一种多车道高速公路出口的分级引导可变标线设置方法技术

本发明专利技术公开了一种多车道高速公路出口的分级引导可变标线设置方法，首先对多车道高速公路出口范围车道进行编号，并对每条车道对应的车道线进行分级；接着确定每级分级标线的基准点Pe的位置；再计算每级分级标线上的实线长度并施划该实线长度的实线，将实线的末端标记为禁止变道起始点Pf；接着计算每级分级标线上的可变虚实线长度并施划该可变虚实线长度的可变虚实线，将可变虚实线长度的末端标记车辆紧迫变道提示点Pu；所有分级标线上的实线和可变虚实线组合得到多车道高速公路出口的分级引导可变标线。本发明专利技术通过提前告知驶离车辆尽早变道，保证驶离车辆具有足够的变道空间，并减少不满足纵向安全距离的急减速变道，提高了出口范围的交通安全及通畅性。

【技术实现步骤摘要】
一种多车道高速公路出口的分级引导可变标线设置方法
本专利技术属于交通安全
，尤其涉及一种多车道高速公路出口的分级引导可变标线设置方法。
技术介绍
高速公路出口是典型的事故高发区。相关统计表明：超过40％以上的高速公路交通事故发生在出入口范围，而出口事故率是入口的1.5倍左右。高速公路出口引导信息多、交通复杂，驾驶负荷远高于常规路段，分流车辆与主线车辆交互运行，易引发内侧车道车辆连续变道、强行变道与突发变道等异常变道行为，异常变道易引发侧面相撞事故。出口主线限速高于匝道限速，车速波动剧烈，当限速差过大或剩余减速车道长度不足时，易导致主线到出口的短时速度突变或防止错过出口的急减速行为，车速突变或急减速是引发出口追尾事故的主因。随着高速公路的发展，多车道(单向高于或等于3条车道)高速公路越来越普遍，与常见的单向两车道高速公路出口路段相比，多车道高速公路出口内侧车辆需连续变道才能驶离，该过程引发的异常变道、突发变道行为更为普遍，主线车辆需连续减速才能驶离，该过程引发的急减速行为极易导致追尾或侧碰事故。由此可见，多车道高速公路出口交通运行更加复杂，安全形势更为严峻。目前高速公路设计规范未对高速公路出口标线进行精细化设计，实际高速公路出口处标线设计及施划时，多沿用常规路段的虚线设计，形式单一，不能提前告知主线车辆与驶离车辆提前分离，未能较好的防止因不满足变道最小安全距离引发的超车变道、急减速变道行为。在一些城市交通管理中，可变标线的理念被广泛使用，但高速公路的标线设计领域尚未涉及可变标线。<br>
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种多车道高速公路出口的分级引导可变标线设置方法，该方法通过提前告知驶离车辆尽早变道，保证驶离车辆具有足够的变道空间，以提高出口范围的通畅性；通过实线设计，防止因不满足变道最小安全距离引发的急减速变道、不安全连续变道行为；通过分级引导标线设计，渐进分离主线车辆与驶离车辆，增加出口范围车辆运行的有序性。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案予以实现：本专利技术的提供了一种多车道高速公路出口的分级引导可变标线设置方法，包括以下步骤：步骤1，将多车道高速公路出口的车道沿车辆行驶方向从右至左依次编号为1至i，对第1级车道至第i级车道的车道线依次进行分级，得到0至i级分级标线，其中，第1级车道的两条车道线分别为第0级分级标线和第1级分级标线，第k条车道的两条车道线分别为第k-1级分级标线和第k级分级标线，第1级分级标线对应第1级车道，第k级分级标线对应第k级车道，1≤k≤i，i≥3且i为整数；步骤2，确定每一级分级标线上的基准点Pe的位置；步骤3，计算每一级分级标线上的实线长度，以该级分级标线上的基准点Pe为起始点沿车辆行驶的反方向在该级分级标线上施划与所述实线长度对应的实线，并将所述实线的末端标记为禁止变道起始点Pf；步骤4，计算每一级分级标线上的可变虚实线长度，以该级分级标线上的禁止变道起始点Pf为起始点沿车辆行驶的反方向在该级分级标线上施划与所述可变虚实线长度对应的可变虚实线，并将所述可变虚实线的末端标记为车辆紧迫变道提示点Pu，所有的分级标线上的实线和可变虚实线共同组成多车道高速公路出口的分级引导可变标线。进一步的，步骤2的具体确定过程为：选取出口匝道三角区分流鼻端点作为第0级分级标线的基准点Pe0，并沿道路横断面在各级分级标线上平行设置Pek，其中，Pek为第k级分级标线上禁止变道的终止点。