Радиус скругления дорог: ГОСТ Р 58653-2019 Дороги автомобильные общего пользования. Пересечения и примыкания. Технические требования / 58653 2019

Что такое радиус разворота, каким он бывает, и почему он важен?

• Главная
• Статьи
• Что такое радиус разворота, каким он бывает, и почему он важен?

Автор: Алексей Кокорин

При выборе автомобиля обычно смотрят на его ключевые характеристики: размер, объем и мощность двигателя, тип трансмиссии и так далее. Однако в повседневной жизни есть и другие показатели, которые оказываются весьма важными – к примеру, радиус разворота. На что влияет это значение, как его замеряют, и почему важно не запутаться в этом, казалось бы, элементарном понятии?

 

Что такое радиус разворота?

Как нетрудно догадаться, радиус разворота – это радиус полуокружности, которую описывает автомобиль при развороте с места на 180 градусов при условии, что руль повернут до упора.

Правда, как мы убедимся чуть ниже, само словосочетание «радиус разворота» весьма коварное.

На что влияет радиус разворота?

Радиус разворота – показатель, во многом отражающий маневренность автомобиля. Чем он больше, тем больше места требуется автомобилю для совершения полного разворота на 180 градусов – то есть, в условиях, когда ширина дороги известна и ограничена, этот показатель отражает то, сможете ли вы развернуться на ней в один прием, или же придется сдавать назад и быстро крутить рулем на втором (а то и третьем) заходе. Однако очевидно, что сам по себе радиус разворота говорит не только о способности развернуться, но и о том, насколько маневренным является автомобиль: чем меньше это значение, тем удобнее будет управлять машиной в стесненных условиях и легче парковаться.

Как замеряется радиус разворота?

Даже для замера этого элементарного на первый взгляд показателя существует две методики: «от бордюра до бордюра» и «от стены до стены».

Первый отражает радиус полуокружности, которую описывают колеса автомобиля при развороте: то есть, чтобы его замерить, нужно отметить мелом стартовое положение наружного (относительно поворота) колеса, затем вывернуть руль до упора, развернуться на 180 градусов, отметить мелом конечную точку, замерить расстояние между ними и разделить его пополам. Соответственно, эта методика замера отражает, какой должна быть ширина гладкой дороги, чтобы автомобиль смог развернуться, не съехав с нее.

Однако в реальной жизни стоит учитывать тот факт, что у автомобиля есть передний свес – то есть, расстояние от оси передних колес до конца переднего бампера. И если дорога, к примеру, ограничена высокими бордюрами, то развернуться на ней, даже «укладываясь» по показателю от бордюра до бордюра, не выйдет: автомобиль упрется в препятствие выступающим вперед бампером. Для отражения этого «реального» радиуса разворота используют показатель «от стены до стены»: соответственно, чтобы замерить его, нужно закрепить мел на стержне, установленном на наружном (относительно поворота) углу бампера автомобиля, затем выполнить разворот, замерить диаметр получившейся полуокружности и разделить его пополам.

Разумеется, автопроизводители стремятся показать свои автомобили максимально маневренными, так что в брошюрах и списках характеристик практически всегда указывается радиус разворота от бордюра до бордюра, так как он меньше, чем от стены до стены. В реальной жизни, сравнивая машины по показателю маневренности, стоит учитывать не только на эту цифру, но и длину переднего свеса.

В чем часто ошибаются при указании радиуса разворота?

Главная проблема, связанная с радиусом разворота, заключается в том, что само словосочетание «радиус разворота» является скорее разговорным, ведь реальный показатель, отражающий расстояние, необходимое для разворота «от упора до упора» – это диаметр. Соответственно, при перечислении габаритных и технических характеристик автомобиля зачастую указывают именно его, хотя можно встретить и радиус. Но главное при этом – не перепутать эти два показателя. Ведь даже сами производители порой ошибаются: к примеру, в пресс-релизе о новом Land Cruiser Prado в Toyota говорят о том, что он «сохранил удобный

диаметр разворота, составляющий всего 5,8 м», что для машины длиной в 4,84 метра выглядит явно невозможным. А вот в брошюре по модели указано, что это «минимальный радиус разворота по колесам», что уже похоже на правду. Чтобы в этом убедиться, можно заглянуть, к примеру, на австралийский официальный сайт, где указан уже не радиус, а диаметр разворота, равный 11,6 метра.

Можно ли изменить радиус разворота автомобиля?

Несложно догадаться, что радиус разворота зависит прежде всего от габаритных размеров автомобиля и угла поворота передних колес. Габариты машины поменять, очевидно, нельзя, а угол поворота колес на гражданских автомобилях ограничен параметрами работы рулевого управления, а на машинах с приводом на переднюю ось еще и рабочими диапазонами шарниров равных угловых скоростей (ШРУС, или «гранат»), которые крайне не любят работать при вывернутых колесах. Поэтому, не углубляясь в теорию, можно ответить так: без вмешательства в конструкцию с потерей гарантии нормальной работоспособности изменить радиус разворота машины нельзя.

Наглядным примером «вмешательства в конструкцию» можно считать автомобили, подготовленные для соревнований по дрифту: у них угол поворота передних колес («выворот») стараются сделать максимальным. Но нужно это уже не для уменьшения радиуса разворота, а для того, чтобы поддерживать как можно больший угол заноса при движении в повороте – то есть, это делается отнюдь не для улучшения показателей «гражданской» эксплуатации.

популярные вопросы

 

Новые статьи

Статьи / Интересно Долгожданное прощание: почему погибла Lada Xray, но об этом никто не пожалел На прошлой неделе мы официально попрощались с Lada Xray: президент АВТОВАЗа Максим Соколов заявил, что модель никогда не вернется на конвейер. Это угадывалось еще весной, когда вслед за ост… 1649 2 1 16.

09.2022

Статьи / Ралли Мой финиш – горизонт: как мы участвовали в гонке «Сила Сибири» Недавно мы рассказывали о том, как прокатились на Jeep Wrangler из Москвы в Томск, чтобы принять участие во внедорожном турнире «Сила Сибири». Разумеется, бороться за первое место мы планир… 277 0 1 16.09.2022

Статьи / Дилер Россия без Renault: как выживают дилеры и автовладельцы после ухода компании С момента, когда компания Renault объявила об уходе из России, прошло ровно четыре месяца. За это время многое стало понятно: доля французов в АВТОВАЗе ушла государству, завод в Москве переш… 2893 4 4 15.

09.2022

Популярные тест-драйвы

Тест-драйвы / Тест-драйв Полный привод, самый мощный мотор и силы в запасе: первый тест Chery Tiggo 8 PRO MAX Появление в российской линейке Chery модели Tiggo 8 PRO MAX можно назвать знаковым для бренда. Почему? Да хотя бы потому, что это первый с 2014 года полноприводный кроссовер Chery, приехавши… 17938 13 44 29.04.2022

Тест-драйвы / Тест-драйв Мотор от Mercedes, эмблема от Renault, сборка от Dacia: тест-драйв европейского Logan 1,0 Казалось бы, что нового можно рассказать про Renault Logan второго поколения, известный каждому российскому таксисту, что называется, вдоль и поперёк? Однако конкретно в этом автомобиле есть.

.. 9597 10 41 13.08.2022

Тест-драйвы / Тест-драйв Haval Dargo против Mitsubishi Outlander: собака лает, чужестранец идет В дилерском центре Haval на юге Москвы жизнь кипит: покупатели разглядывают машины, общаются с менеджерами и подписывают какие-то бумаги. Пока я ждал выдачи тестового Dargo, такой же кроссов… 8644 3 36 13.09.2022

схема, разворот еврофуры в метрах и на 90 градусов

Во время движения большегрузных автомобилей, особенно фур с прицепом, у которых линейные размеры 20 м и больше, происходят другие физические процессы при выполнении поворота, чем у легкового транспорта или автобусов. В специальной литературе эти технологические движения описаны тщательно, приведены схемы и рисунки. Некоторые нюансы постараемся доходчиво объяснить читателям в этой статье.

Содержание

1. Что такое радиус поворота
2. Особенности маневрирования
3. Радиус разворота еврофуры
4. Радиус поворота «американца»
5. Расчет радиуса по лекалам
6. Прохождение поворотов
7. Советы дальнобойщику

Что такое радиус поворота

Многие автолюбители «не в теме», и редко кто из них знает, что такое радиус поворота фуры. Согласно специальной технической литературе – это воображаемая дуга, по линии которой перемещается центр тяжести тягача с полуприцепом при выполнении сложного маневрирования. Максимальное значение этой величины (радиуса) во многом зависит от специфической конструкции транспортного средства.

При движении по шоссе каждый водитель должен быть в курсе специфических нюансов при съезде фур на развязку или на перекрестках, чтобы случайно не получить боковой удар кормой полуприцепа.

Вот как фура во время поворота может зацепить своим полуприцепом легковой автомобиль:

Есть специальный термин – расчетный автомобиль, его тактико-технические показатели используются при разработке проектов трасс регионального значения. Такие параметры, например: размер и R min поворота должны быть идентичными у каждого класса автотранспорта.

Нормы европейского стандарта регламентируют следующие габариты для автотранспорта большегрузной категории во время движения на поворотах:

• при R наружном в 12,5 м – R внутренний будет равен или меньше 5,3 м;
• коридор для вписывания в поворот – 7,2 м;
• R min наружный не должен превышать 12,5 м.

Например: для автопоезда типа А16, имеющего линейный размер до 16 метров, и аналогичного вида А20 с длиной до 20 м прописаны строгие ограничения, указанные в приведенной ниже таблице:

Тип автомобиля	R min поворота, м	R min внешний, м	R min внутренний, м
А16	9,7	10,2	6,2
А20	12,1	12,6	8,5

Типичными прототипами для расчетных автомобилей могут служить:

• автопоезд до 16 м – MAN F-200019.403 FLT или европейская фура с габаритами 16,5 × 2,5 м, где первый параметр – линейный, а второй – ширина;
• 20-метровый вариант – «Мерседес-Бенц Актрос» или СЗАП-8357А, с габаритами 19,8 на 2,5 м.

Автопоезда с двумя или тремя прицепами, имеющие длину больше 20 метров, используются всеми перевозчиками мира, поэтому при разработке макетов автотрасс нужно проводить дополнительное компьютерное моделирование такого специфического движения во время поворотов на пересечениях дорог или городских перекрестках.

Автопоезд на дороге

Особенности маневрирования

Водители-дальнобойщики обладают специфической подготовкой: уверенно входят в повороты на трассе и во время перемещений по городу, при прохождении перекрестков, потому что движения отработаны до автоматизма на специальных дорожках автодрома, как показано на этом видео:

Такой термин, как радиус разворота фуры должен учитываться при разработке подъездных путей к складским помещениям и местам разгрузки крупнотоннажного автомобильного транспорта. А разворотная площадка для фуры должна соответствовать утвержденным стандартам, чтобы большегрузный автомобиль мог уверенно маневрировать на выделенной для этих целей территории.

