平面向量中“三點共線定理”妙用

研 究 生 課 程 論 文(2013-2014學(xué)年第一學(xué)期)題目：平面交叉口交通安全設(shè)計研究生姓名：張顥提交日期： 2014年 月 日 研究生簽名：學(xué) 號學(xué) 院土木與交通學(xué)院課程編號課程名稱學(xué)位類別碩士任課教師教師評語：成績評定： 分 任課教師簽名： 年 月 日摘要：平面交叉口的每一個進(jìn)口道根據(jù)車輛的駛?cè)牒婉偝龇譃楣δ軈^(qū)上游和功能區(qū)下游，駛?cè)胲嚨罏樯嫌螀^(qū)，駛出車道為下游區(qū)。所有道路安全研究分析中都會認(rèn)為視距對道路交叉口的安全有著很顯著的影響，影響視距的因素很多，視距的類別也較多。在干線道路交叉口轉(zhuǎn)彎的車輛，應(yīng)該有充足的空間，使之不侵犯其他車輛。關(guān)鍵詞：功能區(qū)；視距；識別距離；設(shè)計速度；交通組織Abstract：Each intersection imports entering and exiting channel according to functional areas upstream and downstream into functional areas,into the lane for the upstream area of the vehicle,pulled out of the driveway for the downstream area.All roads will be considered in the safety analysis,horizon has a very significant impact on the safety of road intersections, many factors that affect sight, sight category is greater.In the trunk road intersection turning vehicles, there should be plenty of space, so as not to infringe on other vehicles.Key words：Functional areas；Sight；Recognition distance；Design speed；Traffic organization目 錄一、平面交叉口功能區(qū)11.1平面交叉口功能區(qū)概念 11.2平面交叉口功能區(qū)范圍 1二、平面交叉口視距32.1無控制交叉口32.2次路停讓控制交叉口 42.2.1沿主路視距 42.2.2沿次路視距 52.3信號控制交叉口和全停控制交叉口62.4交叉口的識別距離6三、平面交叉口幾何設(shè)計63.1控制因素和標(biāo)準(zhǔn)63.1.1設(shè)計車輛尺寸63.1.2設(shè)計車輛選擇73.1.3交叉口設(shè)計速度73.1.4路緣石半徑對轉(zhuǎn)彎軌跡的影響8四、交叉口交通組織設(shè)計104.1交通組織形式104.1.1橋梁下部路段交通組織104.1.2橋梁上部路段交通組織10結(jié)束語11參考文獻(xiàn)及資料11一、平面交叉口功能區(qū)1.1平面交叉口功能區(qū)概念平面交叉口的每一個進(jìn)口道根據(jù)車輛的駛?cè)牒婉偝龇譃楣δ軈^(qū)上游和功能區(qū)下游，駛?cè)胲嚨罏樯嫌螀^(qū)，駛出車道為下游區(qū)。平面交叉口功能區(qū)范圍的界定就是確定各進(jìn)口道上下游車道的長度。1.2平面交叉口功能區(qū)范圍平面交叉口功能區(qū)范圍的大小與設(shè)計速度、交通控制方式、信號相位設(shè)計和交通量等因素密切相關(guān)。平面交叉口功能區(qū)由各部分的長度確定。平面交叉口功能區(qū)各組成部分長度的具體取值見表1.1表1.4。平面交叉口功能區(qū)上游車道組成見圖1.1。表1.1 各等級平面交叉口功能區(qū)長度設(shè)計速度/（km/h）感知-反應(yīng)時間內(nèi)行駛的距離d1/m車輛減速行駛距離d2/m車輛排隊長度d3/m功能區(qū)下游車道長度/m1004570155見表1.2.21.2.4160803560100110602545455575404570202540表1.2 信號控制平面交叉口駛?cè)胲嚨儡囕v排隊長度 （單位：m）單車道交通量/pcu1002003004005006007008009001000信號控制二相位20253545506070758595三相位304045556070808595100四相位4050556570808595105110注：計算數(shù)值精確至5m。