高速公路运行速度预测、线形分析与评价系统

高速公路运行速度预测、线形 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 与评价系统一、软件的研发背景1．线形设计一致性线形设计一致性是指公路设计中的几何条件(即公路的实际特征)与驾驶员的期望驾驶速度相适应的特性。线形设计一致性可以保证公路全线的几何线形设计的整体协调性，公路设计一致性可以用来评价公路线形设计的安全性，是评价线形设计好坏的一个重要的指标。从线形设计与车辆行驶速度的角度进行分析，线形设计上的任何突变，都将出现不连续的运行速度，造成驾驶员的不适应并使该位置所发生的交通事故具有聚集性。因此，连续的运行速度是路线设计一致性的最终表现，可以把路线的几何设计对道路安全的综合影响转化为车辆在路段上行驶过程中前后速度变化的大小，并以路段中运行速度的连续变化值来评价公路路线设计的优劣。2．线形设计一致性评价的需要从线形设计的角度，线形的不均衡和不连续，如某路段设计指标波动过大或平缓曲线中设置孤立的小半径曲线等，都有可能超出驾驶员的驾驶期望而形成交通事故的隐患，这是违反设计一致性的表现。从行驶车辆运行特性的角度进行分析，一个典型的特征就是在线形设计不连续的地方，会出现不连续的运行速度，因此运行速度的变化（简称运行速度差，用△V85表示）与设计一致性是紧密相关的，即可以用相邻路段的运行速度差来检查线形设计的一致性。目前国内外评价线形设计一致性的主要 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 就是采用运行速度来评价的。既然用相邻路段车辆的运行速度差来评价线形设计的一致性，首先就必须确定沿线的车辆运行速度，然后检查相邻路段的运行速度差。我国《公路项目安全性评价指南》中采用的是路段实测回归模型。《指南》中以运行速度（指在特定路段上测定的第85%位车速V）作为公路安全性评价的85的一个主要指标。利用预测的运行车速对项目的路线、路侧、隧道、路线交叉和交通工程及沿线设施的运营安全性进行评价。3．符合最新《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》的需要最新《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》（2007年10月1日执行）中明确规定在关于初步设计文件中必须提交预测运行速度图和运行速度计算表。4．基于运行速度的线形设计一致性评价 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 3．1国外的设计一致性评价标准国外对基于运行速度的公路线形一致性评价方法研究较早，而且取得了很多成果，各国针对各自的评价方法，提出了各自的评价标准和评价指标。（1）美国美国学者Leisch提出用速差作为评价标准，建议一个连续的公路线形设计评价指标为：①一条路线的小客车平均速度变化不应超过16km/h；②设计速度的变化量不应超过16km/h；③货车平均速度和小客车平均速度相差不应超过16km/h。还有一些研究成果，用运行速度的速差量作为评价指标，认为相邻路段运行速度的速差小于或等于10km/h的设计一致性较好；在10km/h至20km/h之间的设计一致性一般；大于20km/h的设计一致性较差。（2）瑞士瑞士采用项目设计速度的速差作为评价标准，以其变化量作为评价指标。当设计速度大于等于75km/h时，相邻平曲线或平曲线与直线之间的项目设计速度速差应不大于20km/h；当设计速度大于等于75km/h时，项目设计速度速差应不大于10km/h。（3）德国德国设计指南规定任何给定路段的预测运行速度应不超过其设计速度20km/h；一条连续路段相邻线形要素之间的运行速度差允许最大值为10km/h。如果该特定路段不能达到限定要求，平面线形设计必须进行调整。3．2我国的线形一致性评价标准《指南》中采用相邻路段运行速度的差值（△V85）来检查线形设计的一致性，规定相邻路段运行速度的差值小于10km/h时，一致性好；在10km/h～20km/h之间时一致性较好，条件允许时宜适当调整相邻路段的线形指标，使运行速度的差值小于10km/h；大于20km/h时一致性差，相邻路段需要调整平、纵面设计。同时规定，当同一路段的设计速度与运行速度的差值大于20km/h时，应对该路段的相关技术指标进行安全性验算。二、软件采用的运行速度预测方法1.