Таблица ширины площадки для ТС (транспортных средств)

Тип авто	Длина ТС в м	Ширина площадки, м
Камаз	10	22
Еврофура	18	38

Для нормального выполнения маневрирования при движении ТС надо располагать на площадке разгрузки друг от друга на расстоянии 3–4 метра.

Радиус разворота еврофуры

Европейские стандарты регламентируют ограничения по длине, например, для седельного автопоезда этот параметр – 16,5 метра. Размеры полуприцепа: 12 м от оси ССУ до кормовой части и 2,1 м до переднего бампера.

Стандартный радиус разворота еврофуры, например, на 180 или 360 градусов внутри воображаемой площади, которая составлена двумя окружностями с R = 12,5 м и 5,3 м, должен свободно выполняться при условии, что выступающие части машины не пересекают обозначенные границы во время маневрирования.

Схематическое изображение радиуса разворота фуры

Радиус поворота «американца»

Тягачи с полуприцепами, разработанные американскими конструкторами, называют траками, а маневренность, особенно во время проезда по городу, ограниченная из-за большого линейного размера. Для поворота на 90 градусов такому крупногабаритному транспортному средству требуется в 2 раза больше радиуса, чем европейским аналогам. Поэтому иногда приходится видеть такие ситуации, как на фото.

Неправильный разворот фуры

В городской черте такие автомобили не могут осуществлять безаварийное движение, чтобы постоянно не нарушать ПДД, затрудняют перемещение другого автотранспорта, т. к. их длина не соответствует европейским стандартам. Владельцы легковых автомобилей вынуждены держаться на расстоянии от «американцев», чтобы не попасть под удар разворачивающегося «монстра».

Расчет радиуса по лекалам

При строительстве дорог во время осуществления проекта в компьютерном варианте используют специальные лекала, по которым скрупулезно выписывается кривизна каждого изгиба, особенно на развязке и пересечении с другими аналогами.

Как правило, лекала уже рассчитаны для всех типов автотранспортных средств. Такие данные можно скачать, например, по этой ссылке – https://dwg.ru/dnl/2627.

Прохождение поворотов

Умудренные опытом дальнобойщики чувствуют габариты автотранспортного средства, состоящего из тягача и полуприцепа с неуправляемой тележкой, а также возникающие сложности, связанные со смещением последней при вхождении в поворот.

Изящное прохождение перекрестка

Гораздо больше внимания водителю фуры требуется при выполнении маневрирования в черте города, где интенсивное движение пешеходов, а также легкового и общественного транспорта. Особо надо отметить сложности при проезде развязок и перекрестков – все необходимые маневры по изменению направления и смены полосы движения нужно выполнить заранее, но не ближе, чем за 20 метров от начала развязки или пересечения дорог.

Выполняя поворот направо, следует обратить внимание на встречную полосу дороги, т. к. автопоезд часто выезжает на нее, чтобы избежать заезда колесами тележки полуприцепа на бордюр, создавая угрозу травматизма пешеходов. При левом повороте не нужно стремиться проезжать центр перекрестка, потому что увеличивается площадь разворота, что затрудняет другому транспорту движение в нужную сторону.

Погрешности в повороте

Советы дальнобойщику

Управлять фурой так же трудно, как водить корабль по морю, здесь нужны навыки, многолетний опыт и профессионализм:

• Никаких резких движений – сзади груз, который превосходит массу тягача. Его инерция толкает машину вперед, и это нужно постоянно помнить, потому что резко изменить направление проблематично.
• Опасный момент вождения – это повороты, т. к. ведомая конструкция стремится по инерции вперед, что чревато складыванием пополам. Не стоит делать резких движений, а только плавно управлять техникой и не «газовать».
• Когда выпадают осадки, то такие физические законы, как трение – не действуют, поэтому нужно правильно выбрать скорость пропорционально качеству дорожного полотна.
• При поворотах на перекрестках помните, что водители соседних машин начинают движение раньше, чем задняя часть автопоезда проедет мимо. Не ленитесь посмотреть в зеркала, чтобы исключить столкновение.
• Помните, что лихачи совершают рискованные обгоны, занимая освободившееся место между двигающимся транспортом. В случае экстренной ситуации нарушители успеют затормозить, а у вас сзади груз, так что мгновенно остановиться не получится.
• Следует постоянно помнить, что у полуприцепа самостоятельная траектория движения, поэтому выбирайте радиус немногим больше, чтобы исключить выезд его за линию дороги.
• Не стоит обгонять, когда не просматривается впереди лежащая дорога, резко свернуть или затормозить уже не получится.

Важно! Сложным маневром считается постановка фуры на разгрузку. Не забывайте – полуприцепом руководят задние, а не передние колеса. Постоянно совершенствуйте профессиональные навыки, выполняя тренировочное маневрирование на специальных площадках.

Надеемся, что приведенные в статье рекомендации по прохождению сложных участков дороги помогут дальнобойщикам избежать нарушений ПДД. Помните, что опытный шофер видит далеко, а профессионал уверенно контролирует ситуацию вокруг управляемого транспортного средства.

Радиус разворота легкового автомобиля таблица

Что такое радиус разворота

Уже из названия характеристики можно догадаться о её сути. Под этим параметром подразумевается полуокружность, которую описывает автомобиль во время манёвра при полностью вывернутом рулевом управлении. Знать это значение нужно обязательно. Более того, необходимо отличать разворот по малому и большому радиусу.

Схематичное изображение поворота авто

Некоторые производители указывают в качестве радиуса разворота два параметра, разделённых между собой дробью. Минимальный показатель поворота автомобиля соответствует следу от наружного колеса, который оставляет транспортное средство при манёвре. Такой показатель называется «от бордюра до бордюра». Это значение не учитывает размеры переднего свеса, от длины которого зависит точность показателя.

На практике удобнее использовать другое значение — радиус «от стены до стены». В этом случае учитываются препятствия, которые входят в минимальное пространство по наружным габаритам и могут быть задеты бампером. Но и на этом ещё не всё. Существует ещё один нюанс, который нужно учитывать водителю при езде в ограниченном пространстве.

Значение для авто с прицепом

При повороте некоторая часть кузова смещается во внутреннюю сторону. Потому при выезде со стоянки нельзя резко выворачивать руль до предельного положения. При таких действиях можно задеть соседний автомобиль. Чтобы понять какой радиус нужен для разворота, необходимо определить минимальный габаритный коридор для своей машины. Для этого нужно знать расстояние, которое отделяет максимальную и минимальную окружности.

Такая осведомлённость позволит не только без проблем маневрировать в сложных условиях и делать правильные манёвры на узкой дороге, но и выполнять поворот на дороге согласно разъяснениям ГИБДД 2020 года.

Насколько важен параметр

Современным водителям приходится ездить в непростых условиях: машин много, а места для них часто не хватает. Особенно это касается парковочных мест в больших городах и людных местах. Часто водителю приходится втискиваться между машинами впритык и выполнять сложные манёвры среди других автомобилей.

Радиус поворота отображает маневренность автомобиля, его способность выполнять повороты на узкой дороге и в ограниченном пространстве. Чем меньшим является этот параметр, тем более комфортным и простым будет управление ТС во время передвижения в ограниченном пространстве. Если известен радиус разворота и ширина дороги, то можно путём проведения несложных расчётов узнать вероятность осуществления манёвра за один раз.

Производители автомобилей обязательно указывают интересующее нас значение для каждого автомобиля. Этот показатель можно найти в практическом руководстве или техническом описании. Но здесь может ждать подвох. Многие производители указывают минимальный показатель — разворот по малому радиусу. Это позволят им представить своё творение более маневренным, чем есть на самом деле. Чтобы узнать действительный показатель, необходимо учитывать размеры свеса автомобиля.

Сравнение показателей маневренности с разными прицепами и без них

Как измеряем

Мы уже говорили выше о двух значениях, которые отображают радиус поворота автомобиля. Для вычисления каждого из них используются разные методы.

1. Для вычисления параметра «от бордюра до бордюра» необходимо при помощи мела сделать отметку начального положения наружного колеса. Выворачиваем руль пока он не примет граничное положение, разворачиваем автомобиль на 180 градусов. Отмечаем конечное положение колеса. Между полученными отметками измеряем расстояние. Половина от этого результата будет отражать искомое значение. Он будет обозначать необходимую ширину дороги, которая потребуется для разворота авто.
2. Более реальное значение отображает характеристика «от стены до стены». Для её вычисления потребуется зафиксировать стержень на наружном углу бампера. На стержне крепится мел и выполняется разворот машины, как это делалось в предыдущем случае. Получится полуокружность, в которой потребуется измерить диаметр. Половина этого значения будет отражать нужный нам радиус разворота машины.

В свободном доступе имеются таблицы с радиусом разворота легкового автомобиля. Также найти нужный показатель для конкретной марки машины можно в руководстве по эксплуатации и техническом описании

В любом случае, на этот параметр нужно обращать внимание. Эти знания позволят избежать неприятных ситуаций на дороге и паркинге

Лучшие цены и условия на покупку новых авто

Советы дальнобойщику

Управлять фурой так же трудно, как водить корабль по морю, здесь нужны навыки, многолетний опыт и профессионализм:

• Никаких резких движений – сзади груз, который превосходит массу тягача. Его инерция толкает машину вперед, и это нужно постоянно помнить, потому что резко изменить направление проблематично.
• Опасный момент вождения – это повороты, т. к. ведомая конструкция стремится по инерции вперед, что чревато складыванием пополам. Не стоит делать резких движений, а только плавно управлять техникой и не «газовать».
• Когда выпадают осадки, то такие физические законы, как трение – не действуют, поэтому нужно правильно выбрать скорость пропорционально качеству дорожного полотна.
• При поворотах на перекрестках помните, что водители соседних машин начинают движение раньше, чем задняя часть автопоезда проедет мимо. Не ленитесь посмотреть в зеркала, чтобы исключить столкновение.
• Помните, что лихачи совершают рискованные обгоны, занимая освободившееся место между двигающимся транспортом. В случае экстренной ситуации нарушители успеют затормозить, а у вас сзади груз, так что мгновенно остановиться не получится.
• Следует постоянно помнить, что у полуприцепа самостоятельная траектория движения, поэтому выбирайте радиус немногим больше, чтобы исключить выезд его за линию дороги.
• Не стоит обгонять, когда не просматривается впереди лежащая дорога, резко свернуть или затормозить уже не получится.

Надеемся, что приведенные в статье рекомендации по прохождению сложных участков дороги помогут дальнобойщикам избежать нарушений ПДД. Помните, что опытный шофер видит далеко, а профессионал уверенно контролирует ситуацию вокруг управляемого транспортного средства.