表1.3 次路?？刂破矫娼徊婵诖温否?cè)胲嚨琅抨犻L度 （單位：m）次路單車道交通量/pcu主路單車道交通量/pcu10020030040050060070080090010001001010101010101010151520010101010101010151515300101010101015151515204001515151515151520202050015151520202025253030600202020252530303035357002025252530303535354080025303035353540404040注：計算數(shù)值精確至5m。表1.4 全停控制平面交叉口進(jìn)口道駛?cè)胲嚨琅抨犻L度 （單位：m）進(jìn)口道單車道交通量/pcu相交道路進(jìn)口道路單車道交通量/pcu1002003004005006007008009001000100101010101015151515152001010101015151520202030015151520202020202525400151520202525253030305001520202525253030353560020202025253030303540700252525253030353535458003030303535354040405590030353540404545505055100035404045455055555560注：計算數(shù)值精確至5m。圖1.1 平面交叉口功能區(qū)上游車道組成蕪湖市區(qū)內(nèi)交叉十字路口路段，該路段因橫向峨山路交通量較大，現(xiàn)擬在垂直路段蕪石路段沿線修建一座四車道立交橋。該橋建成后將緩解九華南路交通量過大的壓力，道路交叉口具體情況見圖1.2。圖1.2 蕪石路立交工程交叉道路路口施工平面圖施工期間，擬封閉蕪石路，利用現(xiàn)狀路網(wǎng)組織交通繞行。保留峨山路雙向兩車道車輛通行，其余車輛繞行文昌路、文津路和九華南路。峨山路為舊路拓寬改造，施工時首先保持舊路通行，施工道路兩側(cè)管線設(shè)施；接著施工兩側(cè)加寬路基工程；待施工完畢后封閉舊路，處理舊路路面，處理新舊路面銜接部分；最后攤鋪路面面層，開放交通。二、平面交叉口視距2.1無控制交叉口無控制交叉口，各進(jìn)口道的車輛運行無主次之分，路權(quán)平等，所有駛?cè)胲囕v都有避讓交叉口內(nèi)已有車輛的義務(wù)。無控制交叉口安全視距值取決于車輛達(dá)到交叉口時的速度。通過交叉口附近的進(jìn)口道和進(jìn)口道停車線分別觀測進(jìn)入交叉口車輛的初速度和末速度，根據(jù)兩者之間的比例關(guān)系，計算出安全視距。蕪石路立交工程交叉路口為無控制交叉口，行車安全視距取值見表2.1。表2.1 無控制交叉口安全視距建議值道路設(shè)計速度/（km/h）停車視距/m安全視距/m1001606012080110408560753060404015302.2次路停讓控制交叉口在次路停讓控制交叉口中，主路車輛擁有優(yōu)先同行權(quán)，次路車輛只能等待主路車輛間距足夠大的間隙進(jìn)入或駛離交叉口。2.2.1沿主路視距次路車輛右轉(zhuǎn)、直行和左轉(zhuǎn)沿主路視距如圖2.1所示。次路車輛左轉(zhuǎn)時要求其右側(cè)主路車輛的臨界間隙值最大，因為左轉(zhuǎn)運行相對復(fù)雜；右轉(zhuǎn)運行則最簡單，所以次路車輛右轉(zhuǎn)時要求其左側(cè)主路車輛臨界間隙值最?。淮温奋囕v直行時要求其兩側(cè)主路車輛的臨界間隙值介于左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)之間。交叉口次路駛?cè)胲嚨雷髠?cè)沿主路視距值為直行臨界間隙tct與主路設(shè)計車速的乘積；交叉口次路駛?cè)胲嚨烙覀?cè)沿主路視距值為左轉(zhuǎn)臨界間隙tcl與主路設(shè)計車速的乘積，視距標(biāo)準(zhǔn)如表2.2。圖2.1 次路車輛右轉(zhuǎn)、直行和左轉(zhuǎn)沿主路視距表2.2 停讓控制交叉口沿主路視距表視距/m設(shè)計車速（km/h）次路右側(cè)沿主路視距次路左側(cè)沿主路視距小客車中型車大型車拖掛車小客車中型車大型車拖掛車10018521024025017019522522580145170190200135160180180601101251451501001201351354075859510070809090停車視距不能滿足停讓控制交叉口的交通運行特征，不能為其提供足夠的安全保證。