预测方法的选择《指南》中提出了两种计算运行速度V的方法（方法1、方法2）。85方法1是根据对国内多条高速公路实际车辆运行状况进行大量观测的基础上，通过统计回归分析得到的高速公路路段运行速度预测模型。其适用的路线指标范围是平曲线半径R∈［120米，∞］∪纵坡I［0，6％］。方法2是修正后的澳大利亚运行速度计算方法。主要适用于小客车。其适用的路线指标范围是平曲线半径R∈［45米，∞］，纵坡不限。根据上述适用条件，软件采用方法1提供的运行速度预测模型为理论依据。2.软件划分分析路段根据《指南》，依据曲线半径和纵坡坡度的大小将整条路线按平直路段、纵坡段、小半径平曲线段和弯坡组合段四种分析单元进行划分。①平直路段：指平面线形为直线或半径大于等于1000m的平曲线，且纵坡小于3％；或纵坡大于3％，但坡长小于等于300m的路段；②纵坡段：指平面线形为直线或半径大于等于1000m的平曲线，且纵坡大于等于3％，坡长大于300m的路段；③小半径平曲线段：指平面线形为半径小于1000m的平曲线，且纵坡小于2％路段；④弯坡组合路段：指平面线形为半径小于1000m的平曲线，且纵坡大于等于2％的路段。当直线段位于两小半径曲线段之间，且长度小于临界值200米时，则该直线视为短直线，车辆在此路段上的运行速度保持不变。图1分析段落划分3.运行速度的测算在任选一个方向进行第一次的运行速度V测算时，首先要推算与设计路段85衔接的相邻路段速度，作为本路段的初始运行速度V，然后根据所划分的路段0类型，按平直路段、纵坡段、小半径平曲线段和弯坡组合路段等分别进行运行速度V的测算。85①设计路段的初始运行速度V0一般可通过调查点的现场观测或按表1估算各种设计速度对应的小客车和大货车的运行速度，作为设计路段的初始运行速度V。0设计速度与初始运行速度的对应关系表1设计速度（km/h）6080100120小客车8095110120初始运行速度V0大货车55657575②平直路段在平直路段上，小客车和大型车都有一个期望运行速度，见表2。A．当直线的入口速度等于期望运行速度时，车辆在平直路段上保持期望运行速度匀速行驶，因此，直线段的出口运行速度V等于期望运行速度V；outeB．当直线的入口速度小于（或大于）期望运行速度时，车辆在平直路段上将加速（或减速）行驶，直线段的出口运行速度V按式下计算。但当计算的运out行速度大于等于（或小于）期望运行速度时，直线段的出口运行速度V取期望out运行速度。V=V2+25.92aSout00V式中：out——直线段终点处的运行车速（km/h）V0——直线段入口处的运行车速（km/h）a0——车辆的推荐加速度（减速度）（m/s2），根据表2取值。S——直线段车道（m），当S<200m时，取S＝0计算。平直路段上期望运行速度表2车型小客车大货车期望车速Vkm/h12075e推荐加速度a（m/s2）0.15～0.500.20～0.250推荐减速度a（m/s2）-0.15～-0.50-0.20～-0.250③纵坡段当纵坡坡度大于3％、坡长大于300m时，需要对运行速度进行修整。计算纵坡段上的运行速度时不考虑平面线形。小客车和下坡方向的大货车运行速度采用《指南》中的方法修整计算，上坡方向的大货车运行速度根据该段的坡度和坡长，采用运行速度纵坡模型（下式）计算坡段终点速度，计算采用的车型为《标准》中采用的车型。⎡⎛V+V⎞2⎤⎢13KF⎜21⎟⎥V+V⎢⎛1+δ⎞⎛V2−V2⎞⎝2⎠⎥g(21)⎜⎟⎜21⎟+f±i/100+−P=02⎢⎝g⎠2Sm⎥⎢⎝⎠⎥⎣⎢⎦⎥式中：V——坡底运行速度，m/s；1V2——坡顶运行速度，m/s；S——坡长，m；K——风阻系数，小客车取0.0025，大货车取0.0035；F——迎风面积，小客车取2.0m2，大货车取6.2m2；δ——惯性阻力系数，取0.01；f、i——摩擦阻力系数、纵坡坡度；g——重力加速度，取9.8m/s2；m——车辆总质量，小客车取1500kg，大货车取15000kg；P——车辆的功率质量比，w/kg，按P=1.579i+0.102V−4.874计算。④小半径平曲线路段小半径平曲线路段的运行速度，按表3中的运行速度预测模型计算曲线中点和曲线出口的运行速度。