Особенности маневрирования

Водители-дальнобойщики обладают специфической подготовкой: уверенно входят в повороты на трассе и во время перемещений по городу, при прохождении перекрестков, потому что движения отработаны до автоматизма на специальных дорожках автодрома, как показано на этом видео:

Такой термин, как радиус разворота фуры должен учитываться при разработке подъездных путей к складским помещениям и местам разгрузки крупнотоннажного автомобильного транспорта. А разворотная площадка для фуры должна соответствовать утвержденным стандартам, чтобы большегрузный автомобиль мог уверенно маневрировать на выделенной для этих целей территории.

Таблица ширины площадки для ТС (транспортных средств)

Тип авто	Длина ТС в м	Ширина площадки, м
Камаз	10	22
Еврофура	18	38

Радиус разворота еврофуры

Европейские стандарты регламентируют ограничения по длине, например, для седельного автопоезда этот параметр – 16,5 метра. Размеры полуприцепа: 12 м от оси ССУ до кормовой части и 2,1 м до переднего бампера.

Стандартный радиус разворота еврофуры, например, на 180 или 360 градусов внутри воображаемой площади, которая составлена двумя окружностями с R = 12,5 м и 5,3 м, должен свободно выполняться при условии, что выступающие части машины не пересекают обозначенные границы во время маневрирования.

Схематическое изображение радиуса разворота фуры

Радиус поворота «американца»

Тягачи с полуприцепами, разработанные американскими конструкторами, называют траками, а маневренность, особенно во время проезда по городу, ограниченная из-за большого линейного размера. Для поворота на 90 градусов такому крупногабаритному транспортному средству требуется в 2 раза больше радиуса, чем европейским аналогам. Поэтому иногда приходится видеть такие ситуации, как на фото.

Неправильный разворот фуры

В городской черте такие автомобили не могут осуществлять безаварийное движение, чтобы постоянно не нарушать ПДД, затрудняют перемещение другого автотранспорта, т. к. их длина не соответствует европейским стандартам. Владельцы легковых автомобилей вынуждены держаться на расстоянии от «американцев», чтобы не попасть под удар разворачивающегося «монстра».

Как измеряем

Измерить радиус можно просто: отмечаем стартовое положение одного колеса (наружного), выворачиваем до конца рулевое колесо, разворачиваемся на полные 180 градусов, отмечаем конечное положение того же колеса. Между отметками замеряем расстояние, половина его и будет радиусом разворота. Этот размер является минимальной шириной дороги (именно гладкой части), которая позволит развернуться в один заход.

Это в теории, на практике же придётся учитывать и размер переднего свеса автомобиля, это расстояние от передней оси до кончика бампера. Дело в том, что ширина дороги не всегда ограничена низким бордюром, частенько бывают отбойники, а также сами бордюры могут быть до метра высотой. И если радиус разворота хорошо вписывается в идеальную дорогу, то с высокими ограничителями можно не вписаться. Так вот реальный радиус измеряется чуть сложнее – необходимо на наружной стороне бампера установить свес с мелом (можно на стержне), после разворота мел оставит отметки о реальном радиусе.

Радиус разворота на парковке

Рекомендуемые параметры расчетных автомобилей для Российской Федерации

Библиографическое описание:

Абдуназаров Ж. Н., Мамарасулова М. Н. Рекомендуемые параметры расчетных автомобилей для Российской Федерации // Молодой ученый. 2016. №7.2. С. 26-29. URL https://moluch.ru/archive/111/27588/ (дата обращения: 23.07.2019).

В связи с повышением динамических характеристик автомобилей совершенствуются требования к строительству и проектированию автомобильных дорог. При проектировании дорог возникает необходимость введения понятия «расчетный автомобиль». Этот термин определяется по-разному .

«Расчетный автомобиль – это транспортное средство, используемое для определения геометрических параметров автомобильных дорог (минимальные радиусы поворота пересечения в одном уровне, кольцевые пересечения), влияющих на безопасность, пропускную способность и стоимость пересечения. Это – условная транспортная единица, параметры которой используют в расчетах дорожной одежды и ее элементов».«Расчетный автомобиль – это такой автомобиль, массу, размеры и динамические качества которого используют при проектировании автомобильной дороги. Такие параметры расчетного автомобиля, как размеры и минимальный радиус поворота, должны быть такими же, как и у большинства других автомобилей этого же класса, которые предположительно будут использовать для движения проектируемую дорогу».

При проектировании автомобильных дорог и парковочных мест возникает необходимость определять ширину проездов, величину маневровых площадок, геометрические параметры. Это требует в каждом конкретном случае построения динамического габарита расчетных автомобилей, которое является процессом трудоемким (особенно для автопоездов) и не в достаточной мере освоенным проектировщиками.

Отсутствие систематизированного справочного материала по этим вопросам зачастую является причиной необоснованных проектных решений, которые либо ведут к завышению сметной стоимости объектов, либо не обеспечивают нормальных эксплуатационных условий работы автотранспорта.

Нами было исследован и изучен состав транспортных средств, передвигающихся по российским автомобильным дорогам, и разделен на следующие группы:

1. Легковой автомобиль;

2. Грузовой автомобиль;

Автобусы разделены на три типа: городской автобус, пригородный автобус, сочлененный автобус; автопоезда – два типа по длине.

Исходя из проведенных исследований нами были предложены параметры рекомендуемых расчетных автомобилей для проектирования автомобильных дорог. Были учтены не только длина и ширина расчетного автомобиля, но и база, передний свес, задний свес, который играет немаловажную роль при определении минимального радиуса автомобильной дороги (табл.1).

Размеры рекомендуемых расчетных автомобилей

Тип расчетного автомобилей

Прохождение поворотов

Умудренные опытом дальнобойщики чувствуют габариты автотранспортного средства, состоящего из тягача и полуприцепа с неуправляемой тележкой, а также возникающие сложности, связанные со смещением последней при вхождении в поворот.

Изящное прохождение перекрестка

Гораздо больше внимания водителю фуры требуется при выполнении маневрирования в черте города, где интенсивное движение пешеходов, а также легкового и общественного транспорта. Особо надо отметить сложности при проезде развязок и перекрестков – все необходимые маневры по изменению направления и смены полосы движения нужно выполнить заранее, но не ближе, чем за 20 метров от начала развязки или пересечения дорог.

Выполняя поворот направо, следует обратить внимание на встречную полосу дороги, т. к

автопоезд часто выезжает на нее, чтобы избежать заезда колесами тележки полуприцепа на бордюр, создавая угрозу травматизма пешеходов. При левом повороте не нужно стремиться проезжать центр перекрестка, потому что увеличивается площадь разворота, что затрудняет другому транспорту движение в нужную сторону.

Погрешности в повороте

Лонжерон автомобиля – конструкция, функционал, ремонт

Какой должен быть уровень антифриза: норма и тонкости проверки

Как поменять сальник распредвала: подробное пошаговое руководство

Какую жидкость лить в ГУР: разбираем все мифы

Шумоизоляция автомобиля: пошаговая инструкция + обзор материалов

Разбили стекло в автомобиле: кто виноват и что делать

Как снять датчик охлаждающей жидкости самостоятельно и заменить на новый

Заклинило колесо: что делать, если рядом нет СТО

Порядок ремонта насос-форсунок «Скания»

Ремонт рулевой рейки «Шевроле»: все не так страшно

Ремонт рулевой рейки «Опеля»: диагностика, профилактика, сервисное обслуживание

Ремонт рулевой рейки «Ауди»: диагностика и способы

Объем охлаждающей жидкости – важная характеристика технического состояния авто

Бескаркасные дворники: правила выбора и эксплуатации

Штраф за летнюю резину – есть ли он и какой?

Изменяем ли параметр

Отчего зависит радиус разворота? Во-первых, от габаритов авто, их поменять, разумеется, не получится. Во-вторых, от того, какой угол поворота у передних колёс. В общем, поменять радиус без серьёзного вмешательства в основную конструкцию не получится. А это потеря гарантии, а также возможные проблемы со стабильной работой. Обычно такие переделки можно встретить на машинах для дрифта, где выворот делают максимальным. Правда, это делается не для уменьшения радиуса разворота, а для увеличения угла заноса, который может держать машина. Обычные гражданские машины лучше не переделывать.

Статья написана по материалам сайтов: moluch.ru, www.drive2.ru, autowestnik.ru.

Что такое радиус поворота

Многие автолюбители «не в теме», и редко кто из них знает, что такое радиус поворота фуры. Согласно специальной технической литературе – это воображаемая дуга, по линии которой перемещается центр тяжести тягача с полуприцепом при выполнении сложного маневрирования. Максимальное значение этой величины (радиуса) во многом зависит от специфической конструкции транспортного средства.

Вот как фура во время поворота может зацепить своим полуприцепом легковой автомобиль:

Дополнительные вопросы

Домашнее задание

1. Почему максимальный вираж может быть выше в Южном Техасе, чем в Северной Миннесоте?

2. Какое коническое сечение лежит в основе горизонтальных кривых?

3. Когда транспортное средство движется по горизонтальной кривой, на него действуют две силы. Что это за силы и как они действуют на транспортное средство (нарисуйте четкую схему, иллюстрирующую силы).

4. Существующая горизонтальная кривая имеет радиус 100 метров, что ограничивает максимальную скорость на этом участке дороги. Дорожные службы хотят, чтобы максимальная расчетная скорость составляла 150 км/ч.

Предположим, что коэффициент бокового трения равен 0,15, а скорость виража как на исходной, так и на восстановленной секции равна 0,06.

Вычислите существующую скорость и найдите новый радиус кривизны.

5. Плоская горизонтальная кривая на 2-х полосной магистрали спроектирована с радиусом 609,600 м, кривая имеет длину касательной 121,920 м и PI находится на станции 3+139,440

Расчетная скорость (км /ч)	Расстояние реакции тормоза (м)	Тормозной путь на уровне (м)	Расчетная дистанция видимости для остановки (м)	Расчетное расстояние видимости для остановки (м)
80	55,2	73,4	129,0	130
90	62,6	92,9	155,5	160
100	69,5	114,7	184,2	185
110	76,5	138,8	215,3	220

Источник: AASHTO: Политика геометрического проектирования автомагистралей и улиц

Дорога имеет 3,6 м полосы движения и расчетную скорость 96 км/ч.

а. Определить местонахождение ПТ. Нарисуйте свое решение. б. Определите расстояние, которое необходимо преодолеть от внутреннего края внутренней полосы движения, чтобы обеспечить достаточную дистанцию ​​видимости для остановки. Нарисуйте свое решение.

6. Горизонтальная кривая спроектирована радиусом 600 м. Кривая имеет касательную 125 м, а PI находится на метрической станции 10+000 (10 километров и 0 метров). Определить местонахождение ПТ. Нарисуйте схему, показывающую ваш ответ.