进一步的，步骤3按照以下步骤实施：步骤3.1，建立实线长度计算模型；步骤3.2，选取第k级车道，获取第k级车道对应的车道最大限速、路拱横坡坡度、路面横向力系数和车道宽度，并根据所述车道最大限速、所述路拱坡度、所述路面横向力系数和所述车道宽度，计算第k级车道上车辆的换道执行阶段纵向行驶距离其中，路拱横坡坡度是指第k级车道所在的高速公路出口分流路段相对于水平面的坡度；步骤3.3，获取第k级车道对应的车道最大限速和变道调整时间，并根据所述车道最大限速和所述变道调整时间，计算第k级车道上车辆的换道后调整阶段纵向行驶距离步骤3.4，根据所述实线长度计算模型、所述换道执行阶段纵向行驶距离和所述换道后调整阶段纵向行驶距离得到第k级分级标线上的实线长度，以该级分级标线上的基准点Pek为起始点沿车辆行驶的反方向在该级分级标线上施划与所述实线长度对应的实线，将所述实线的末端标记为禁止变道起始点Pfk，完成第k级分级标线上实线的设置。进一步的，步骤3.1中所述实线长度计算模型的具体建立过程为：其中，Lsi表示第i级分级标线上的实线长度；LCmin(k)表示第k级车道上的车辆向第k-1级车道换道的最小纵向距离。进一步的，第k级车道上车辆的换道执行阶段纵向行驶距离的具体计算方法为：其中，vk为第k级车道的最大限速，单位为m/s；d为单车道宽度，单位为m；amax为辆最大横向加速度，单位为m/s2；bmax为车辆的最大横向加速度变化率，单位为m/s3，μ为横向力系数，ih为高速公路出口分流路段相对于水平面的路拱横坡坡度，g为重力加速度，常取9.8m/s2。进一步的，第k级车道上车辆的换道后调整阶段纵向行驶距离的具体计算方法为：其中，vk-1为车辆变道操作后在k-1级车道的最大限速，单位为m/s；tad为车辆由k级车道变道到k-1级车道所需的变道调整时间，单位为s。进一步的，步骤4按照以下步骤实施：步骤4.1，建立可变虚实线长度计算模型；步骤4.2，选取第k级车道，获取第k级车道对应的平均车辆的行驶速度和实时交通量，并根据所述平均车辆的行驶速度和所述实时交通量，计算第k级车道上车辆的换道准备阶段纵向行驶距离其中，平均车辆的行驶速度是指第k级车道上全天车辆行驶速度的平均值；步骤4.3，根据所述可变虚实线长度计算模型、所述换道准备阶段纵向行驶距离LAk、所述换道执行阶段纵向行驶距离和所述换道后调整阶段纵向行驶距离得到第k级分级标线上的可变虚实线长度，以该级分级标线上的禁止变道起始点Pfk为起始点，沿车辆行驶的反方向在该分级标线上施划与所述可变虚实线长度对应的可变虚实线，将所述可变虚实线长度的末端标记为车辆紧迫变道提示点Puk，完成第k级分级标线上可变虚实线的设置。进一步的，步骤4.1中可变虚实线长度计算模型的具体建立过程为：Lxk＝LCnorm(k)，其中，Lxk表示第k级分级标线上的可变虚实线长度，LCnorm(k)表示第k级车道车辆正常情况下向第k-1级车道换道的纵向距离，为第k级车道上车辆的换道准备阶段纵向行驶距离。进一步的，步骤4.2中第k级车道上车辆的换道准备阶段纵向行驶距离的具体计算方法为：其中，v为第k级车道的平均车辆行驶速度，单位为m/s；Q为实时交通量，单位为pcu/h；tre为驾驶员的反应时间，单位为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多车道高速公路出口的分级引导可变标线设置方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，将多车道高速公路出口的车道沿车辆行驶方向从右至左依次编号为1至i，对第1级车道至第i级车道的车道线依次进行分级，得到0至i级分级标线，其中，第1级车道的两条车道线分别为第0级分级标线和第1级分级标线，第k条车道的两条车道线分别为第k-1级分级标线和第k级分级标线，第1级分级标线对应第1级车道，第k级分级标线对应第k级车道，1≤k≤i，i≥3且i为整数；/n步骤2，确定每一级分级标线上的基准点Pe的位置；/n步骤3，计算每一级分级标线上的实线长度，以该级分级标线上的基准点Pe为起始点沿车辆行驶的反方向，在该级分级标线上施划与所述实线长度对应的实线，并将所述实线的末端标记为禁止变道起始点Pf；/n步骤4，计算每一级分级标线上的可变虚实线长度，以该级分级标线上的禁止变道起始点Pf为起始点，沿车辆行驶的反方向，在该级分级标线上施划与所述可变虚实线长度对应的可变虚实线，并将所述可变虚实线的末端标记为车辆紧迫变道提示点Pu，所有的分级标线上的实线和可变虚实线共同组成多车道高速公路出口的分级引导可变标线。/n