小半径平曲线上速度预测模型表3曲线车型平曲线速度预测模型连接形式小客车V=−24.212+0.834V+5.729ln(R)入口middleinnow直线-曲线大货车V=−9.432+0.963V+1.522ln(R)middleinnow小客车V=1.277+0.942V+6.19ln(R)−5.959ln(R)入口middleinnowback曲线-曲线大货车V=−24.472+0.990V+3.629ln(R)middleinnow小客车V=11.946+0.908V出口outmiddle曲线-直线大货车V=5.217+0.926VoutmiddleV=−11.299+0.936V−2.060ln(R)+5.203ln(R)出口小客车outmiddlenowfront曲线-曲线V=5.899+0.925V−1.005ln(R+0.329ln(R)大货车outmiddlenow)front表中：V——曲线入口的运行速度（km/h）；inV——曲线中点的运行速度（km/h）；middleV——驶出曲线的运行速度（km/h）；outR——曲线前方的曲线的半径（m）；frontR——当前曲线半径（m）；nowR——曲线后方的曲线半径（m）。back⑤弯坡组合路段的运行速度按表4中的运行速度预测模型计算弯坡组合路段曲线中点和曲线出口的运行速度。弯坡组合路段的运行速度预测模型表4曲线连接车型弯坡组合路段的运行速度预测模型形式小客车V=−31.669+0.547V+11.714ln(R)+0.176I入口middleinnownow1直线-曲线大货车V=1.782+0.859V−0.51I+1.196ln(R)middleinnow1now小客车V=0.750+0.802V+2.717ln(R)−0.281I入口middleinnownow1曲线-曲线大货车V=−1.798+0.248ln(R)+0.977V−0.133I+0.23ln(R)middlenowinnow1back小客车V=27.294+0.720V−1.444I出口outmiddlenow2曲线-直线大货车V=13.490+0.797V−0.697Ioutmiddlenow2V=1.819+0.839V+1.427ln(R)+0.782ln(R)−0.480I出口小客车outmiddlenowfrontnow2曲线-曲线V=26.837+0.830V−3.039ln(R)+0.109ln(R)−0.594I大货车outmiddlenowfrontnow2表中：R∈[120,1000],I∈[−6%,−2%]∪[2%,6%]V——曲线入口的运行速度（km/h）；inV——曲线中点的运行速度（km/h）；middleV——驶出曲线的运行速度（km/h）；outR——当前曲线前方的曲线的半径（m）；frontR——当前曲线半径（m）；nowR——当前曲线后方的曲线的半径（m）；backI——曲线前段的坡度；now1I——曲线后段的坡度now24.计算点的选取图2计算点选择示意图相邻路段是指平面、纵断面、横断面指标不同的相接路段，特征点一般指平曲线的起点、曲中点、终点，纵断面变坡点。在选择运行速度计算点时，一般选择先选择直缓点、缓直点作为计算点，并把曲中点作为过渡点，如图2所示，然后分析纵断面变坡点的位置，考虑分析段落的长度、类型进一步划分，增加计算点。三、软件的主要功能1．软件的运行环境软件内嵌于AutoCAD（支持AutoCAD2000～2008）软件，用户启动AutoCAD后，软件后自动加载启动，并加载软件的工具栏，启动AutoCAD后界面见下图。图3软件运行环境2．软件的操作界面图4程序主界面3．软件的主要功能（1）运行速度预测分车型、分方向预测高等级公路的运行速度，并输出运行速度图和运行速度计算表，满足最新《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》（2007年10月1日执行）中关于初步设计文件中提交运行速度图和运行速度计算表的要求。可以输出A3或A4图幅的运行速度图、运行速度计算表，同时可以生成运行速度折线图（报告正文中用）。