Дополнительные вопросы

1. Назовите 4 типа горизонтальных кривых.
2. Когда чаще всего используются непростые типы? Почему обратные кривые так плохи? → Особые условия, включая горы, ограниченное право проезда или любое другое место, где невозможно использовать простой поворот.
3. Как учитывается погода (например, лед) → вираж (e)
4. Объясни м? Когда m и M будут равны? Используются ли уравнения для «m» при определении размещения зданий или рекламных щитов на существующих дорогах? → Используется в качестве оправдания, чтобы держать вещи подальше от дороги. Может использоваться при строительстве дорог, чтобы избежать неподвижных объектов, или при размещении объектов, чтобы избежать неподвижной дороги.
5. Когда следует проектировать скорость для кривых, а не кривую для скорости? → Если это новая конструкция, спроектируйте радиус таким образом, чтобы обеспечить желаемую скорость. Если вы устанавливаете ограничения скорости, установите скорость на основе существующей кривой.
6. При увеличении угла увеличивается или уменьшается длина касательной
7. Написать ограничения на расчет горизонтальных кривых
8. Каковы характеристики горизонтальных кривых
9. Нарисуйте простую горизонтальную кривую и ее компоненты.
10. Можно ли добавить T к станции PI, чтобы получить станцию ​​ПК? (№)
11. Насколько распространена горизонтальная кривая на вертикальной кривой? → Зависит от того, где вы находитесь, очень часто встречается в горных районах. Не особенно редко.
12. Большинство горизонтальных кривых построены с использованием кругов? → (В США почти равномерно да. Так же проще водителю, которому нужно только выставить руль, не требуется постоянная подрегулировка)
13. Что в английских единицах означает станция 10+25? Это указывает на то, что станция находится на расстоянии 1025 футов от 0+00.
14. На бетонных дорогах имеются канавки, перпендикулярные направлению движения, для увеличения трения при торможении. Снижают ли эти канавки боковое трение?
15. Какой максимальный вираж, когда дорога действительно гололедица? → вираж не может меняться в зависимости от сезона (домкратить дорогу будет слишком дорого). Таким образом, Max \(e\) является годовым.
16. Почему коэффициенты бокового трения для городских и сельских дорог различаются? Чем отличаются сельские и городские районы?
17. Почему радиус кривизны важен при строительстве дорог?
18. Каковы самые высокие значения e и \(f_s\) в стране?
19. Почему стандарты (максимумы/минимумы) для e и \(f_s\) меняются в зависимости от местоположения?
20. Обозначьте все силы, действующие на транспортное средство, движущееся в гору (и за угол)
21. Что такое сопротивление кривой? Что влияет есть? Почему это имеет значение?
22. Какие основные переменные используются в задачах кривизны, виража?
23. Почему инженеры делают кривые?
24. Что такое центробежная сила?
25. Зачем инженеру увеличивать или уменьшать радиус кривизны?
26. Что представляет собой вираж
27. Какие формы имеют горизонтальные и вертикальные кривые. Почему это полезно для драйвера
28. Если вы хотите уменьшить \(R,\), какие у вас есть стратегии?
29. Является ли боковое трение таким же, как трение покоя? Что это значит?
30. Когда задано максимальное значение \(e\), можно ли использовать меньшее число в окончательном ответе → да
31. Что такое вираж? Как на него действует центробежная сила?
32. Как \(f_s\) влияет на проектные скорости

Переменные

• \(R\) — Радиус центральной линии
• \(D_a\) — Степень кривой [угол, образуемый дугой 30,5 м (100 футов) вдоль горизонтальной кривой
• \(T\) — длина касательной (в единицах длины)
• \(\Delta\) — Угол отклонения касательных кривой. Также центральный угол кривой в градусах.
• \(E\) — Внешний. Наименьшее расстояние между кривой и PI
• \(M\) — Средняя ордината
• \(L\) — Длина кривой
• \(C\) — Длина хорды
• \(S\) — Расстояние видимости
• \(M_s\) — Приемлемое расстояние от внутреннего края дороги для размещения препятствия видимости, не мешающего обзору
• \(R_v\) — Радиус центральной линии самой внутренней полосы движения

Ключевые термины

• ПК: точка кривой
• PI: точка пересечения касательной
• PT: точка касания

---

Эта страница под названием 7. 4: Горизонтальные кривые распространяется под лицензией CC BY-SA 4.0 и была создана, изменена и/или курирована Дэвидом Левинсоном и др. (Википедия) через исходный контент, отредактированный в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или страница

   Автор

   Дэвид Левинсон, Генри Лю, Уильям Гаррисон, Марк Хикман, Адам Данчик, Майкл Корбетт, Брендан Ни. Карен Диксон и ее студенты

   Лицензия

   CC BY-SA

   Версия лицензии

   4,0

2. Метки

   1. [email protected]://en. wikibooks.org/wiki/Fundamentals_of_Transportation

ROCA — набор инструментов ArcGIS для определения трассы дорог и расчета радиусов горизонтальных кривых

PLoS One. 2018; 13(12): e0208407.

Опубликовано в сети 26 декабря 2018 г. doi: 10.1371/journal.pone.0208407

, Концептуализация, Исследование, Методология, Управление проектом, Надзор, Проверка, Написание – первоначальный проект, Написание – обзор и редактирование, ^{# * , Методология, Написание – обзор и редактирование, # , Курирование данных, Формальный анализ, Программное обеспечение, Письмо – рецензирование и редактирование, и , Формальный анализ, Программное обеспечение, Письмо – рецензирование и редактирование #}

Чжися Ли, редактор

Информация об авторе Примечания к статье Информация об авторских правах и лицензии Отказ от ответственности

Заявление о доступности данных

Мы представляем программное обеспечение ROCA (Road Curvature Analyst) в форме ESRI ArcGIS Toolbox, предназначенное для обработки векторных линейных данных. Программное обеспечение сегментирует данные дорожной сети на касательные и горизонтальные кривые. Затем автоматически вычисляются горизонтальные радиусы кривых и азимуты касательных. Одновременно рассчитываются дополнительные часто используемые характеристики участка дороги, такие как извилистость участка дороги (коэффициент объезда), количество поворотов на отдельном участке дороги и средний суммарный угол для участка дороги. Идентификация кривых основана на наивном байесовском классификаторе, и пользователям разрешено подготавливать свои собственные файлы обучающих данных. Мы применили программное обеспечение ROCA к второстепенным дорогам чешской дорожной сети (9,980 км). Обработка данных заняла менее десяти минут. Приблизительно 43% рассматриваемой дорожной сети состоит из 42 752 горизонтальных поворотов. Программное обеспечение ROCA превосходит другие существующие автоматические методы на 26% по проценту правильно идентифицированных кривых. Сегментированные второстепенные дороги в сети автомобильных дорог Чехии можно просмотреть в приложении веб-карты roca. cdvgis.cz/czechia. Мы объединили данные о геометрии дороги с базой данных дорожно-транспортных происшествий, чтобы разработать коэффициенты модификации аварии для горизонтальных кривых с различными радиусами. Установлено, что горизонтальные кривые радиусом 50 м примерно в 3,7 раза более опасны, чем горизонтальные кривые радиусом 1000 м. Программное обеспечение ROCA можно бесплатно загрузить для некоммерческого использования с веб-сайта https://roca.cdvinfo.cz/.

Хотя выравнивание дорог используется во многих исследованиях, связанных с безопасностью дорожного движения, информация о том, является ли участок дороги кривой или прямой, часто отсутствует в исходных базах данных дорожной сети. Идентификация горизонтальных кривых по данным дорожной сети по-прежнему является трудоемким и подверженным ошибкам процессом. Более того, при ручном выводе такие работы невозможно воспроизвести в будущем. В настоящее время в ГИС хранится большой объем данных о дорожной сети с достаточной пространственной точностью, позволяющей проводить автоматизированную обработку данных. Таким образом, существует потребность в полностью автоматизированном инструменте для извлечения трассы дорог из цифровых данных (например, [1, 2, 3]).

Отсутствие данных о выравнивании дорог и необходимость определения геометрии дорог вручную, по всей вероятности, являются причиной относительно небольшого количества отдельных горизонтальных кривых, используемых в большинстве исследований. McBean [4] имел, например, всего 100 горизонтальных кривых при работе с данными из Великобритании, как и Othman при соавт. [5] при изучении характеристик безопасности горизонтальных кривых на основе данных натуралистического вождения. Фитцпатрик и др. [6] работал с 260 кривыми. Fink и Krammes [7] и Persaud et al. [8] использовали большее количество данных, более 500. Напротив, Zegeer et al. [9], Сакшауг [10] и Khan et al. [11] имел более 10 000 кривых. Они получили информацию о геометрии дорог из национальных дорожных баз данных. Большинство национальных дорожных баз данных обычно не содержат такой информации для всей сети.

Предыдущая работа по автоматизированному распознаванию горизонтальных кривых из цифровых данных

В настоящее время не существует полностью автоматического инструмента, способного точно идентифицировать горизонтальные кривые и касательные из цифровых векторных данных. Часто используется полуавтоматическая идентификация [12, 13]. Эксперт определяет конечные точки горизонтальной кривой на экране, после чего автоматически вычисляются ее радиус и длина. Однако этот подход не подходит для больших наборов данных. Типичным представителем этих методов является «Калькулятор кривых» [14].

Xu и Wei [3] представили метод, основанный на вычислении азимута для каждой вершины дороги. Они утверждают, что работа с ГИС является наиболее эффективным способом как с точки зрения времени, так и с экономической точки зрения при анализе больших наборов данных. Ли и др. [1] разработали полностью автоматизированный метод для ГИС, который вычисляет «угол пеленга». Они применили порог при выборе между горизонтальными кривыми и касательными. Ли и др. [1] заявил, что «Помимо этого полуавтоматического подхода , не было найдено литературы, документирующей полностью автоматический метод . Таким образом, , CurveFinder является поистине инновационным и уникальным, предлагая средства для автоматического получения местоположения кривой и геометрической информации из карт дорог ГИС . » Мы представим здесь подход, который превосходит CurveFinder, потому что наш подход использует не только угол пеленга, чтобы решить, принадлежит ли вершина дороги горизонтальной кривой или касательной, но еще пять независимых переменных (EV) геометрии дороги. и процедура классификации вместо простого порога (подробности см. В разделе «Методы» ниже).

Коэффициенты модификации при столкновении для горизонтальных кривых в различных странах

Коэффициенты модификации при аварии (CMF) для горизонтальных кривых относятся к наиболее часто применяемым областям, где используется геометрия дорог. Мы выбрали это приложение, чтобы продемонстрировать эффективность программного обеспечения ROCA в исследованиях, связанных с безопасностью дорожного движения.

Юревич и Пита [15] работали с горизонтальными кривыми, ранее разделенными на три группы. Они пришли к выводу, что если количество аварий на кривых радиусом более 1500 м установить равным 1, соответствующие значения будут 1,422 для кривых радиусом от 600 до 1500 м и 2,437 для кривых радиусом менее 600 м. . Персо и др. [8] использовали данные о горизонтальных кривых радиусом от 87 до 1150 м в своих исследованиях по выявлению опасных кривых автомагистралей. Они нашли 15 наихудших кривых с самым высоким риском на основе вычисления эмпирической байесовской оценки. Элвик [16] представил метаисследование CMF, основанное на данных нескольких ранее опубликованных исследований из разных стран. Интенсивность аварий на кривых по отношению к длине предшествующей касательной также находится в центре внимания исследований (например, [17, 18]), а также различия в частоте аварий между горизонтальными кривыми и касательными (например, [19]). , 20]).