【技术特征摘要】
1.一种多车道高速公路出口的分级引导可变标线设置方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将多车道高速公路出口的车道沿车辆行驶方向从右至左依次编号为1至i，对第1级车道至第i级车道的车道线依次进行分级，得到0至i级分级标线，其中，第1级车道的两条车道线分别为第0级分级标线和第1级分级标线，第k条车道的两条车道线分别为第k-1级分级标线和第k级分级标线，第1级分级标线对应第1级车道，第k级分级标线对应第k级车道，1≤k≤i，i≥3且i为整数；
步骤2，确定每一级分级标线上的基准点Pe的位置；
步骤3，计算每一级分级标线上的实线长度，以该级分级标线上的基准点Pe为起始点沿车辆行驶的反方向，在该级分级标线上施划与所述实线长度对应的实线，并将所述实线的末端标记为禁止变道起始点Pf；
步骤4，计算每一级分级标线上的可变虚实线长度，以该级分级标线上的禁止变道起始点Pf为起始点，沿车辆行驶的反方向，在该级分级标线上施划与所述可变虚实线长度对应的可变虚实线，并将所述可变虚实线的末端标记为车辆紧迫变道提示点Pu，所有的分级标线上的实线和可变虚实线共同组成多车道高速公路出口的分级引导可变标线。


2.根据权利要求1所述的多车道高速公路出口的分级引导可变标线设置方法，其特征在于，步骤2的具体确定过程为：选取出口匝道三角区分流鼻端点作为第0级分级标线的基准点Pe0，并沿道路横断面在各级分级标线上平行设置Pek，其中，Pek为第k级分级标线上禁止变道的终止点。


3.根据权利要求1所述的多车道高速公路出口的分级引导可变标线设置方法，其特征在于，步骤3按照以下步骤实施：
步骤3.1，建立实线长度计算模型；
步骤3.2，选取第k级车道，获取第k级车道对应的车道最大限速、路拱横坡坡度、路面横向力系数和车道宽度，并根据所述车道最大限速、所述路拱坡度、所述路面横向力系数和所述车道宽度，计算第k级车道上车辆的换道执行阶段纵向行驶距离其中，路拱横坡坡度是指第k级车道所在的高速公路出口分流路段相对于水平面的坡度；
步骤3.3，获取第k级车道对应的车道最大限速和变道调整时间，并根据所述车道最大限速和所述变道调整时间，计算第k级车道上车辆的换道后调整阶段纵向行驶距离
步骤3.4，根据所述实线长度计算模型、所述换道执行阶段纵向行驶距离和所述换道后调整阶段纵向行驶距离得到第k级分级标线上的实线长度，以该级分级标线上的基准点Pek为起始点沿车辆行驶的反方向在该级分级标线上施划与所述实线长度对应的实线，将所述实线的末端标记为禁止变道起始点Pfk，完成第k级分级标线上实线的设置。


4.根据权利要求3所述的多车道高速公路出口的分级引导可变标线设置方法，其特征在于，步骤3.1中所述实线长度计算模型的具体建立过程为：






其中，Lsi表示第i级分级标线上的实线长度；LCmin(k)表示第k级车道上的车辆向第k-1级车道换道的最小纵向距离。


5.根据权利要求3所述的多车道高速公路出口的分级引导可变标线设置方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亦新，刘梁琛，芦俞嘉，夏新平，文豪松，李春艳，张寅，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61