Seguridad vial XVI Conferencia en cuatro continentes. Beijing, China, del 15 al 17 de mayo de 2013

Longitud segura de carril de aceleración y desaceleración - Rama izquierda autopista

RESUMEN

Los carriles de aceleración y desaceleración son las piezas fundamentales que garantizan la maniobra segura entre el carril principal y la rama. Por las limitaciones del terreno, la rama de salida o entrada por la izquierda usada en el diseño de distribuidores no concuerda con los hábitos de conducir por la dere-cha y expectativas de los conductores.

Para garantizar la seguridad y eficiencia de la operación, es necesario estudiar la longitud segura de los carriles de aceleración y desaceleración en la rama izquierda, teniendo en cuenta la característica de operación de los vehículos al convergir o divergir. Según la distribución de los intervalos entre vehículos en el carril principal en la zona de convergencia, el modelo de probabilidad de vehículos en el carril de aceleración que se fusionan en el carril principal, se estableció sobre la base de la teoría de aceptación de claros. La longitud del carril de aceleración puede calcularse según las diferentes probabilidades de velocidad de operación y convergencias. Sobre la base de la teoría de reducción secundaria, la longitud segura requerida de carril de desaceleración que conduce desde el carril interior a la rama de salida del lado izquierdo se determinó para asegurar que esos vehículos divergentes no afecten la operación de los vehículos en los carriles principales. La longitud recomendada de carril de aceleración y desacelera-ción dará un sostén técnico al diseño seguro del distribuidor.

1 INTRODUCCIÓN

Por la influencia de las condiciones del terreno, la planificación urbana, el desarrollo económico regional y la red vial, más y más del lado izquierdo ramas son utilizados en el diseño de intercambio en los últi-mos tiempos. Considerando el carril interior es el carril rápido con mayor velocidad y el carril exterior es el uno con menos velocidad debido a la derecha de los hábitos de conducción y gestión de la velocidad, la parte derecha de la entrada y salida de la rama es ampliamente utilizado y considerado el mejor tipo de intercambio durante el diseño. En contraste, varias concentraciones deben ser dadas en el diseño de la rama del lado izquierdo sobre la seguridad de operación y capacidad que no coincide con las expec-tativas de la conducción. Y el nivel de seguridad en el lado izquierdo de la rama no es generalmente alto durante las operaciones actuales.

Los investigadores han llevado a cabo algunas investigaciones útiles en el lado izquierdo de la rama. El método de diseño se da en el Libro Verde y MUTCD por la rama del lado izquierdo. Porque no es raro se centran en la rama del lado izquierdo, no hay detalles sobre el diseño de la rama del lado izquierdo en la revisión de la especificación de diseño de China para la autopista alineación (JTG D20-2006). Jun-to con más y más uso de la rama del lado izquierdo, es necesario llevar a cabo algunas investigaciones sobre el lado izquierdo de la rama y proponer las especificaciones de diseño de la crítica y desarrollar medidas de seguridad para mejorar la seguridad operacional.

2 ESTUDIO DE CAMPO

Para determinar la longitud segura de los carriles de aceleración y desaceleración de la rama del lado izquierdo del vehículo se observaron las características de operación en la rama del lado izquierdo. Se seleccionaron cinco distribuidores con ramas típicas de lado izquierdo en la Qingdao-Yinchuan Free-way. El estudio de campo incluye tres aspectos: 1) distribución de la velocidad de operación del vehícu-lo en intercambio calzada-principal y rama; características operativas de zonas de fusión divergente; y 3) comportamiento de conducción y respuesta psicofisiológica en el lado izquierdo de la rama.

La velocidad del vehículo es recogida por pistolas de radar y la aceleración y desaceleración de la ve-locidad vehicular se mido con GPS. Las trayectorias vehiculares se determinan con cámara y se registra el electrocardiograma del conductor con Holter.

3 ANÁLISIS DE DATOS

3.1 Velocidad de operación de la rama de salida del lado izquierdo

El dato de la velocidad desde la señal de salida a 2 km hasta el final del carril de desaceleración se re-cogió según se muestra en la Figura 1.

Figura 1. Velocidad de operación de la rama de salida del lado izquierdo

Características desaceleración:

1) Desde la señal de salida de 2km a 1km de señal de salida, la velocidad de operación del vehículo son 95~135 km/h, lo cual es coherente con la velocidad de calzada-principal.

2) A partir de 1km salida señal a 500m de señal de salida, la velocidad de operación del vehículo tie-nen una tendencia a la desaceleración y la reducción de 5~10km/h.

3) Después de 500m de señal de salida, el vehículo comienza a desacelerar y la velocidad de ope-ración bajó a 70~100km/h al principio de la cuña del carril de desaceleración.