Целью данной работы является представление программного обеспечения ROCA, способного существенно повысить эффективность исследований, связанных с безопасностью дорожного движения, где требуется информация о геометрии участков дороги.

Данные

Участки дорожной сети Чехии были предоставлены Управлением дорог и автомагистралей Чешской Республики в виде пространственных (ГИС) данных. Мы сосредоточились на второстепенных дорогах, которые предназначены для обслуживания различных регионов Чешской Республики. Эксперт вручную определил геометрию дороги для 52 случайно выбранных второстепенных дорог. Мы разделили эти дороги на две группы: обучающий набор, состоящий из 32 дорог (2385 вершин, 68,6 км) и проверочный набор, состоящий из 20 дорог (3360 вершин, 74,1 км).

Мы также работали с дорожно-транспортными происшествиями, произошедшими на второстепенных дорогах чешской дорожной сети в период 2009–2016 гг. Эти данные взяты из базы данных дорожно-транспортных происшествий Полиции Чешской Республики. По состоянию на 2009 год данные были геолокализованы с помощью GPS. В анализе использовались все дорожно-транспортные происшествия, за исключением перекрестков и улиц в городских районах. Всего мы рассмотрели 56 710 ДТП.

Методы

Эта работа основывается на классификационном подходе для эффективной идентификации геометрии дороги, предложенном Андрашиком и Билом [2]. В частности, мы применили ту же идею использования метода классификации для определения горизонтальных кривых и прямых участков дорожной сети, но выбрали другой подход к классификации, позволяющий полностью автоматизировать весь процесс (создание набора инструментов в ArcGIS).

Дерево классификации [21] было первоначально применено в Andrášik и Bíl [2] как лучший подход среди рассмотренных классификаторов (дерево классификации, нейронная сеть, множественная логистическая регрессия и простой порог для описанных и соприкасающихся кругов в качестве эталона). Подход с использованием дерева классификации имеет несколько преимуществ: простое применение, автоматический выбор соответствующих EV и простая интерпретация [22]. Сообщалось также о недостатках [22], однако наиболее важным из них была общая проблема переобучения, которая требовала дальнейшей обрезки дерева и, таким образом, усложняла весь процесс с точки зрения автоматизированной обработки данных. Поэтому мы заменили метод дерева классификации наивным байесовским классификатором [23]. Наивный байесовский классификатор не страдает от переобучения [24] и хорошо работает даже с очень небольшими обучающими наборами данных [25]. Следовательно, это подходящий подход для автоматизированного использования в нашем программном обеспечении. Кроме того, наивный байесовский классификатор требует мало памяти и времени вычислений [26].

Наивный байесовский классификатор

Наивный байесовский классификатор основан на применении теоремы Байеса и предположении о независимости независимых переменных. Хотя это предположение в большинстве случаев нереалистично, как и в нашем случае, производительность наивного байесовского классификатора сравнима с более сложными современными классификаторами [24, 26]. Упомянем лишь основные идеи наивного байесовского классификатора. Теоретические подробности см. в Догерти [23].

Согласно теореме Байеса выполняется равенство

P(h.curve|EVs)=f(EVs|h.curve)P(h.curve)Z,

(1)

P(тангенс|EVs)=f(EVs|тангенс)P(тангенс )Z,

(2)

где f ( EVs | h . кривая ) и f ( EVs | тангенс ) — совместные функции плотности вероятности EVs | ( h . кривая ) и P ( тангенс ) — априорные вероятности наблюдения горизонтальной кривой и касательной соответственно при случайном выборе вершины (точки; набор вершин образует линию в ГИС), а Z — нормировочная константа.

Априорные вероятности могут быть установлены как равными 0,5, так и в соответствии с относительными частотами вершин, принадлежащих горизонтальным кривым и касательным соответственно. Поскольку нормировочная константа одинакова для обоих P ( h . кривая | ЭВс ) и Р ( тангенс | ЭВс ), нет необходимости его оценивать. Если P ( h . кривая | EVs ) больше, чем P ( тангенс | EVs ), мы классифицируем вершину как принадлежащую горизонтальной кривой. В противном случае вершина классифицируется как принадлежащая касательной.

Предположение о независимости приводит к следующему упрощению совместных функций плотности вероятности:

f(EVs|h.curve)=∏i=1nf(EVi|h.curve),

(3)

f(EVs|тангенс)=∏i=1nf(EVi|тангенс),

( 4)

где n — общее количество электромобилей.

Гораздо проще оценить несколько одномерных функций плотности вероятности, чем пытаться оценить совместную функцию плотности вероятности. Кроме того, это позволяет нам избежать проклятия размерности. Эти одномерные функции плотности вероятности должны быть оценены из обучающего набора данных. Джон и Лэнгли [27] продемонстрировали, что производительность наивного байесовского классификатора может быть значительно улучшена за счет использования оценки плотности ядра (непараметрический метод оценки функции плотности вероятности) по сравнению со смешанным допущением нормальности и использованием гауссовских распределений. Поэтому мы применили ядерный подход для оценки одномерных функций плотности вероятности.

Мы использовали те же шесть EV, что и в Андрашике и Биле [2]:

• Угол между тремя последовательными точками (иногда называемый «угол азимута» [1],

• совокупный угол в трех точках ,

• кумулятивный угол в пяти точках (аналогичная характеристика изменения направления, используемая Xu и Wei [3])

• радиус описанной окружности,

• расстояние между двумя последовательными точками.

Эти электромобили поясняются графически в . См. Andrášik and Bíl [2] для получения подробной информации о расчетах EV. Выбранные EV часто используются для идентификации кривой [28]. В частности, подходящими характеристиками кривизны дороги являются угол между тремя последовательными точками [1], совокупный угол в свободной и пяти точках и радиус описанной окружности [29]. Радиус соприкасающейся окружности также был выбран, поскольку он четко различает горизонтальные кривые и касательные [2]. Мы также рассмотрели расстояния между последовательными точками, чтобы учесть плотность точек.

Открыть в отдельном окне

Графическое описание электромобилей.

Таблица 1

Описательные данные для идентифицированных горизонтальных кривых.

Были выбраны два варианта «Максимальный радиус кривой».

Maximal radius of curve	2100 m	1000 m
Number of curves	42,752	39,943
Total length of curves	4,314 km	3,577
Proportion of the total length of curves	43%	36%
Number of TCs per kilometer at curves	5. 9	6.1

Open в отдельном окне

CMF для горизонтальных кривых

Мы рассчитали CMF для горизонтальных кривых второстепенных дорог в сети автомобильных дорог Чехии, чтобы продемонстрировать возможности и одно из потенциальных применений программного обеспечения ROCA. Затем дорожно-транспортные происшествия были объединены с ближайшими однородными сегментами дороги для получения основных описательных статистических данных и исходных данных для оценки CMF.

Мы следовали подходу Persaud et al. [8], который также был применен Элвиком [16] для сравнения CMF, разработанных в разных странах мира. Мы предполагаем, что количество дорожно-транспортных происшествий (ДТП) в пределах горизонтальной кривой зависит от среднегодового суточного трафика (AADT), длины горизонтальной кривой (L [м]), радиуса горизонтальной кривой (R [м] ) и отношение R/L следующим образом:

Количество ТС в год=eβ1+β2(L/R)AADTβ3Lβ4Rβ5.

(5)

Параметры β _i , i = 1, …, 5, могут быть подобраны с помощью отрицательно-биномиальной регрессии.

На следующем шаге мы рассчитали интенсивность аварий (количество ТС в год на миллион километров пути) по горизонтальным кривым с радиусами от R _мин = 50 м до R _макс

0

0

0

0

0 мин. = 1000 м для достижения ЦМП, сравнимой с ЦМП, представленными Элвиком [16]. Поскольку горизонтальная кривая обычно является частью окружности, можно предположить, что длина горизонтальной кривой линейно зависит от ее радиуса, т.е. е. L = ωR , где ω > 0 — угол отклонения в радианах.

Наконец, мы рассчитали относительную частоту аварий для горизонтальных кривых, установив частоту аварий в горизонтальных кривых с наибольшим радиусом (1000 м) в качестве эталона. Это означает, что относительный коэффициент аварийности для таких кривых равен единице, а остальные коэффициенты аварийности пересчитываются в соответствии с этим перемасштабированием. В заключение, относительная частота аварий зависит только от переменного радиуса горизонтальной кривой:

Relativecrashrate=(RRmax)(β4−1)β5

(6)

Мы также рассчитали дополнительные частые параметры, используемые при оценке участков дорог, такие как коэффициент объезда [30], количество поворотов [31] и средний кумулятивный угол [32].

Подготовка данных

Дорожная сеть должна быть разделена на отдельные участки дорог. Пользователи должны сначала проверить качество своей геометрии данных, особенно если существует какая-либо исходная сегментация данных. Это происходит, например, когда дороги пересекают региональные границы. Дополнительные распространенные ошибки данных геометрии линий (пересечение вершин, избыточность вершин) могут исказить классификацию и идентифицированный тип геометрии объекта. Поэтому мы рекомендуем проверять качество входных линейных данных и заранее изменять их форму в панели инструментов Editor или Topology.

Входные данные

Помимо входного линейного класса объектов участков дорожной сети, пользователям разрешено вводить предопределенный или собственный текстовый файл (Ввод файла обучающих данных, см. ) с координатами вершин участка дороги и определяемой пользователем геометрической классификацией. . Структура обучающего текстового файла следующая:

Открыть в отдельном окне

Среда ROCA в программном обеспечении ArcGIS.

• ID участка дороги                           #

• x координата# координаты полилин -вершины

• Y координата#

• Классификация геометрии {0,1}# 0 для тангенса и 1 для горизонтальной вклинания

Пользователи. максимальное значение радиуса, выше которого отрезок считается касательной (Максимальный радиус кривой [м], см. ). Обычно используемые пороговые значения радиуса обычно составляют от 1000 до 2500 м (например, [16]).

Значение минимально допустимого радиуса горизонтальной кривой (Минимально допустимый радиус кривой [м], см. ), может быть установлено для выявления возможных ошибок во входных данных. Предупреждение с количеством и общей длиной кривых с меньшим радиусом, чем задано здесь, будет показано в итоговом сообщении отчета.

Мы настоятельно рекомендуем пользователю применить обобщение данных, чтобы отфильтровать возможные ошибки в линейных данных. Можно установить допуск (Допуск обобщения линии [м], см. ). Алгоритм обобщения Дугласа-Пекера встроен в программное обеспечение ROCA для упрощения входных строк и удаления избыточных вершин, которые также могут исказить окончательную классификацию (см. Ресурсы).

