2-1交通特性分析—道路交通三要素特性

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一、人的交通特性—驾驶员
1.驾驶员的职责和要求:
高度的社会责任感 良好的职业道德、身体素质、心理素养 熟练的驾驶技术
2.驾驶员的信息处理过程
信息感知阶段——收集并理解信息; 分析判断阶段——与经验进行对照、分析,然后判断; 操作反应阶段——进行具体操作,并产生效果。
车内环境 车外环境
汽车行驶驱动附着条件 要使汽车正常行驶而不出现车轮滑 转现象,驱动力应不大于附着力(附着力即为地面对车轮切 向反作用力的极限,一般用Fφ表示),即: Ft ≤ Fφ
空气阻力
地面驱动力
坡度阻力
滚动阻力
附着系数
附着重量 车轮驱动力
30%地面驱动力 Fk=f(Φ,G,Mk)
2、动力性能
汽车的动力性有以下三个评判指标: 最高车速Vmax(km/h):汽车在水平良好的水泥或泥青路
α G
空气阻力 汽车在行驶时,空气与汽车表面相互摩擦, 同时车身前部受到迎面空气流的压力,而车身后部因空气 涡流而产生真空吸力,这样就形成了阻碍汽车行驶的空气 阻力。
Fw CD Ava2 21.15
式中:
Fω----空气阻力 (N) A ----汽车的迎风面积(m2) CD----空气阻力系数 vα----汽车与空气的相对速度(m/s)
5.驾驶员的选择特性
选择的基本行为:影响交通的需求量与时间和空间分布 -交通出行与否的选择 -目的地选择 -交通方式的选择(选择汽车时) -交通路径的选择 -出行时刻选择
影响出行选择的要素:综合效用,如时间、费用、体力 消耗、舒适度、欲望等;嗜好
6.驾驶员的心理特点和个性特点
驾驶员的心理特点
消失现象—当某一物体因同时受到对象车与自己车照射时, 而在某一相对距离内完全看不清楚,呈消失状态。
一般路中线的行人当双向车距约50m时,出现消失现象
3.驾驶员的视觉特性---视野
视野—两眼注视某一目标,注视点两侧可以看到的范围。
行驶车 速
(km/h)
40 72 105
注视点 (前方)
(m)
183 366 610
驾驶员的信息处理过程
信息 输入
感 受 器
(≥0.4s)
知 记忆 判 意志
反 应
觉 思考 断 决定

(≥0.3s)
反应 输出
车辆 行驶
环境
感觉 器官
传入 神经
兴趣、情绪 欲求等
中枢神经
传出 神经
动作器官
车辆
身体条件 (饮酒、疾病、
疲劳等)
图2.1 驾驶控制系统示意图
3.驾驶员的视觉特性---视力
视力——眼睛分辨两物点之间最小距离的能力。根据眼睛 所处的状态和时间不同,又有静视力、动视力和夜间视力 之分。
视野 ( °)
90~100 60~80
40
驾驶员注视点、视野与行驶车速间关系
3.驾驶员的视觉特性---立体视觉、视差
立体视觉——人对三维空间各种物体远近、 前后、高低、深浅和凸凹的感知能力。
视差——又称错觉,是对外界事物不正确的知觉。
3.驾驶员的视觉特性---视差
视差——又称错觉,是对外界事物不正确的知觉。
横向力要求——横向力系数大于0.2时,乘客有不稳定感; 横向力系数大于0.4时,乘客站立不住,有倾倒的危险;
加速度变化——德国学者通过试验得到这样的结果:横向 加速度为1.8m/s2时,感觉不显著;为3.6m/s2时,能感觉 到,可以忍受;大于5.0m/s2时,不能忍受;
周边景观条件——山区道路、陡边坡高填土道路、风景区 道路等;
静视力——静止时的视力。
3.驾驶员的视觉特性---视力
动视力——汽车运功过程中驾驶人的视力。
3.驾驶员的视觉特性---视力
夜视力——黑暗环境中视力。(受到行车速度和道路照ຫໍສະໝຸດ Baidu影响)
夜间驾驶员视力辨认距离
3.驾驶员的视觉特性---视力
视觉适应——视觉器官对于光亮程度突然变化而引起的感 受性适应过程。
加速阻力:汽车加速行驶时,需要克服其质量加速运
动时的惯性力,其数值与汽车总质量、行驶加速度和汽
车旋转质量换算系数有关.
