度區間可以發現,車頭間距集中的區域車速同樣相對集中,且主要分布在60~70 km/h。結合最佳安全跟車距離來看,觀測路段區域內,低速跟車行駛的車輛跟車間距較為合理、更為安全,相對而言,高速行駛的車輛則可能存在不安全的跟車行為。

    (2)區間車頭間距變化特征。另外,根據跟車行駛車輛通過試驗區域觀測斷面的情況來看,車頭間距隨斷面存在一定的波動,且這種波動與各個斷面處的行車速度較為一致,見圖4。在車頭間距最大的斷面2處對應平均速度為69.3km/h,而車頭間距最小的斷面6處對應的平均速度為68.9 km/h。這表明,控制行車速度對于保持較為安全的跟車間距具有一定的影響。

3結語

跟車行駛是高速公路常見的運行狀態,其安全性是整個高速公路運行安全暢通的關鍵。保持合理的跟車間距,對于安全行駛至關重要。跟車駕駛員行駛速度影響車頭間距的大小,并與車頭間距共同影響跟車安全性。因此,后車駕駛員在改變跟車速度時,把車頭間距調整到合適的水平,以適應跟車速度的變化,將有利于保持跟車安全性。

4摘要

跟車距離是影響跟車安全性的重要因素。過小的跟車間距是導致追尾事故的原因之一。本研究從分析安全跟車距離的影響因素出發,通過實地觀測獲取真實跟車車流數據,分析觀測路段車頭間距的分布和車頭間距與速度的關系,發現跟車間距隨速度變化而波動,且跟車速度與間距同時影響跟車安全性。

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