4) Al conducir por el carril de desaceleración, la velocidad de operación de los vehículos no mues-tran una tendencia general. Algunos de los vehículos han permanecido en el estado de desaceleración, mientras que algunos de los vehículos han sido en la primera aceleración y desaceleración. Pero en la entrada de la rama, la velocidad de operación desciende por debajo de 80km/h.

Puede ser encontrado por la variación de velocidad de operación características que los vehículos han comenzado a desacelerar antes de conducir en el carril de desaceleración. Y la desaceleración de los vehículos en el carril interior va a influir en el avance de vehículos en calzada-principal.

3.2 Velocidad de rama de entrada izquierda

El dato de la velocidad de operación desde el inicio de la rama al final del carril de aceleración se reco-ge y se muestra en la Figura2.

Figura 2. La velocidad de operación de la rama de entrada del lado izquierdo

Características aceleración:

1) En la rama de entrada, la velocidad de operación mantiene la aceleración, que es relativamente estable.

2) En el carril de aceleración, la velocidad de operación sea significativamente superior y aumentar a 100km/h cuando se cambia de carril en la línea principal.

Puede ser encontrado por la variación de velocidad de operación característica que la velocidad de ope-ración de entrada calzada-principal es inferior a la velocidad de diseño, aunque la velocidad de opera-ción es mayor en el carril de aceleración. Por lo tanto, la longitud del carril de aceleración debe aumen-tarse para satisfacer la demanda de fusión de alta velocidad para un operación seguro.

3.3 Respuesta psicofisiológicos de conducción izquierda de la rama de entrada

La relación de aumento de la frecuencia cardiaca se define como los indicadores para medir el conduc-tor cambios fisiológicos y psicológicos que refleja la tensión del conductor.

El dato de la velocidad de operación y la razón de crecimiento de la frecuencia cardiaca en la rama del lado izquierdo se recogen y se muestra en la Figura3.

Figure 3. Operating speed and growth ration of heart rate of left-side exit ramp

Puede concluirse de la Figura 3 que la relación de aumento de la frecuencia cardíaca no cambia mucho. Pero es superior al valor de umbral crítico del 30% indicando el puesto de conducción es incómodo y menos estable. Debido a la desaceleración del vehículo inadecuado, por lo tanto, se recomienda au-mentar la longitud del carril de desaceleración para reducir la tensión del controlador.

3.4 Respuesta psicofisiológicos de conducción izquierda de la rama de entrada

La velocidad de operación datum y la relación de aumento de la frecuencia cardíaca en la rama de en-trada izquierdo se recogen y se muestra en la figura4.

Puede encontrarse en la figura4, aunque el coeficiente de crecimiento de frecuencia cardíaca no cambia mucho. Aumentará cuando los vehículos en el carril de aceleración que indica que las cargas de trabajo de los conductores están aumentando. Porque el conductor debe aumentar la velocidad posible al cam-biar de carril en la línea principal, se recomienda aumentar la longitud del carril de aceleración para re-ducir la tensión del controlador.

Figure 4. Operating speed and growth ration of heart rate of left-side entrance ramp

4 LA LONGITUD DEL CARRIL DE ACELERACIÓN DE LA RAMA DEL LADO IZQUIERDO

Como se muestra en la figura5, el carril de aceleración debe incluir tres partes, la aceleración de las secciones (L1), la fusión de las secciones (L2) y la cuña (L3).

Figura 5. Carril de aceleración de la rama del lado izquierdo

4.1 Longitud de cuña (L3).

La cuña se define como aquel que los vehículos atraviesan desde el carril de aceleración a la calzada principal. Se calcula generalmente por el momento los vehículos atraviesan un carril. El tiempo se toma 3.5s traverse y atravesar la velocidad con la diferencia de velocidad no es superior a 20km/h como un control estándar. La longitud de la cuña se calcula y se muestran en la Tabla 1:

Tabla 1. La longitud de la cuña del carril de aceleración

4.2 Longitud de la aceleración y la fusión de las secciones (L1+L2)

Los números de claros de la fusión de los vehículos son decididos por el volumen de tránsito del carril interior de calzada-principal. Cuanto mayor sea el volumen de tránsito, menos el número de lagunas. Así, para evitar que el vehículo en el carril de aceleración del pelotón, relativamente largos de carril de aceleración sean necesarios.

Las distancias son decididas por el volumen de tránsito de calzada-principal. La longitud del carril de aceleración debe determinarse con el nivel de servicio y pueden ser calculados por un modelo probabi-lístico.

Basado en el modelo de probabilidad de fusión, la distancia del carril de aceleración del modelo de dis-tribución de probabilidad con diferentes volúmenes de tránsito puede establecerse.

