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随着当今世界公路交通的迅速发展,交通安全问题日趋突出,已经引起各国交通安全管理者和公路交通安全研究者的广泛重视。而作为影响交通安全的重要客观因素,道路线型与运行车速的匹配问题受到了越来越多研究人员的关注。在目前的工程实践中,使用得最广泛的运行车速模型为实测车速回归分析得到的运行车速模型。该类模型能够针对特定的道路线型,计算出相应的运行车速。但由于受到样本容量的限制,实测模型的连续性与普遍适用性尚存在一定缺陷。有鉴于此,本文在现有运行车速模型的基础上,从车辆动力学性能和驾驶员操纵行为特性的角度,对车辆的运行速度进行了分析,建立了基于人车控制的运行车速模型。本模型主要包括车辆纵向动力学模型、驾驶员目标车速模型和驾驶员操纵行为模型三部分。车辆纵向动力学模型首先从整车角度,根据车辆行驶过程中的力学平衡,分析了制动器制动力和发动机扭矩与车辆加速度之间的关系。其次,根据发动机MAP图建立了发动机有效扭矩随转速和节气门开度变化的函数关系;再次,由实测数据回归分析建立了制动器制动力与制动轮缸压力之间的函数关系;最后将发动机模型和制动器模型代入整车动力学模型,得出了不同车速下,车辆对油门、制动踏板输入的响应情况。驾驶员目标车速模型采用现有的基于实测数据的运行车速模型,根据道路的曲率半径计算出理论运行车速,并以此速度作为驾驶员心理认知的目标车速。驾驶员操纵行为模型包含驾驶员信息感知与决策和驾驶员操作行为两部分。在感知与决策阶段,模型综合考虑了驾驶员预瞄点的路况信息和车辆当前行驶位置的道路条件,以行驶的舒适性为目标,得到驾驶员的期望加速度。在操作阶段,驾驶员根据期望加速度与车辆实际加速度的误差控制油门和制动踏板,从而使车速达到目标车速。综上所述,本文通过在运行车速模型中引入车辆动力学模型和驾驶员速度控制行为模型,对现有的运行车速模型进行了完善;通过分析驾驶员的预瞄行为,对道路线型变化时的运行车速模型进行了补充和修正;同时,相对于现有的以运行车速为评价标准的道路线型评价方法,本模型提供的车辆油门、制动踏板开度变化和车辆加速度等输出参数可以为道路线型评价提供更加直观的评价指标。