沙漠高速公路车速与横向轨迹耦合机制及安全速度区间研究

《Scientific Reports》：Effects of speed and lane on lateral offset of vehicles in desert expressway

　　

摘要

沙漠高速公路具有线形平直、路边环境单调且外部干扰有限的特点，这导致驾驶员的速度选择和横向控制行为具有独特性。本研究旨在探索沙漠高速公路上车速与横向轨迹之间的耦合机制。以沙漠高速公路直线段上的乘用车为研究对象，本研究通过无人机现场测量获取了高精度车辆轨迹数据。分析了不同速度区间和车道位置下的速度分布和横向偏移规律。采用相关分析和回归分析量化了车速对横向轨迹特征的独立影响。进一步构建了多维评估体系，以确定内侧和外侧车道的最佳安全行驶速度范围。车道位置对车速呈现出显著的分层约束效应，且内侧和外侧车道在轨迹偏移特征和驾驶风险水平上存在明显的异质性。车速与横向偏移呈极弱的正相关，表明速度不是影响沙漠高速公路上车辆轨迹行为的核心因素。综合评价结果表明，内侧车道的最佳安全速度范围为 125–130 公里/小时，而外侧车道为 95–100 公里/小时。沙漠直线高速公路上存在基于车道的车辆横向轨迹和速度适应行为的显著差异。速度变化对轨迹稳定性的影响有限，而车道位置主导了驾驶安全性能。定义的路段安全速度区间可以有效地支持干旱地区沙漠高速公路的限速标定、动态交通安全控制以及安全设施布局优化。