為滿足合理的視距要求以提高安全性能，建議在停讓控制交叉口各等級的主路上使用基于臨界間隙計算的視距標(biāo)準(zhǔn)。2.2.2沿次路視距停讓控制交叉口沿次路的視距較為簡單。在?？刂平徊婵谥?，次路車輛均在停車線處等待，所以沿次路視距就是行車司機眼睛到主路邊緣線的距離，一般距離為5m。在讓控制交叉口中，次路車輛減速到達(dá)交叉口但不會停止，這段減速距離就是沿次路的視距值。通過大量觀測，發(fā)生次路車輛到達(dá)交叉口時末速度大約減至初速度的4060。在設(shè)計過程中，控制交叉口沿次路的視距值均小于同等條件停車視距值，見表2.3。表2.3 讓控制交叉口沿次路安全視距建議值道路設(shè)計速度/(km/h）停車視距/m安全視距/m1001601051358011075956075506540403035在實際設(shè)計過程應(yīng)用中，停讓控制交叉口沿次路的視距還是要盡量滿足停車視距要求，以防止意外事故發(fā)生，當(dāng)由于特殊情況不能滿足停車視距要求時，停讓控制交叉口沿次路的安全距離必須得到滿足。所有道路安全研究分析中都會認(rèn)為視距對道路交叉口的安全有著很顯著的影響，影響視距的因素很多，視距的類別也較多。在事故模型建立方面，可將其離散為分類變量，如視距良好、一般、較差（有障礙物）等。行車視距因素產(chǎn)生的危險性不僅存在于主路，同時也存在于次路。在行車道路設(shè)計中，行車視距的計算確定尤為重要，其關(guān)系到交通道路安全性的高低。表2.4反映了行車過程中行車視距所對應(yīng)的危險性指標(biāo)。表2.4 行車視距危險指數(shù)行車視距/m危險系數(shù)2101160210211016037511042.3信號控制交叉口和全?？刂平徊婵谠谛盘柨刂平徊婵谥校窓?quán)明晰，各進(jìn)口道的車輛受信號控制，速度低且直接沖突少。信號控制交叉口的視距要求不高，滿足任一條車道第一輛車能夠讓其他車道的第一輛車看見的條件。影響信號控制交叉口視距的因素有交叉口轉(zhuǎn)角處的障礙物，中央分隔帶和機非分隔帶的綠化。信號控制交叉口的人流、車流一般較大，交叉口轉(zhuǎn)角處容易出現(xiàn)大量的非交通設(shè)施（廣告牌、電話亭、各種零售攤點），這些設(shè)施很大程度上阻礙了機動車的視距，在信號控制交叉口應(yīng)予以嚴(yán)格限制。中央分隔帶和機非分隔帶的綠化高度過高也是影響視距的普遍現(xiàn)象之一，嚴(yán)重影響了各個方向車輛的相互可視性。交叉口功能范圍內(nèi)，中央分隔帶和機非分隔帶的綠化高度不得高于1.2m。2.4交叉口的識別距離為了保證交叉口內(nèi)部的通行能力和安全性，必須從交叉口上游一定的位置開始對交叉口內(nèi)的信號燈和停止車輛進(jìn)行有效的識別，然后采取相應(yīng)的動作對速度調(diào)整或者對車道進(jìn)行選擇。無論是信號控制還是停讓控制交叉口，駕駛員都必須在交叉口必要的識別距離以外發(fā)現(xiàn)交叉口。根據(jù)設(shè)計車速、反應(yīng)時間和減速度等參數(shù)，得出公路平面交叉口的最小識別距離，見表2.5。表2.5 公路平面交叉口最小識別距離 （單位：m）設(shè)計車速/（km/h）1008060403020信號控制47035024014010060停車控制105553520讓車控制503520無控制503520注：計算數(shù)值精確至5m；表示不提供具體的數(shù)據(jù)，視條件而定。三、平面交叉口幾何設(shè)計3.1控制因素和標(biāo)準(zhǔn)3.1.1設(shè)計車輛尺寸按照公路路線設(shè)計規(guī)范（JTG D202006）對公路交叉口幾何設(shè)計采用的設(shè)計車輛外廓尺寸規(guī)定見表3.1。表3.1 設(shè)計車輛外廓尺寸車輛類型總長/m寬度/m總高/m前懸/m軸距/m后懸/m小客車61.820.83.81.4載重汽車122.541.56.54.0鞍式列車162.541.24+8.82.03.1.2設(shè)計車輛選擇設(shè)計車輛的選擇基于設(shè)計車輛的轉(zhuǎn)向軌跡，考慮下列三種行駛邊緣的最小設(shè)計：（1）、小客車作為設(shè)計車輛；（2）、載重貨車作為設(shè)計車輛；（3）、鞍式列車作為設(shè)計車輛。在地域上，具有干線功能的道路，考慮有大量且大型車輛可以通行，在干線道路上采用大型車輛，隨著道路等級的降低，也可以使用小型車輛。在干線道路交叉口轉(zhuǎn)彎的車輛，應(yīng)該有充足的空間，使之不侵犯其他車輛。在等級低的道路上，有時會有載重車輛轉(zhuǎn)彎時臨時占用道路的一半或者全部橫截面；如果這種車型比重低，則不會引起交通混亂。