Открыть в отдельном окне

Примеры ошибок, которые обычно присутствуют в базах данных, содержащих вручную оцифрованные данные.

Результирующие геометрии ROCA являются гладкими и бесшумными, когда применяется алгоритм обобщения Дугласа-Пекера (с заданным пользователем допуском). Результаты также могут быть неправильно классифицированы в случаях, когда алгоритм обобщения не используется. Цифры обозначают отдельные однородные сегменты дороги.

Обработка данных

Общий процесс ROCA описан в . Мы рекомендуем пользователям подготовить свои собственные обучающие наборы данных (шаг 1), в противном случае будет использоваться обучающий набор по умолчанию (основанный на второстепенных дорогах чешской дорожной сети). Затем набор обучающих данных обобщается (шаг 2) и для каждой вершины вычисляются шесть EV (дополнительную информацию см. в разделе «Методы»). Алгоритм обучения (этап 3) применяется для подготовки наивного байесовского классификатора для всего набора данных (этап 4). Выполняется обобщение, и для всех данных вычисляются EV. Наивный байесовский классификатор затем используется для идентификации кривых и касательных (шаг 7). Метод наименьших квадратов и эвристика применяются для оценки радиусов горизонтальных кривых (шаг 8). Наконец, создается выходной файл, содержащий индивидуальную геометрию трассы дороги (шаг 9).) и три новых поля с атрибутами кривизны добавляются в исходный файл данных линии (шаг 10).

Выходные данные ROCA

Основные выходные данные ROCA представляют собой новый класс линейных объектов, содержащий как горизонтальные кривые, так и касательные. Каждый выходной сегмент сохраняется как отдельная геометрия линейного объекта со следующими атрибутами:

• Идентификатор входного участка линии дорожной сети,

• тип геометрии ROCA (0 – касательная, 1 – кривая),

• радиус горизонтальной кривой,

• X, Y центра горизонтальной кривой,

• азимут касательной (горизонтальный угол между касательной и направлением на север; измеряется по часовой стрелке),

• длина геометрии ROCA.

К исходным входным участкам дорожной сети также добавлены новые атрибуты:

• коэффициент объезда (извилистость участка дороги) как отношение реального (маршрут сети, длина ломаной) и кратчайшего (евклидова) расстояние между конечными точками участка дороги,

• количество поворотов на участке дороги,

• средний суммарный угол поворота на километр участка дороги.

Итоговый отчет, когда анализ ROCA завершен, записывается в виде сообщения при выполнении окна инструментов анализа ROCA. Он содержит:

• количество касательных с их общей длиной,

• количество горизонтальных кривых (с определенными радиусами) с их общей длиной,

• количество горизонтальных кривых радиусом меньше минимально допустимого радиуса кривой (задается пользователем) и их общая длина; он выделяет возможные ошибки во входной геометрии класса линейных объектов.

Набор инструментов был запрограммирован на Python 2. 7 и может использоваться в ESRI ArcGIS (10.1–10.5). Установка набора инструментов ROCA не требуется, набор инструментов можно просто добавить в наборы инструментов ArcToolboxes. Наше программное обеспечение можно бесплатно загрузить с веб-сайта roca.cdvinfo.cz для некоммерческого использования.

Проверка наивного байесовского классификатора

Мы построили наивный байесовский классификатор на основе нашего обучающего набора, состоящего из 32 второстепенных дорог (2385 вершин, 259 кривых). Сначала мы рассчитали EV для всей обучающей выборки. Затем мы оценили функции плотности вероятности EV отдельно для горизонтальных кривых и для прямых сегментов с использованием оценки плотности ядра. На основе этих функций плотности вероятности можно классифицировать любую новую геометрию дорог (см. раздел Наивный байесовский классификатор).

Мы оценили производительность программного обеспечения ROCA, используя отдельный проверочный набор, состоящий из 20 второстепенных дорог (3360 вершин). Проверочный набор содержал 220 горизонтальных кривых. Вероятность успеха (доля правильно классифицированных вершин) байесовского классификатора составила 82,4%, что аналогично другим классификаторам, рассмотренным в [2]. Большинство неправильно классифицированных вершин располагались на концах горизонтальных кривых.

Расдорф и др. [29] оценили вероятность успеха правильного определения горизонтальной кривой в 78% для «Калькулятора кривых», 69% для «Поиска кривых» и 80% для «Расширения кривизны». Наш подход позволил правильно определить 95% горизонтальных кривых из проверочного набора. Поэтому кажется, что наш подход превосходит автоматический «Поиск кривой» на 26%, а полуавтоматический «Калькулятор кривой» и «Расширение кривизны» на 17% и 15% соответственно.

Пример результатов ROCA

ROCA был применен к второстепенным дорогам в сети автомобильных дорог Чехии (9 980 км), чтобы продемонстрировать свою вычислительную эффективность. Расчет длился менее десяти минут (9мин 45 с) на стандартном ПК (4-ядерный процессор Intel i7-2600 3,4 ГГц, ОЗУ 8 ГБ, Windows 10 Pro 64bit).

Было установлено, что примерно 43% (4 314 км) второстепенных дорог чешской дорожной сети образованы горизонтальными кривыми. Всего было выявлено 42 752 горизонтальные кривые. Все результаты, включая сегментированную дорожную сеть на однородные сегменты, можно увидеть в приложении веб-карты roca.cdvgis.cz/czechia. Как и следовало ожидать, наиболее частым является радиус 50–200 м. Чуть более 40% горизонтальных поворотов на второстепенных дорогах имеют радиус менее 200 м. Только 2% горизонтальных поворотов на второстепенных дорогах имеют радиус более 1000 м ().

Открыть в отдельном окне

Распределение радиусов второстепенных дорог в Чехии.

За период 2009–2016 гг. зарегистрировано 56 710 дорожно-транспортных происшествий (ДТП), произошедших на второстепенных дорогах. Всего мы рассмотрели 7 911 участков дорог. На 18,1 % участков дорог (6,3 % дорожной сети) ДТП не было. Выяснилось, что 45,2% ТЦ приходится на горизонтальные кривые (см. их распределение по радиусу горизонтальной кривой). Дополнительная информация о полученных результатах представлена ​​в .

Открыть в отдельном окне

ВК, возникшие на горизонтальных кривых, и суммарные длины горизонтальных кривых по отношению к радиусу горизонтальной кривой.

Коэффициент объезда и средний кумулятивный угол поворота на километр рассчитывались для каждого участка дороги как выходные данные программного обеспечения ROCA. Коэффициент объезда варьируется от 1,0 (для участка дороги без горизонтальной кривой) до 6,0. Приблизительно 99% участков дорог имеют коэффициент объезда ниже 1,6 (см. ). Средний кумулятивный угол колеблется от 0 до 5044 градусов на километр с 95% значений ниже 642 градусов на километр (см. ). Среднее значение и медиана среднего суммарного угла составляют 224 и 94 градуса на километр соответственно.

Открыть в отдельном окне

Распределения коэффициента объезда (слева) и среднего суммарного угла поворота на километр (справа).

CMF для горизонтальных кривых в Чешской Республике

После определения геометрии второстепенных дорог в сети автомобильных дорог Чехии мы разработали CMF для горизонтальных кривых. Во-первых, мы подогнали модель (5) с помощью отрицательно-биномиальной регрессии. Коэффициенты регрессии и их 95% доверительные интервалы приведены в . Затем мы рассчитали относительную частоту аварий по формуле (6).

Таблица 2

Коэффициенты регрессии, полученные из отрицательно-биномиальной регрессии, вместе с их 95% доверительными интервалами (в скобках) и среднеквадратической ошибкой прогнозирования (RMSE), оцененной с использованием 10-кратной перекрестной проверки .

	Коэффициент (95% доверительный интервал)
β 1	-10.1 (-9.9, -10.4)
β 2	0. 78 (0.92, 0.97)
β 3	0.88 (0.77, 0.87)
β 4	-0.15 (-0.21, -0.31)
β 5	0.32 ( 0,23, 0,40)
RMSE	1,58

Открыть в отдельном окне Норвегия (см. ). Обе эти CMF намного более пологие, чем суммарная CMF для восьми стран, разработанная Элвиком [16].

Открыть в отдельном окне

CMF радиусов горизонтальных кривых второстепенных дорог в Чехии, Норвегии [10] и средневзвешенное значение для восьми стран, рассчитанное Элвиком [16].

Представленное программное обеспечение ROCA позволяет быстро обрабатывать данные дорожной сети и идентифицировать прямые и горизонтальные кривые с их радиусами. Он способен значительно сократить время исследований, связанных с безопасностью движения, когда требуется выравнивание дорог. Вся чешская дорожная сеть, разделенная на однородные сегменты, доступна через roca.cdvgis.cz/czechia.

Программное обеспечение ROCA еще не учитывает переходные (спиральные) кривые, соединяющие касательные и горизонтальные кривые. Основная причина заключается в том, что большинство данных, хранящихся в настоящее время в базах данных, оцифровываются вручную, и поэтому эти сегменты с определенной геометрией обычно не представлены в данных, т.е. их идентификация достаточно сложна.

Программное обеспечение ROCA позволяет пользователям определять свои собственные наборы данных для тренировок. Эта функция, когда пользователям разрешено определять типы геометрии своими данными, чрезвычайно полезна, так как национальные базы данных были созданы с помощью различных подходов и в различных масштабах (разрешении). Программное обеспечение ROCA можно бесплатно загрузить для некоммерческого использования и исследования с сайта roca.cdvinfo.cz.

Стоит отметить, что производительность любого программного обеспечения сильно зависит от качества входных данных. Очевидно, что при анализе сильно неточных данных невозможно получить точные результаты (см. также [1]). Поэтому мы рекомендуем пользователям проверять качество исходных данных о дорожной сети до проведения анализа.

CMF для дорожной сети Чехии

Мы оценили CMF для второстепенных дорог в чешской дорожной сети, чтобы продемонстрировать потенциал ROCA SW. Горизонтальные кривые с наименьшим радиусом (50 м) примерно в 3,7 раза более опасны, чем кривые с радиусом 1000 м. Результаты, полученные в нашем исследовании, согласуются с выводами, обобщенными Elvik [16], который представил метаисследование CMF на основе данных ранее опубликованных исследований из разных стран. Он приходит к выводу, что «обнаружена тенденция увеличения аварийности по мере уменьшения радиуса кривой» . Это также справедливо для второстепенных дорог в сети дорог Чехии (см. ).

Статья подготовлена ​​при финансовой поддержке Министерства транспорта в рамках программы долгосрочного концептуального развития научно-исследовательских учреждений по исследовательской инфраструктуре, полученной в рамках Оперативной программы исследований и разработок для инноваций (CZ.1.05/2.1.00/ 03.0064). Спонсоры не участвовали в разработке исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Все данные, необходимые для воспроизведения результатов этого исследования, можно бесплатно загрузить с нашего веб-сайта: https://roca.cdvinfo.cz/downloads/. Мы также включили файл с инструкциями: https://roca.cdvinfo.cz/file/howtoroca/.

