利用AutoTURN分析应急车道的通行情况

本文摘自：专孚公众号

为什么要针对应急车辆进行轨迹分析研究？

急救消防通道、医院救护车辆通道的设计必须要考虑满足大型应急车辆的安全快速通行需求，以确保应对突发情况的能力。对于有特种应急车辆通行要求的道路路段或场地内交通设计需求的项目，你需要一款得心应手的工具提供更符合真实情况的设计车辆仿真模型，来评估设计方案是否能容纳应急车辆的转弯半径。

01应急车辆的路径模拟分析

在应急车辆的扫掠分析后中，应该特别注重哪些点呢？

按照规范，建筑设计或者市政设计需要考虑应急车道并设定相应的消防通道，以满足紧急车辆的快速通行，和其他常见车辆不同的是，应急车辆对通道的要求更高，因此在应急车辆扫掠仿真中应该注意以下几个方面：

（1）保留充分的空间间隙（包括侧面和立面上的空间间隙以及离地间隙等）；

（2）预留充足的速度和转弯过渡空间；

（3）要求转弯平滑，尽可能避免高难度的转弯。

如何选定研究的车辆？

通常应地方当局的要求需要从以下两个方面确定应用的车辆：

（1）定义车辆的专用型号（Defining a specific model），可在AutoTURN中实现；

（2）不创建新的模型吗，但需要刻画出其他的特征，比如：

• 车辆总长度；
• 车辆的转向能力;
• 其他

定义车辆，建议选用车型库中的特定型号车辆，这样可以有效避免一些不必要的错误和不准确的设定。

自定义车辆

在AutoTURN用户可以根据项目需求来自定义车辆，具体的包括：

（1）车辆规格。定义车辆的前悬、轴距、后悬、车辆轴数、车轴分布等；

（2）车辆转向方式。前轮转向、前后轮转向、方向盘锁角。

关于在AutoTURN中自定义车辆，我们的产品系列介绍已经详细阐述清楚，用户可以参考文章和相应的视频。对于客户缺少车辆自定义的必要数据，可以联系Transoft Solutions公司寻求项目咨询服务，Transoft Solutions拥有专业的技术工程师，收费合理且通常3-5个工作日能够根据客户需求给出解决方案。

我们根据客户应急车辆的需求，通过调研确定出车辆的各项技术规格指标。比如一些超宽、超高以及负有较大荷载的车辆自定义。

02示例

案例一

案例一的目的是评价目前的市政设计，包括公交属性、绿化等的设计是否影响大型应急车辆的运行和调头。

在车型库中选择车辆

AtuoTURN车型库提供了非常丰富的车型，用户可以根据功能、类别、地区等划分方式选择目标的车型。

本案例研究的是在现有的道路上救护车的运行状态，用户可以在车辆类别（class）中选择救护车（Ambulance），然后即可列举满足该条件的所有救护车车型，用户直接在有限的列表中选择目标车型。

车辆路径扫掠分析

车辆定义之后，首先确定车辆仿真的初始点，具体技术要点主要包括：

（1）定义出车辆初始位置和初始行车角度；

（2）打开车辆预览工具，可以预览车辆行驶下一时刻的车辆位置；

（3）在仿真中设定车辆的行驶速度，根据道路行驶条件可以在仿真中调整车辆运行速度，比如车辆在受限空间上行驶降低其运行速度。

（4）通过行车仿真和倒车仿真，可以完成车辆在空间下的调头。注意的是，为了避免车辆在转弯过程中的半径过大，本次仿真允许了车辆在途中停车并可以转动方向盘。

（5）冲突分析，对比车辆行驶所扫掠的空间确定方案中存在的障碍物或者冲突点。该案例可以清楚得知车辆在掉头中和左侧的植被冲突，可以建议方案修改。

（6）考虑驾驶员行为不能够完全遵循仿真的路径，为了保守估计车辆扫掠与道路设施的冲突情况，可以在车辆生成的轨迹中添加车体包络线，这样基本可以确定不同水平司机在该空间上的转弯情况。

案例二

本案例研究的是道路中设置了部分绿化设施，评估是否会影响到应急车辆的正常行驶。

首选也是确定车辆的行驶方向：

和案例一做法类似，分别定义出车辆的行驶速度、路径预览情况、转弯角度、转弯方式等。

在本案例中，车辆规格较大且交叉口的转弯半径较小，这种情况下可以通过降低车辆的行驶速度并采用过度转角转弯：

最后，通过仿真可以得到应急车辆在行车中和绿化设施的冲突情况，特别是在转外位置直接影响车辆的正常行驶，因此，根据以上结果可以继续改进绿化设施方案。

全局下的仿真情况：

案例三

这是一个3D的仿真，主要是评价大型的应急车辆在道路通行中受地面和限高的冲突影响，AutoTURN可以实现车辆在3D下的精准仿真，并直接定位出行车过程中的冲突点位置。本案例采用的是一辆救护车，必要情况下完成更安全、更保守的分析。

（1）参考之前案例做法，分别给出车辆仿真的必要设置。

（2）给出车辆路径2D扫掠分析，可以从两边的视图中得到车辆的平面位置。

（3）将2D的仿真转化为3D仿真，首先需要定义出参考平面作为地面，比如可以选择XY平面。

（4）冲突点的定位与分析，从3D仿真中可以看到车辆与限高产生的冲突，冲突的位置和范围将标红显示，能够帮助工程师对设计中的限高问题一目了然。

另外，为了更保守地估计车辆和限高之间的冲突问题，可以添加车辆的包络线，这就意味着可以在车身的基础上继续添加保守的空间。对比下图，左边仅仅考虑车身的情况且仅存在一处的限高冲突，右图中为了提高行车安全水平即需要更充足的安全空间，这种情况下出现两次限高冲突以及一处地面冲突。

03总结

（1）对于应急车辆的考虑，尽可能的选择确定规格的车型，或者系列车型；

（2）尽可能地设置平滑的转弯，以保证应急车辆转弯的条件；

（3）仿真中尽可能设定较大的速度，以保证应急车辆的运行速度；

（4）车辆仿真中预留出安全空间，比如利用包络线分析车身周边的空间，从而进行行车冲突点的分析。

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