高速公路车辆轨迹摆动特征与小客车道宽度研究

来源：交通运输系统工程与信息杂志2023年第1期北京时间：

作者：庄稼丰, 李正军, 丁瑞, 熊文磊, 张河山, 徐进

单位：1. 中交第二公路勘察设计研究院有限公司，武汉 430056；2. 重庆交通大学，a. 交通运输学院，b. 山区复杂道路环境“人-车-路”协同与安全重庆重点实验室，重庆 400074

摘要：为明确车辆在高速公路车道保持阶段行驶过程中的轨迹横向摆动行为特征，利用高速公路无人机航拍的车辆轨迹数据集，基于车辆位置坐标提取行驶轨迹和速度，计算车辆在自然驾驶状态下的轨迹摆动特征指标，包括轨迹横向摆动的幅度和在摆动周期内的纵向行驶距离，分析不同车型的速度分布特征，研究行驶速度和车道位置对车辆轨迹横向摆动指标的影响。结果表明，尽管小型车和大型车的车身尺寸和动力性能存在显著差别，但两者的轨迹摆动幅度在整体上基本相同，两种车型的摆动幅度平均值分别为0.587 m和0.560 m，摆动周期内的行驶距离分别为252.95 m和251.99 m；车辆轨迹的横向摆动幅度对速度变化不敏感，不会随速度增加而增大，在高速条件下趋于平稳甚至下降，同样，摆动周期内的行驶距离与行驶速度之间未见显著相关性；不同的车道位置对轨迹摆动行为有一定影响，对小型车而言，车道位置由内向外变化时，轨迹摆幅有一定的增加趋势，而大型车的轨迹摆幅则是中间车道最小；国内高速公路车辆轨迹摆幅略高于德国HighD数据集的分析结果，但整体上非常接近；根据车辆轨迹的横向摆动幅度特征，可以确定高速公路小客车专用车道(或是小客车专用高速公路)的行车道宽度建议值，设计速度取100~120 km·h-1时，小客车行车道宽度的最小值和一般值分别为3.00 m和3.25 m。

关键词：交通工程,车道宽度,轨迹摆动,小客车道,高速公路,行车道,行驶轨迹

基金资助：国家自然科学基金(52172340)；重庆市高校创新研究群体项目 (CXQT21022)；福建高速公路科技创新项目(E1220458)