摘要
天气是影响道路交通安全与通行效率的主要环境因素之一。降雨是最为常见的一种不良天气，对人、车、路和交通环境均会产生不同程度影响。降雨会导致驾驶员视认能力降低、路面摩擦系数降低、车辆稳定性降低及行驶速度差增加，给道路交通系统安全稳定性带来破坏。各国对于降雨影响下的道路交通管理与控制进行了广泛、深度的研究，其中最为普遍且具有可操作性的方法是限速管理，目前限速管理是依据雨的宏观特性-降雨强度对车辆进行速度控制，未从雨对驾驶员安全驾驶视认需求影响层面研究提出道路交通安全中关于雨的特性指标，导致目前的交通灾害雨天气限速管理策略及运营管理难以满足驾驶员在不同降雨特性下的安全驾驶视认需求，同时对道路的运营效率也带来不利影响。因此，研究白天交通灾害雨天气驾驶员驾驶需求与管控策略具有重要现实意义。 为提高驾驶员在白天交通灾害雨天气下的行车安全性和道路运营效率，本文从大气降雨的演化特征及形成机理出发，分析了降雨天气对行车安全的影响特征和规律，研究提出了对驾驶员安全行车产生不利影响的交通灾害雨的概念并对其进行了界定;通过分析交通灾害雨对驾驶员安全行车视认的影响特性，研究提出了采用雨的微观特性指标—雨滴中数直径D50可有效表征雨对驾驶员安全视认距离的影响因素;通过对白天自然光环境质量特性分析，研究提出不同光色色温和亮度与雨滴中数直径D50的耦合共同影响驾驶员的安全视认距离;基于上述的研究成果，通过试验设计和室外实车试验和数据分析，研究得出不同雨滴中数直径D50、照度、色温与驾驶员有效视认距离的相关关系，得到了雨滴中数直径-光环境特性-驾驶员有效视认距离多项式模型;依据停车视距理论，通过白天雨对驾驶员有效视认距离的多项式模型，得到不同光环境特性及雨滴特性下的限速值及限速控制策略;基于研究成果及安全行车需求，从白天交通灾害雨对驾驶员视觉、听觉和触觉的影响改善层面构建了白天交通灾害雨路段安全改善系统，提出了交通灾害雨感知监测设备及交通诱导设施的布设方法和位置。研究可为白天交通灾害雨天气下道路交通管控提供理论、方法和技术支撑。
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