Fj
m
dv dt
式中: ---为汽车旋转质量转换系数
m ---为汽车总质量,kg dv ---为行驶加速度,m/s2
dt
(3)汽车行驶驱动条件
汽车行驶必要条件 要使汽车正常行驶,必须使驱动力不小 于行驶状态所遇到道路阻力和空气阻力之和,即: Ft ≥ Ff + Fi + Fω
入等
疲劳和饮酒对驾驶员特性的影响
疲劳驾驶超速行驶 交通安全头号杀手 疲劳对安全行车的影响 反应时间显著增长 操作能力下降 判断失误增多 饮酒对行车安全的影响
一、人的交通特性—乘客
-乘客的交通需求心理:出于某种目的而出行,希望便 捷、省时、省力、舒适、安全等; -乘车反应:道路的条件(平整性、线形等)、车辆行 驶平稳性、乘车时间及车厢环境(卫生、整洁及人文环 境等)会导致乘客的不同反应;
上的转矩Mt产生一个对地面的圆周力F0, 地面对驱动轮的反作用力Ft(方向与F0 相反),即驱动汽车的外力,也称驱动
力。
Ft
Ft
Mt r
Mt
r
F0
式中:Mt—作用于驱动轮上的转矩,N·m r —车轮的半径,m
(2)汽车行驶阻力
汽车的行驶阻力包括: 滚动阻力 、坡度阻力 、空气阻力 、 加速阻力。
滚动阻力:车轮在地面上滚动时,由于轮胎和路面的变形, 轮胎与路面之间的滑移,路面不平引起的震动和冲击,从动轮 轴承间的摩擦力所产生的阻力.
三、道路的交通特性(+补充知识)
道路的等级和类型 路网布局(放射环路网、三角路网、树杈路网、
并列路网) 路网密度:等于该区域道路总长与该区域的总
面积之比。 道路线形 道路结构
1、道路等级
公路网等级划分 ❖ 技术等级:高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四
级公路五个等级,另有等外公路 ❖ 行政等级:国道、省道、县道、乡村道路四级,及专用道路 城市道路网等级划分 ❖ 按照道路网中的地位、交通功能及对沿线建筑物的服务
Ff=Gf (N) 式中:G----汽车总重力(N)
f----滚动阻力系数
滚动阻力系数
路面种类 水泥混凝土和沥青混凝土路面
表面平整的黑色碎石路面 碎石路面
干燥平整的土路 潮湿不平整的土路
f 0.01~0.02 0.02~0.025 0.03~0.05 0.04~0.05 0.07~0.15
坡度阻力 汽车爬坡时,汽车重力沿平行路面方向上产生 的分力,该力阻止汽车前进,成为坡度阻力,其数值与汽车 总重力和道路的纵向坡度有关. Fi=Gsinα (N) 式中: G----- 汽车总重力(N) α---- 坡度角
行人交通的 解决方法
交通系统中”人”的特性及其影响小结
人是交通系统中的最活跃的因素; 人是交通需求之源; 人是影响交通安全之关键; 人是改善交通系统之主; 交通系统应以人为本
二、车辆的交通特性
技术参数包括:尺寸参数、质量参数和性能参数。
车辆特性在确定交通工程的某些任务中起着重要作用。 车辆的尺寸会影响到道路线形,交通结构物的净空, 停车场等交通设施的设计。
禁行标志
警告标志
指路标志
4.驾驶员的反应特性
即驾驶员对于一个特定的刺激产生感知并对它作出反 应,是驾驶员最重要的特性之一。
包括4个性质不同的心理活动: (1)感知:对刺激的认识和了解; (2)识别:对刺激的辨别和解释; (3)判断:对刺激作出的反应的决策; (4)反应:由决策引起的肢体反应。
4.驾驶员的反应特性
4
1.5
6.5
16
2.5
4
1.2
4+8.8
《城市道路设计规范》(CJJ37-1990)规定的设计车辆外廓尺寸
后悬 1.4 4 2
车辆类型
总长
总宽
项目(m)
总高
前悬
轴距
后悬
小客车
5
1.8
1.6
1.0
2.7
1.3
普通汽车
12
2.5
4.0
1.5
6.5
4.0
铰接车
18
2.5
4.0
1.7
5.8+6.7
3.8
注:自行车的外廓尺寸采用宽0.75m,长1.9m。
汽车的性能参数:动力性、制动性、燃油经济性、操 纵稳定性和舒适性等。
车辆总体上可分为机动车和非机动车两大类。
1、车辆的设计外廓尺寸
《公路工程技术标准》(JTJ001-1997)规定的设计车辆外廓尺寸
车辆类型
小客车 载货汽车 鞍式列车
总长
总宽
项目(m)
总高
前悬
轴距
6
1.8
2
0.8
3.8
12
2.5
错觉是有心理和生理原因引起的。 即当前的知觉与过去的经验相矛盾, 或者思维推理上的错误等。