1. Ли З., Читтури М.В., Билл А.Р., Чжэн Д., Нойс Д.А. Автоматизированное извлечение информации о горизонтальных кривых для дорог с малой интенсивностью движения. Протокол транспортных исследований. 2015; 2472: 172–184. [Google Scholar]

2. Андрашик Р., Бил М. Эффективная идентификация геометрии дороги по цифровым векторным данным. Журнал географических систем. 2016;18(3): 249–264. [Google Scholar]

3. Xu H, Wei D. Улучшенная идентификация и расчет горизонтальных кривых с помощью слоев дорог географической информационной системы. Протокол транспортных исследований. 2016;2595: 50–58. [Google Scholar]

4. McBean PA. Влияние геометрии дороги на выборку мест ДТП Отчет лаборатории TRRL 1053. Лаборатория транспортных и дорожных исследований, Кроуторн: 1982. [Google Scholar]

5. Отман С., Томсон Р., Ланнер Г. Использование данных натуралистических полевых эксплуатационных испытаний для определения горизонтальных кривых. Дж. Трансп. англ. 2012;138(9): 1151–1160. [Google Scholar]

6. Фитцпатрик К.П.И., Лорд Д., Парк Б.Дж. Коэффициент модификации дорожно-транспортного происшествия на горизонтальной кривой с учетом плотности проезжей части на сельских четырехполосных автомагистралях в Техасе. Журнал транспортного машиностроения. 2010;136(9): 827–835. [Google Scholar]

7. Финк К.Л., Краммес Р.А. Влияние длины касательной и расстояния видимости на уровень аварийности на горизонтальных поворотах на сельских двухполосных дорогах. Протокол транспортных исследований. 1995; 1500: 162–167. [Академия Google]

8. Персо Б., Реттинг Р., Лайон С. Рекомендации по идентификации опасных поворотов автомагистралей. Протокол транспортных исследований. 2000; 1717: 14–18. [Google Scholar]

9. Zegeer CV, Stewart RJ, Council FM, Reinfurt DW, Hamilton E. Влияние геометрических улучшений на горизонтальные кривые на безопасность. Протокол транспортных исследований. 1992; 1356: 11–19. [Google Scholar]. Нота от 2.11.1998. SINTEF, Bygg og miljøteknikk, Тронхейм.

11. Хан Г., Билл А., Читтури М., Нойс Д.А. Оценка безопасности горизонтальных кривых на сельских неразделенных дорогах. Протокол транспортных исследований. 2014; 2386: 147–157. [Google Scholar]

12. Богенрайф С., Сулейретт Р. Р., Ханс З. Определение и измерение горизонтальных кривых и их влияние на безопасность дорожного движения. Журнал транспортной безопасности и Безопасность. 2012;4(3): 179–192. [Google Scholar]

13. Финдли Д., Хаммер Дж. Э., Расдорф В., Зегер К. В., Фаулер Т. Дж. Моделирование влияния пространственных отношений на безопасность горизонтальной кривой. Анализ и предотвращение несчастных случаев. 2012;45:296–304. 10.1016/j.aap.2011.07.018 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

14. ESRI. ArcGIS Desktop: выпуск 10.2 Redlands. Научно-исследовательский институт экологических систем, Калифорния. 2013.

15. Jurewicz C, Pyta V. Влияние ширины свободной зоны на результаты аварий при съезде с дороги. В: Материалы Австралазийской конференции по исследованию безопасности дорожного движения, охране правопорядка и образованию, 31 августа — 3 сентября 2010 г., Канберра, Австралия.

16. Элвик Р. Международная переносимость функций модификации аварии для горизонтальных кривых. Анализ и предотвращение несчастных случаев. 2013;59: 487–496. 10.1016/j.aap.2013.07.010 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

17. Хауэр Э. Безопасность и выбор степени искривления. Протокол транспортных исследований. 1999; 1665: 22–27. [Google Scholar]

18. Findley DJ, Zegeer CV, Sundstrom CA, Hummer JE, Rasdorf W, Fowler TJ. Поиск и измерение горизонтальных кривых в большой сети автомагистралей: подход ГИС. Политика управления общественными работами. 2012;17(2): 189–211. [Google Scholar]

19. Johnston IR. Изменение поведения водителя на поворотах сельских дорог: обзор недавних исследований. В проц. 11-я конференция Австралийского совета по дорожным исследованиям (ARRB), ARRB Group Limited. 1982;11: 115–124.

20. Кардосо Х.Л. Оценка безопасности при проектировании и реконструкции горизонтальных кривых. В: Доклад, представленный на 3-м Международном симпозиуме по геометрическому проектированию шоссе, 29 июня — 1 июля 2005 г., Чикаго.

21. Тан П.Н., Штайнбах М., Кумар В. Введение в интеллектуальный анализ данных Эддисон-Уэсли, США: 2005. [Google Scholar]

22. Джеймс Г., Виттен Д. , Хасти Т., Тибширани Р. Введение в статистическое обучение. Спрингер, Нью-Йорк; 2015. [Google Scholar]

23. Догерти Г. Распознавание образов и классификация: введение. Спрингер, Нью-Йорк: 2013. [Google Академия]

24. Фридман Н. О предвзятости, дисперсии, 0/1-потере и проклятии размерности. Интеллектуальный анализ данных и обнаружение знаний. 1997; 1: 55–77. [Google Scholar]

25. Форман Г., Коэн И. Обучение на малом: сравнение классификаторов после небольшого обучения. В: Булико Дж. Ф., Эспозито Ф., Джаннотти Ф., Педрески Д. (ред.) Обнаружение знаний в базах данных: PKDD 2004. Конспект лекций по информатике. 2004;3202. [Google Scholar]

26. Домингос П., Паццани М. Об оптимальности простого байесовского классификатора при нулевых потерях, Машинное обучение. 1997;29: 103–130. [Google Scholar]

27. Джон Г., Лэнгли П. Оценка непрерывных распределений в байесовских классификаторах. Материалы одиннадцатой конференции по неопределенности в искусственном интеллекте. Монреаль, Канада: Морган Кауфманн. 1995: 338–345.

28. Имран М., Хассан Й., Паттерсон Д. Процедура на основе GPS–ГИС для отслеживания пути транспортного средства на горизонтальной трассе. Компьютерная гражданская инфраструктура Eng. 2006 г.; 21: 383–394. [Google Scholar]

29. Rasdorf W, Findley DJ, Zegeer CV, Sundstrom CA, Hummer JE. Оценка ГИС-приложений для сбора данных по горизонтальным кривым. Журнал вычислительной техники в гражданском строительстве. 2012;26(2): 191–203. [Google Scholar]

30. Алиан С., Бейкер RGV, Вуд С. ДТП с участием пострадавших в сельской местности на Кингс-Хайвей: новый подход к исследованиям безопасности дорожного движения. Анализ и предотвращение несчастных случаев. 2016; 95: 8–19. 10.1016/j.aap.2016.06.005 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

31. Ван С., Куддус М., Исон С. Влияние скорости и кривизны дороги на дорожно-транспортные происшествия в Англии. Журнал географии транспорта. 2009; 17: 385–395. [Google Scholar]

32. Haynes R, Lake IR, Kingham S, Sabel CE, Pearce J, Barnett R. Влияние кривизны дороги на аварии со смертельным исходом в Новой Зеландии. Анализ и предотвращение несчастных случаев. 2008; 40: 843–850. 10.1016/j.aap.2007.090,013 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

curvature.py — найдите самые извилистые дороги вокруг — AdamFranco.com

Обновление от октября 2020 г.: кривизна теперь доступна в виде карты в браузере.

Обновление за ноябрь 2016 г.: Новый специализированный сайт Curvature — roadcurvature.com

Обновление за октябрь 2013 г.: KML-файлы Google Планета Земля, сгенерированные curvature.py, теперь доступны по всему миру.

Этим летом, когда я начал заниматься мотоциклетным спортом, у меня появилось дополнительное хобби: я изучал карты и путеводители, чтобы найти дороги, по которым было бы весело ездить. Хотя я отлично провел время на грунтовых дорогах через сельскохозяйственные угодья и широкие открытые шоссе, ничто не сравнится с острыми ощущениями от поворотов на извилистой дороге.

Несмотря на то, что мне удавалось находить дороги по карте (например, Трейси-роуд), одним из недостатков карты являются крутые повороты, на которые можно опереться, разрешение которых, как правило, ниже разрешения многих карт. Атласы и электронные карты, такие как Google Earth, позволяют увеличивать масштаб, но тогда возникает проблема с поиском жемчужин в море данных. Я понял, что мне нужен способ выделить только самые извилистые дороги, чтобы я знал, куда идти дальше.

Для тех, кто менее знаком с пересечением картографии и программного обеспечения, электронные картографические системы мира (ваш Garmin/TomTom GPS, Google Earth, MapQuest и т. д.) имеют последовательности тысяч координат, которые связаны друг с другом, определяют пути дорог. по поверхности земли.

Хотя в большинстве этих систем используются проприетарные наборы данных, служба под названием Open Street Map (OSM) представляет собой проект, управляемый сообществом, который каждый может добавлять и редактировать — Википедия для картографических данных. В некоторых частях мира Open Street Map имеет лучшее покрытие, чем любые коммерческие поставщики; в США исходные данные были импортированы из общедоступного набора данных USGS TIGER, а затем были расширены и улучшены сообществом. Я знал, что эти данные были доступны в течение длительного времени, но только на прошлой неделе я понял, что можно будет искать координаты, из которых состоят дороги, для анализа их геометрии, а не только их положения.

Я могу получить необработанные данные из Open Street Map для каждой дороги, но как определить, какие из них самые извилистые? Вначале я пробовал такие стратегии, как вычисление отношения пройденного расстояния по дороге к расстоянию между начальной и конечной точками. К сожалению, во всех этих методах были ситуации, которые путали алгоритмы (например, кольцевые дороги) или не различали веселые кривые и скучные широкие изменения направления, которые были бы захватывающими только при превышении ограничения скорости. В конце концов я придумал процесс вычисления радиуса кривизны на каждом сегменте каждой дороги, а затем суммирования длины самых извилистых сегментов, чтобы получить общее расстояние, затраченное на поворот. Чем извилистее дорога, тем больше времени уходит на повороты.

Я вернусь к более подробной информации чуть позже, но в итоге я написал небольшую программу, которая считывает данные Open Street Map и выдает файлы KML (Google Earth), в которых выделяются только извилистые дороги. Эта программа называется curvature.py и доступна на Github здесь: https://github.com/adamfranco/curvature/wiki

При запуске curvature.py вы можете передавать различные параметры, позволяющие выделить дороги, которые вас больше всего интересуют. Например, если вы живете на плоском Среднем Западе, вы можете пройти порог низкой кривизны, чтобы попытаться найти дороги, которые имеют любые кривых. Дайте ему средний порог, и результаты помогут вам найти более интересный маршрут для работы. Точно так же, если вы хотите найти только самые сумасшедшие извилистые дороги в регионе, установите для него высокий порог, чтобы отфильтровать пшеницу от плевел.

