基于公路三维空间线形的道路安全性分析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于公路三维空间线形的道路安全性分析方法及系统，其中方法包括以下步骤：获取公路线形的三维空间的设计数据；结合设计数据和预设的路段组合类型将公路线形划分为多个路段；根据设计数据计算路段的加权曲率差、平均曲率变化率和挠率差；结合加权曲率差、平均曲率变化率、挠率差和道路安全性分析模型获取路段的风险系数，根据风险系数对道路进行安全性分析。本发明专利技术从空间曲线几何不变量曲率着手，获取路段的加权曲率差、平均曲率变化率和挠率差，求解路段的风险系数，通过量化的方法对公路线形的组合进行安全性分析，摆脱了传统公路设计对于线形组合的定性描述的限制，可广泛应用于交通安全分析领域。

【技术实现步骤摘要】
基于公路三维空间线形的道路安全性分析方法及系统
本专利技术涉及交通安全分析领域，尤其涉及一种基于公路三维空间线形的道路安全性分析方法及系统。
技术介绍
公路线形(即道路线形)质量，既影响驾驶者驾驶过程中的操作情况与生理心理的状况，又决定车辆在行驶过程中的安全保障与路段的通行能力保证，同时也影响公路的整体运营与投入回报比，公路线形设计质量的好坏，是影响道路安全和经济性最根本的原因。在公路线形中考虑公路附近的地形、地物等控制点，同时在确保公路线形满足当前公路交通行业的设计标准与规范的同时，最大程度保障行车安全，已然成为当前国内道路工程方向的所重点关注与研究的内容。宏观上，驾驶人在驾驶车辆时的行为会受制于公路线形的反馈。公路本质上是三维立体构造，大部分交通事故都与公路自身线形条件存在较为明显的联系。微观上，公路线形由平面线形与纵面线形组合而成，不同线形的组合会导致三维空间的线形连续性的衰退，路段之间存在三维空间曲率与挠率不连续的现象，这使汽车无法按照其行驶特性安全舒适地进行运动，从而导致公路事故的发生。因而，通过公路线形连续性快速、准确分析公本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于公路三维空间线形的道路安全性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取公路线形的三维空间的设计数据；/n结合设计数据和预设的路段组合类型将公路线形划分为多个路段；/n根据设计数据计算路段的加权曲率差、平均曲率变化率和挠率差；/n结合加权曲率差、平均曲率变化率、挠率差和道路安全性分析模型获取路段的风险系数，根据风险系数对道路进行安全性分析。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于公路三维空间线形的道路安全性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取公路线形的三维空间的设计数据；
结合设计数据和预设的路段组合类型将公路线形划分为多个路段；
根据设计数据计算路段的加权曲率差、平均曲率变化率和挠率差；
结合加权曲率差、平均曲率变化率、挠率差和道路安全性分析模型获取路段的风险系数，根据风险系数对道路进行安全性分析。


2.根据权利要求1所述的一种基于公路三维空间线形的道路安全性分析方法，其特征在于，
所述结合设计数据和预设的路段组合类型将公路线形划分为多个路段，包括：
根据设计数据获取公路线形的平面线形数据和纵断面线形数据；
结合平面线形数据、纵断面线形数据和预设的路段组合类型将公路线形划分为多个路段；
所述路段组合类型包括直线段+直坡段类型、直线段+竖曲线段类型、缓和曲线段+直坡段类型、缓和曲线段+竖曲线段类型、圆曲线段+直坡段类型以及圆曲线段+竖曲线段类型。


3.根据权利要求2所述的一种基于公路三维空间线形的道路安全性分析方法，其特征在于，
所述根据设计数据计算路段的加权曲率差、平均曲率变化率和挠率差，包括：
根据路段组合类型获取与路段组合类型对应的计算公式；
结合设计数据和计算公式技术每个路段的曲率和挠率；
根据曲率计算路段的加权曲率差和平均曲率变化率，以及根据挠率计算路段的挠率差；
其中，直线段+直坡段类型的路段对应的曲率和挠率均为0。


4.根据权利要求3所述的一种基于公路三维空间线形的道路安全性分析方法，其特征在于，
所述根据曲率计算路段的加权曲率差和平均曲率变化率，包括：
根据汽车高速行驶的特性，以汽车在预设时间段内的行程确定最小安全分析单元；
结合最小安全分析单元和曲率计算加权曲率差；
结合最小安全分析单元和曲率计算平均曲率变化率。


5.根据权利要求3所述的一种基于公路三维空间线形的道路安全性分析方法，其特征在于，
所述缓和曲线段+直坡段类型对应的计算公式为：






其中，κ为曲率，τ为挠率，l为路段上任意一点到该路段起点的距离，la为路段起点到该路段所属平面线型的起点的距离，A为该路段缓和曲线参数，i1为该路段后视坡度。


6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓飞，姚江贝，刘运韬，叶志宏，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44