例如:
车道上画的V型线
6.4km/h 11.7km/h
高速公路与一般公路的连接处
接近入口400m范围内的路段上涂上有疏到密的 间隔不等的黄色横线,距环越近间隔越小
3.驾驶员的视觉特性---色感
视力——驾驶员对不同颜色的辨认和感觉不一样。 红色光——产生兴奋、警觉——禁行信号 黄色光——易唤起人们注意——警告信号 绿色光——给人平静、安全感——通行信号
休息间隙——应沿线布设多处休息场地,使需要停驻的车 辆能稍事休息。
一、人的交通特性—行人
行人交通流特性: 步行速度、密度
基本关系等;
-行人交通特征及其基本影响因素 因素:年龄、性别、出行目的、文化素养、心境、街景、交通
状况、生活区域等; 交通特征:行人速度(1.0-1.3/s)、行人空间(0.9-2.5m2 /人) 、
行人注意力 步行距离:可接受距离(一般越短越好)
行人的行走特性——步频(80~150次/分钟)、步幅(67厘 米—男性、60厘米—女性)、步速(我国采用1~1.2m/s作 为自由步行速度 );
行人的空间需求——静态空间、动态空间 行人的心理特性——主要关心步行的注意力和横过街道时
的心理特点;
制动效能 汽车在行驶中能强制地降低行驶速度以至 停车或者下坡时维持一定速度的能力。其评价指标是制动距 离和制动减速度。
制动效能的恒定性 制动过程实际上是把汽车行驶的动 能通过制动器吸收转化为热能。高速时制动或长时间下坡连 续制动要求制动效能保持良好,否则制动器发热使制动失效, 易发生交通事故。
制动的方向稳定性 制动时不产生跑偏、侧滑及失去转 向能力的性能 。
刺激信息:道路及其交通环境影响驾驶员的反应(线形、 宽度、路面质量、交叉口及交通流情况与标志、信号等), 大致可分为: 早显信息——有提前量信息,驾驶员易判断 突显信息——外界信息来之突然、易出事故 微弱信息——刺激信息量小,易造成判断错误 先兆信息——有先兆,驾驶员易察觉 潜伏信息——不易直观察觉,易造成判断错误
注意——心理活动对一定事物的指向和集中; 动态判断——指动态条件下对距离和速度的知觉。例如 车头间距、被超车的速度、对面来车速度、道路宽度、选 择可插间隙等。 动机、素养、注意力、智力、情绪、成熟性、知识性、 条件反应
驾驶员的个性特点:
性别差异 年龄差异 气质差异 驾驶员的种族、民族,生活所在地区的习惯、平均收
汽车行驶的基本原理
汽车从静止到开始运动,或是在正常行驶的过程中,都 不可避免地要受到外界的各种阻力,这些阻力有滚动阻力、 坡度阻力、空气阻力和加速阻力。欲使汽车运动,必须有外 界对汽车施加驱动力,以克服汽车运动时所遇到的阻力。
(1)汽车驱动力
汽车发动机产生转矩Me经由传动系
va
统传递驱动轮上。此时,作用于驱动轮
由明亮处进入暗处,眼睛习惯后,视力恢复,称为暗适应; 反之称为明适应。
例如:隧道进出口 例如:城乡结合部
3.驾驶员的视觉特性---眩目
眩目——视野内有强光照射,使人的眼睛产生不舒适感, 形成视觉障碍。 避免方法:采用隔离带、 加强照明、会车时变换灯光、 防眩眼镜、车灯用偏振玻璃做灯罩(防眩处理)
4.驾驶员的反应特性
反应特性——感知-反应时间,反映信息处理过程的灵敏程度;
制动力最大
减 速 度
危 险 信 息 出 现
信息感知分析
脚 从 油 移门 动踏 板 开 始
脚 移 动 至 制 动 踏 板
制动力减弱
判断时间
动作时间 制动器起作用时间
持续制动时间
时间
知觉-反应时间
非机动区间
图2.1 制动动作和制动减速度
面上所能达到的最高行驶速度。 加速能力(时间):分为原地起步加速时间和超车加速
时间。
最大爬坡度imax :汽车满载时Ⅰ档在良好路面上的最大 爬坡度。
最快的车:福特SSCUltimateAero 437km/h 新宝马M5 起动加速时间只需不到4.5秒
爬坡性能好:兰博基尼SUV
3、制动性能
评价汽车制动性能的主要指标 制动效能 制动效能的稳定性 制动时的方向稳定性
功能:快速路、主干路、次干路、支路四大类
公路网的组成。我国公路网按行政体制由国道、省道、县道 和乡道组成。其中,国道网方案于1964年开始编制,1981年 由国家经委、国家计委和交通部颁发试行。该方案共有国家 干线公路70余条,全长10.92万公里,布局分为三类。
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