При использовании параметра --colorize файлы KML будут генерироваться с цветовой кодировкой каждого сегмента дороги в соответствии с его радиусом кривой. Зеленые сегменты находятся выше порога, считающегося «прямым», тогда как желтые — это широкие кривые, оранжевые — более узкие, а красные — самые узкие:

Подробнее о расчете кривизны

Каждый путь (дорога) состоит из последовательности точек, определяемых парой значений широты и долготы. Каждая последовательность из трех точек образует треугольник, две стороны которого являются сегментами дороги с гипотенузой между 1-й и 3-й точками. Поскольку у нас есть широта и долгота каждой точки, мы можем легко вычислить расстояния между ними, но выяснить, какова кривизна дороги в этом наборе точек, немного сложно. Поскольку точки расположены неравномерно, угол между тремя точками нам ничего не говорит. Вместо этого мы должны вернуться к геометрическому соотношению, согласно которому для каждого треугольника существует описанная окружность, пересекающая три его точки. Используя уравнения для описанной окружности, мы можем подставить расстояния между тремя точками и получить радиус этой окружности. Радиус этого круга соответствует радиусу кривой дороги в середине трех точек.

Вот видео, объясняющее процесс:

Использование Curvature
На странице Curvature Examples показано несколько примеров и приведены ссылки на файлы KML, которые можно открыть в Google Планета Земля. Если вы хотите просто просмотреть созданные мной KML-файлы кривизны, вы можете найти их по адресу: http://www2.adamfranco.com/curvature/kml/

Формула радиуса кривизны — Узнайте формулу для радиуса кривизны

Радиусом кривизны кривой называется любой примерный радиус окружности в любой заданной точке. По мере движения по кривой радиус кривизны изменяется. Формула радиуса кривизны обозначается как «R». Величина, на которую кривая превращается из плоской в ​​кривую и из кривой обратно в прямую, называется кривизной. Это скалярная величина. Радиус кривизны обратно пропорционален кривизне. Радиус кривизны — это не реальная форма или фигура, а воображаемый круг. {2}} |}\) 9{2}} |}\)

где K — кривизна кривой, K = dT/ds, (функция тангенса-вектора)

R — радиус кривизны

Разбивайте сложные понятия с помощью простых визуальных средств.

Математика больше не будет сложным предметом, особенно когда вы понимаете концепции с помощью визуализаций.

Закажите бесплатный пробный урок

Давайте быстро рассмотрим пару примеров, чтобы лучше понять формулу радиуса кривизны. 9{2}} |}\).

Различные типы кривых автомагистралей и их значение

Дом Оборудование Оборудование Артикул Различные типы кривых автомагистралей и их значение

Кривые шоссе

Кривая шоссе представляет собой дугу, соединяющую две прямые линии, разделенные некоторым углом, называемым углом отклонения. Эта ситуация возникает, когда трасса проезжей части или железной дороги меняет свое направление из-за неизбежных объектов или условий. В строительстве автомобильных дорог есть два типа кривых: горизонтальная кривая и вертикальная кривая. Кривые отображаются всякий раз, когда дорога меняет свое направление с правого на S (наоборот) или меняет направление с верхнего на нижнее (наоборот). Кривые являются важным элементом в дизайне дорожного покрытия. Для них предусмотрено максимальное ограничение скорости, которое следует соблюдать очень строго. Соблюдение ограничения скорости становится важным, поскольку превышение скорости может привести к тому, что транспортное средство выйдет из-под контроля во время прохождения поворота, и, таким образом, увеличить вероятность несчастных случаев со смертельным исходом. Кроме того, крайне необходимо принять соответствующие меры безопасности на всех горизонтальных и вертикальных поворотах, чтобы сделать дорожную инфраструктуру удобной для пользователей и снизить риск возникновения опасных обстоятельств.

Важность поворотов на шоссе

• Если посредине шоссе внезапно появляются препятствия, такие как горы, скалы и т. д., которые невозможно переместить, поэтому для движения вперед к месту назначения предусмотрен плавный поворот .
• Автомагистрали, как правило, представляют собой прямые дороги большей протяженности, поэтому может быть более высокая вероятность несчастных случаев из-за перерасхода средств или сонливости за рулем.
• При наличии искривления водитель приходит в сознание и контролирует свою скорость и сонливость во время движения.
• Сонливость является основной причиной дорожно-транспортных происшествий на автомагистралях. Если на шоссе имеется кривая, водитель становится бдительным и реагирует на кривизну.
• Изгибы дорог предусмотрены для удобства пассажиров.
• Постепенное изменение направления или ориентации выравнивания может быть выполнено с помощью кривых.
• Кривые предусмотрены для облегчения поворота на дороге и колеи

Различные типы кривых шоссе

Существует два типа кривых – горизонтальные и вертикальные кривые. Каждая из них имеет различные подкатегории, каждая из которых описана ниже.

Горизонтальные кривые

Кривая, расположенная в горизонтальной плоскости земли или земли, называется горизонтальной кривой. Он соединяет две прямые линии, находящиеся на одном уровне, но имеющие разные или одинаковые направления. Существуют различные типы горизонтальных кривых, описание каждого из них приведено ниже.

Простая круговая кривая

Это кривая, состоящая из одной дуги с постоянным радиусом, соединяющей две касательные. Это наиболее распространенный тип горизонтальной кривой. Простая дуга, предусмотренная на дороге или железнодорожном полотне для наложения кривой между двумя прямыми линиями, является простой кривой окружности. Чем меньше степень изгиба, тем более пологая кривая и наоборот. Острота простой кривой также определяется радиусом R. Большие радиусы плоские, а малые радиусы острые. Простая кривая обычно представлена ​​длиной ее радиуса или степенью кривой

Составная кривая

Это кривая, состоящая из двух или более дуг окружностей последовательно более коротких или длинных радиусов, соединенных по касательной без изменения кривизны и используемая на некоторых железнодорожных путях и автомагистралях в качестве кривой сервитута для обеспечения меньшего резкий переход от касательной к полной кривой или наоборот. Поскольку длины касательных к ним различаются, составные кривые соответствуют топографии намного лучше, чем простые кривые. Эти кривые легко адаптируются к гористой местности или районам, прорезанным большими извилистыми реками. Однако, поскольку составные кривые более опасны, чем простые кривые, их никогда не следует использовать там, где подойдет простая кривая.

Горизонтальные кривые

Обратная кривая

Обратная кривая состоит из двух или более простых кривых, поворачивающихся в противоположных направлениях. Их точки пересечения лежат на противоположных концах общей касательной, а ПТ первой кривой совпадает с ПК второй. Эта точка называется точкой обратной кривизны (PRC). Обратная кривая состоит из двух дуг одинакового или разного радиуса, изгибающихся или изгибающихся в противоположных направлениях с общей касательной на их стыке, причем их центры находятся на противоположных сторонах кривой.

Кривая перехода пути

Кривая перехода пути или спиральный сервитут представляет собой математически рассчитанную кривую на участке шоссе, в которой прямой участок превращается в кривую. Он предназначен для предотвращения резких изменений поперечного направления В плоскости (если смотреть сверху) начало перехода горизонтальной кривой находится на бесконечном радиусе, а в конце перехода оно имеет тот же радиус, что и сама кривая и т.д. образует очень широкую спираль. В то же время в вертикальной плоскости внешняя часть кривой постепенно поднимается до тех пор, пока не будет достигнута правильная степень крена.

Спиральная кривая

Спиральные кривые обычно используются для постепенного изменения кривизны от прямого участка дороги к изогнутому участку. Они помогают водителю, обеспечивая естественный путь следования. Спиральные кривые также улучшают внешний вид круговых кривых, уменьшая нарушение выравнивания, воспринимаемое водителями. Использование спирали заключается в том, чтобы заставить дорогу или колею следовать той же форме, которую естественно принимает транспортное средство. В автомобиле вы не переходите сразу от движения прямо к полному повороту. Есть переходная зона, где вы медленно поворачиваете руль. На автомагистралях полосы достаточно широкие, чтобы можно было проехать по спирали, просто передвигаясь с одной стороны полосы на другую.

Вертикальные кривые

Эти кривые предназначены для изменения уклона дороги и могут быть или не быть симметричными. Они параболические, а не круговые, как горизонтальные кривые. Определение надлежащего уклона и безопасного расстояния видимости является основным критерием проектирования вертикальной кривой, длина гребня вертикальной кривой должна быть достаточной для обеспечения безопасного расстояния видимости при остановке, а на провисающей вертикальной кривой длина важна, поскольку она влияет на такие факторы, как дальность видимости фар, комфорт водителя и требования к дренажу. Есть два типа вертикальных кривых, которые обсуждаются ниже/9.0003

Кривая впадины/прогиба

Кривые впадины или кривые впадины представляют собой вертикальные кривые с выпуклостью вниз. В кривых долины центробежная сила будет действовать вниз вместе с весом транспортного средства, и, следовательно, воздействие на транспортное средство будет больше. Это приведет к рывкам автомобиля и причинит дискомфорт пассажирам. Таким образом, наиболее важными конструктивными факторами, учитываемыми в кривых долины, являются безударное движение транспортных средств с расчетной скоростью и наличие тормозной дистанции при свете фар транспортных средств для ночного вождения. Кривая впадины делается полностью переходной путем предоставления двух аналогичных переходных кривых одинаковой длины.

Вертикальные кривые

Кривая вершины

Кривые вершины — это вертикальные кривые с уклоном вверх. Требования к дальности видимости для безопасности наиболее важны на поворотах вершины. На этих кривых должна быть указана тормозная дистанция или абсолютная минимальная дистанция видимости, а там, где обгон не запрещен, по возможности должна быть указана дистанция видимости для обгона или промежуточная дистанция видимости. Когда быстро движущееся транспортное средство движется по кривой вершины, пассажиры испытывают меньше дискомфорта. Это связано с тем, что центробежная сила будет действовать вверх, пока транспортное средство преодолевает кривую вершины, которая противодействует силе тяжести, и, следовательно, часть давления в шинах сбрасывается. Кроме того, если кривая имеет достаточное расстояние видимости, длина будет достаточной, чтобы ослабить удар из-за изменения уклона.

Заключение

Кривые играют жизненно важную роль в геометрическом проектировании трасс, поэтому они должны быть правильно спроектированы, чтобы обеспечить безопасность, комфорт и удобство во время движения транспортных средств или поездов по кривым дорогам. Дизайн кривой зависит от предполагаемой расчетной скорости проезжей части, а также от других факторов, включая дренаж и трение.

Предыдущая статьяРегистрация собственности в Мумбаи снизилась в августе

Следующая статьяOmaxe Ltd.