3.1.3交叉口設(shè)計速度我國現(xiàn)有規(guī)范公路路線設(shè)計規(guī)范（JTG D202006）對各級公路的設(shè)計速度規(guī)定見表3.2。表3.2 設(shè)計速度公路等級高速公路一級公路二級公路三級公路四級公路設(shè)計速度/（km/h）1201008010080608060403020平面交叉口設(shè)計速度進(jìn)行如下規(guī)定：（1）、平面交叉口范圍內(nèi)主要公路設(shè)計速度，宜與路段設(shè)計速度相同；（2）、兩相交公路的功能、等級相同或交通量相近時，平面交叉口范圍內(nèi)的直行車道的設(shè)計速度可適當(dāng)較低，但不應(yīng)低于路段的70；（3）、次要公路因交角等原因改線，或因條件受限采用較低的線性指標(biāo)時，可適當(dāng)降低設(shè)計速度；（4）、轉(zhuǎn)彎車道的設(shè)計速度應(yīng)根據(jù)路段設(shè)計速度、交通量、交叉類型、交通管理方式和用地情況等因素綜合確定。在交叉口進(jìn)行渠化設(shè)計，需要對交叉口上下游路段進(jìn)行拓寬或者車道偏移設(shè)計時，根據(jù)道路的設(shè)計車速和加速度值作為設(shè)計指標(biāo)，加減速度取值見表3.3.表3.3 加減速度取值對應(yīng)表 (單位：m/s2)加速度道路類型加速度值減速度值主要道路1.0-2.5次要道路1.5-3.03.1.4路緣石半徑對轉(zhuǎn)彎軌跡的影響在交叉口道路正交情況下，路緣石半徑會對右轉(zhuǎn)彎車輛轉(zhuǎn)彎軌跡產(chǎn)生影響。車輛在轉(zhuǎn)彎的末端不會侵占到相鄰的車道，但是對于載重車輛或是公交車輛就會回轉(zhuǎn)到相鄰車道上，而且在轉(zhuǎn)彎結(jié)束前會同時占用兩個車道。當(dāng)相交道路只有兩車道時，鞍式列車會占用兩個車道甚至更寬的道路空間。若為更長的車輛，可能會占用大約四個車道寬的路面空間。對于載重車和公交車，如果從主要道路的路口開始轉(zhuǎn)彎時，就可以不侵占其他車道。鞍式列車需要相交街道的兩條整車道才能完成轉(zhuǎn)向。對于主干道的右轉(zhuǎn)車輛來說是可行的，這是由于信號燈或者停車標(biāo)志控制了相交道路的車輛，使得轉(zhuǎn)向比較容易。對于車輛從相交道路轉(zhuǎn)向主干道，如果在有信號控制的情況下，通常是可以使用的；若沒有信號控制，轉(zhuǎn)向車輛的駕駛員必須等待一個合適的間隙，才能夠轉(zhuǎn)向進(jìn)入主干道。交叉口的角度對各種設(shè)計車輛轉(zhuǎn)向軌跡的影響。d1和d2為主要道路和次要道路上右轉(zhuǎn)車輛所占用的寬度。所有的尺寸都是從右轉(zhuǎn)路緣到前懸最大值中測量出來的。只有采用很大的轉(zhuǎn)彎半徑才能滿足車身較長的車輛轉(zhuǎn)彎，特別是轉(zhuǎn)向中心角大于90的情況，詳情見表3.4。由于這一點，一般采用復(fù)曲線（或偏移、單曲線與漸變段的組合方式以滿足車輛的軌跡）用于有足夠的道路和紅線或者是行人交通量比較小的交叉口。表3.4 兩種情況下d2的取值交叉口交角/()設(shè)計車輛情況A和情況B時d2的取值/mR=4.5R=6.0R=7.5R=9.0R=12.0ABABABABAB30載重車4.3 4.0 4.3 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 鞍式列車6.1 5.2 6.1 5.2 6.1 5.2 5.8 4.9 5.5 4.9 60載重車5.8 4.9 5.8 4.9 5.2 4.6 4.9 4.6 4.3 4.3 鞍式列車9.4 6.7 8.2 6.4 8.5 6.1 7.6 5.8 6.7 5.5 90載重車7.9 6.1 7.0 5.5 5.8 4.9 5.2 4.6 4.0 4.0 鞍式列車12.8 6.7 11.3 7.3 9.8 6.7 8.8 6.4 6.7 5.5 120載重車10.4 6.7 8.2 5.8 6.4 5.5 5.2 4.9 4.0 4.0 鞍式列車15.2 8.8 13.1 8.5 11.0 8.2 9.1 7.9 6.7 5.5 150載重車12.2 7.6 9.8 6.4 6.7 5.8 5.2 4.9 3.6 3.6 鞍式列車16.2 9.4 14.0 8.5 11.0 8.2 8.5 7.9 6.7 5.5 情況A 情況B注：采用小客車作為設(shè)計車輛，車道寬度為3.6m,轉(zhuǎn)彎半徑大于等于4.5m。情況A，車輛從固定的車道轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)向車道寬度不確定，即d1=3.