图5运行速度图（A3图幅）图6运行速度图（A4图幅，报告正文中用）图7运行速度表140120)100/hm80小汽车(k度60大货车速40200K33+052.494K36+157.153K37+370.0K38+910.865K40+154.524K41+304.785K42+460.0K43+625.537K45+411.119K46+556.849K47+419.275K48+512.747K49+923.553K51+779.873K53+265.544K54+341.005K55+493.402K56+307.912K57+445.978K77+326.938K78+494.655里程桩号图8运行速度折线图（报告正文中用）（2）平曲线半径及横向力系数分析采用运行速度分析每个平曲线及设计超高所对应的横向力系数大小，并作出初步的分析，提供“平曲线半径及横向力系数分析表”图9平曲线半径及横向力系数分析表（3）曲线间直线长度分析依据运行速度，对曲线间直线长度进行分析，提供“曲线间直线长度分析表”图10曲线间直线长度分析表（4）纵坡及竖曲线 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 符合性检查依据规范，对纵坡及竖曲线的规范符合性进行检查，提供“纵坡竖曲线检查表”图11纵坡竖曲线检查表（5）连续上坡路段运行速度分析依据预测的运行速度，分析连续上坡路段大货车的运行速度与该路段设计速度对应下的最低允许速度间的差值，为设计人员设计爬坡车道的位置提供参考，提供“连续上坡路段分析表”图12连续上坡路段分析表（6）连续下坡路段运行速度分析根据相关研究项目，依据预测的运行速度，分析连续下坡路段大货车的运行速度和在挂空挡下坡、挂六档、挂五档下坡的情况下制动器的温度，为分析连续下坡路段的安全性和设计人员设计避险车道的位置、交通安全设施的设置等提供参考，提供“连续下坡路段分析表”。图13连续下坡路段分析表四、软件的主要特点1．路线设计及安全软件人员研发软件由长期从事道路线形设计、安全设计与评价的科研人员研发，这些科研人员具有深厚的路线安全理论知识、具有丰富的安全设计经验、具有较高的科研水平，将了之中。软件融入研发人员的一部分科研成果，并将根据最新科研成果和线形安全评价分方法、步骤更新升级该软件，使用本软件的人员可以得到科研人员的专业支持。下一版本将提供视距分析与评价功能，目前此功能正在研发中。2．支持流行路线设计软件的数据格式软件可以直接读取CARD/1、纬地、EICAD等路线设计软件的设计文件数据作为运行速度分析和线形安全评价的基础数据，用户无需进行二次转换。软件预留了与其它各种路线设计软计的接口，维护方便。另外，可以针对用户的特殊需求，开发用户专用的数据接口。3．处理断链可以处理因路线设计造成的断链问题（如果客户使用的路线设计软件支持的话）。4．自动划分分析段落采用《指南》中规定的四种分析路段的定义，软件根据路线的平面线形设计和纵断面线形设计，自动划分分析段落，并对分析段落进行优化，使划分的分析段落更加合理，用户也可以在自动划分分析段落的基础上调整分析段落。5．输出运行速度图和计算表分车型（小汽车、大货车）、分方向自动绘制沿线正向和反向运行速度图，并自动设置好分幅打印页面。输出运行速度计算机表6．输出五种路线平纵面线形分析表软件可以输出以下五种路线平纵面线形分析表：①平曲线半径及横向力系数分析②曲线间直线长度分析表③纵坡竖曲线检查表④连续上坡路段分析表⑤连续下坡路段分析表这些表格可以为路线设计人员对路线的平纵面线形分析提供参考，也可以作为路线安全性评价分析提供参考。五、软件安装步骤、注册1．软件的安装（1）双击“高速公路运行速度预测、线形分析与评价系统.exe”文件，启动安装程序；见下图；图14安装界面1（2）单击“下一步”；弹出许可 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 对话框，见下图；图15安装界面2（3）选择“我同意该许可协议的条款”，单击“下一步”；弹出序列号输入对话框，见下图；图16安装界面3（4）输入序列号，单击“下一步”；弹出AutoCAD软件版本选择对话框，见下图；图17安装界面4（5）选择您计算机上安装的AutoCAD，单击“下一步”；弹出用户信息输入对话框，见下图；图18安装界面5（6）输入您的用户信息，单击“下一步”；弹出安装文件夹选择对话框，见下图；图19安装界面6（7）单击“下一步”；弹出准备安装对话框，见下图；图20安装界面7（8）单击“下一步”；完成软件的安装。2．软件的注册软件需要注册以后才能使用。第一次使用时，会提示用户注册软件。（1）启动安装了“高速公路运行速度预测、线形分析与评价系统”的AutoCAD软件，单击“RoadTools1”工具栏的左侧第一个按钮，弹出提示对话框：（2）单击“确定”按钮，弹出注册对话框如果您是第一次使用，请将“申请码”发给销售人员或软件工程师，以获得注册码，我们保证在一个工作日内将注册码发给您。