Figura 6. Las relaciones entre la longitud del carril de aceleración y la combinación de la probabi-lidad en 2600 Volumen principal

Cuando la velocidad de calzada-principal es de 120km/h y la velocidad de la rama es de 60 km/h, el vo-lumen de calzada-principal es 2600veh/h, rama de volumen es de 600 veh/h, 100% y 15% de la rama de los vehículos son la distancia de viaje de más de 270 metros y más de 390 metros, respectivamente, y el 5% de la rama de vehículos viajando una distancia de más de 460 metros. Así que la longitud del carril de aceleración debe ser de 390 metros para hacer el 85% de la fusión de la línea principal.

Sobre la base de la aplicación de la combinación del modelo de probabilidad y el promedio de la distan-cia de conducción modelo, la longitud del carril de aceleración bajo diferentes de velocidad de diseño y volumen de tránsito principal pueden ser calculados y mostrados en la Tabla 2:

Tabla 2. La longitud del carril de aceleración de la rama del lado izquierdo

Velocidad de diseño(km/h) Longitud del carril de aceleración(m)

120 350

100 230

80 200

5 LONGITUD CARRIL DESACELERACIÓN DE RAMA LADO IZQUIERDO

Como se muestra en la figura7, el carril de desaceleración debería constar de dos partes, la cuña (L1) y la sección de desaceleración (L2).

Figura 7. Carril de desaceleración de la rama del lado izquierdo

5.1 La longitud de cuña (L1)

El cálculo de la longitud de la cuña del carril de desaceleración es parecida a la del carril de aceleración. Sobre la base de los resultados observados, velocidad divergente es el 75% de la velocidad de diseño de calzada-principal. Atravesar el momento todavía tomar 3.5s y la longitud de la cuña del carril de des-aceleración se calcula y se muestran en la Tabla 3:

Tabla 3. La longitud de la cuña del carril de desaceleración

5.2 Longitud de la cuña del carril de desaceleración(L2)

Según la desaceleración del vehículo y el comportamiento de conducción, la desaceleración del vehícu-lo puede ser dividido en dos etapas.

Es la primera etapa de desaceleración por el conductor suelte el pedal de aceleración, mientras que la conducción de vehículos en el carril de desaceleración. El índice de desaceleración 1.0~1.5m/s. De acuerdo con el diferencial del calzada-principal, rama de velocidad de diseño, la longitud de la primera etapa puede ser calculada. Los resultados se muestran en la Tabla 4.

Tabla 4. La longitud de la primera etapa de la desaceleración

Diseño de Calzada-principalvelocidad (km/h)

Diseño de rama de veloci-dad (km/h)

80 60 50 40 35 30

120 90 90 90 90 90 90

100 80 80 80 80 80

80 65 65 65 65

Si el conductor descubrió que él no alcanzar el deseado efecto de desaceleración después de la prime-ra fase de desaceleración, él comenzará a utilizar el pedal de freno para la segunda etapa de desacele-ración. Después de dos etapas de desaceleración, la velocidad del vehículo se reduce a la velocidad de diseño de la rama.

El índice de desaceleración 1.5~3.5m/s en la segunda etapa. En función de la velocidad en el final de la primera etapa y rama de velocidad de diseño, la longitud de la segunda etapa puede ser calculada co-mo se muestra en la Tabla 5.

Tabla 5. La duración de la segunda fase de desaceleración

Diseño de Calzada-principal Diseño derama

Velocidad (km/h)

Velocidad (km/h) 80 60 50 40 35 30

120 45 90 100 120 125 130

100 55 70 85 90 95

80 30 45 50 55

5.3 La longitud del carril de desaceleración

Según la primera y segunda etapa de desaceleración de la longitud del carril de desaceleración se cal-culan y se muestran en la Tabla 6:

Tabla6. La longitud del carril de desaceleración de la rama del lado izquierdo

Velocidad de diseño(km/h) Longitud del carril de aceleración(m)

120 175

100 145

80 115

6 CONCLUSIÓN

Las longitudes de los carriles de aceleración y desaceleración de la rama izquierda fueron determinados mediante la observación de las características de operación, variación de velocidad de operación y el comportamiento de conducción del lado izquierdo de la rama.

En la rama de entrada del lado izquierdo, vehículos de la rama a la principal necesidad de acelerar a una velocidad determinada por la seguridad la fusión. En el lado izquierdo de la rama de salida, con el fin de garantizar la seguridad del área divergentes, la desaceleración del vehículo no puede afectar a la seguridad de los vehículos de recto anterior. Así, el lado izquierdo de la rama debe tener el carril de aceleración y desaceleración, y el carril auxiliar para seguridad.

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