如果您已经获得注册码，请填入注册码，然后单击“注册”，激活软件。注意：一套软件只能在一台计算机上使用，我们将保存您的注册信息，以保证软件使用的合法性。图21软件注册六、“软件的操作步骤1.运行AuotoCAD软件安装有“高速公路运行速度预测、线形分析与评价系统”的AutoCAD软件。启动AutoCAD软件后，在命令行输入“options”命令，在对话框中选择“显示”选项卡，去掉“新建布局时显示“页面设置”对话框”前的√，见下图：图22AutoCAD软件选项设置2．软件自动加载启动AuotoCAD后，自动加载“高速公路运行速度预测、线形分析与评价系统”，并在AutoCAD出现新的工具栏“RoadTools1”（见下图），注意：工具栏中左侧的两个按钮、分别为“高速公路运行速度预测、线形分析与评价系统”启动按钮和运行速度图分幅工具，其余按钮为CAD绘图和路线设计、地形图处理辅助工具，为本系统的附赠功能。图23软件工具栏3．启动“高速公路运行速度预测、线形分析与评价系统”单击该工具栏上的,启动“高速公路运行速度预测、线形分析与评价系统”，界面如下：注意：第一次使用时，会弹出软件注册对话框，用户请将“申请码”发给销售人员或软件工程师，以获得注册码，我们保证在一个工作日内将注册码发给您。如果您已经获得注册码，请填入注册码，然后单击“注册”，激活软件。A）“CARD－1”B）“纬地”图24选择“设计软件“4．设置（1）选择路线设计软件类型根据您使用的路线设计软件类型，选择“设计软件”。本系统支持的路线设计软件有：①德国路线设计软件CARD/1（西安开道万公司为唯一销售公司）②纬地（HintCAD）路线设计软件③EICAD路线设计软件（2）指定路线线形设计数据文件①“设计软件”为“CARD－1”软件时，分别单击“平面线形”、“平面交点”、“纵面线形”输入框右侧的按钮，在弹出的对话框中选择路线设计的线形文件。②“设计软件”为“纬地”软件时，分别单击“项目文件”“平面线形”、“平面交点”、“纵面线形”输入框右侧的按钮，在弹出的对话框中选择路线设计的线形文件。（3）设置基本参数设置基本参数包括选择路段设计速度、输入路面摩擦系数。图25设置基本参数（4）选择车型、运行方向选择同时计算两种车型还是一种，运行方向一次选择一个方向，对于分离式路基路段要注意正向为里程增加的方向，一般为右幅，反向为左幅。图26选择车型、运行方向（5）设置路段起点速度用户可以选择由软件根据设计速度选择路段起点速度。当一个项目分为多个设计路段时，可以输入前一路段终点的预测速度，作为本路段的起始速度，以保证运行速度的一致。图27设置路段起点速度（6）选择分析段落的划分方式①选择“系统自动划分分析段落”系统根据段落划分的依据，进行分析段落的划分，并进行优化，分析过程无需用户干涉。②选择“调整后的分析段落文件”用户选择“调整后的分析段落文件”后，右侧的“系统生成分析段落文件”、“编辑分析段落”以及文件浏览对话框激活。先单击“系统生成分析段落文件”，由系统自动产生一个分析段落数据文件，然后单击“编辑分析段落”，打开该段落分析文件，用户调整段落分析文件，保存关闭。注意：分析段落数据文件格式为Excel文件格式，用户必须在系统自动产生的分析段落数据文件基础上进行修改、调整。也可以直接单击下图中的按钮，直接指定段落划分文件。5．输出图表①单击按钮“绘制运行速度图”，根据软件的提示，完成运行速度图的绘制。②单击按钮“生成运行速度表”，根据软件的提示，生成运行速度计算表。③单击按钮“生成线形分析表”，根据软件的提示，生成线形分析表。6．运行速度图分幅生成运行速度图后，用户可以选择立即进行分幅，也可以以后手动分幅，手动分幅的步骤如下：单击“RoadTools1”工具栏中的按钮，根据AutoCAD命令行的提示：①“选择速度图的起点”——从运行速度图的左侧选择起点（捕捉端点）；②“拾取图中起点桩号”——拾取图中标注的起点桩号；③“图形插入点”——点取图中起点红色小圆的圆心；④“选择速度图的终点”——从运行速度图的右选择终点（捕捉端点）；⑤“拾取图中终点桩号”——拾取图中标注的终点桩号；⑥“运行方向是[正向Z]还是[反向F]”——输入F或Z来选择该运行速度图的方向。最后软件自动分幅。7．生成运行速度折线图（图7）在生成运行速度计算表后，或打开已经生成的运行速度表，单击Excel的“工具”→“宏（M）”→“VisualBasic编辑器”后，按快捷键“F5”，然后关闭VisualBasic编辑器即可。