汽车试验场高速环道几何线形设计研究及程序开发
中国十大试试车场(工厂附属的一般是试车道)
中国的试车场特殊试验场：热带试验场、高原试验场、沙漠试验场及寒带试验场⑴◆安徽定远试车场位于安徽省滁州市定远县北部13公里左右，主要归军方使用。
1991年建成。
⑵◆湖北省襄阳试车场位于襄阳市襄州区米庄镇，紧邻襄阳城区。
所属公司：东风汽车1985年开建，1992年建成，试车场二期2002年竣工。
占地面积1.67平方公里，纵轴长2.3公里，建有30公里长的试验跑道，最高安全车速160公里。
⑶◆北京通州试车场（交通部管辖）位于北京市通州区马驹桥镇六郎庄村。
该试车场建于1998年（1995年？），最外圈为高环跑道，场内拥有搓板路、卵石路、高速路、坡路、山路等整车测试路面，此外尾气排放、发动机性能、碰撞安全等专业试验也可在这里进行。
⑷◆上海安亭试车场位于上海嘉定区安亭镇。
所属公司：上海大众汽车投资12亿，面积1.44平方公里，实测纵轴长2公里。
2003年8月8日宣告建成可以模拟超过30种路面，试验道路总长超过20公里。
⑸◆吉林省长春市农安县吉林省农安县烧锅镇东兴村所属公司：一汽大众设施：该试车场包括4公里长的高环跑道以及由18种路面组成的可靠性试验路，其总长为8436米，综合性能试验路段总长2437米。
⑹◆河北省徐水市所属公司：长城汽车位于河北（保定）徐水西部15公里处，距保定市区也差不多15公里左右。
外围是试车场的环形跑道，中间是工厂，相比较而言，与上海通用、长安汽车、上海大众等车企的试车场相比还有不少差距。
试车场7019米高速环形道，最高设计时速240km/h。
⑺◆安徽省广德县所属公司：上海通用汽车。
位于广德北部的邱村镇，距县城15公里左右。
试验中心区域面积5.67平方公里，纵轴长3.9公里，总投资16亿人民币。
2012年9月22日竣工。
环道全长9036米，最高安全车速可达280km/h，高速环道有4个车道，弯道内设计车速分别为65、115、165、220公里/小时，最大侧倾角35度，路桥最高50米。
浅谈试车场高速环道缓和曲线段模板设计
按 以 上 原 则 ． 经 计 算 ．缓 和 曲 线 上 的 板 块 划 分 宽 度 为 ３ ． ５ ｍ ５ ｍ． 圆曲 线 上 板块 宽 度 为 ３ ． ５ ｍ。
Ｒ’
程 研
１ 高环 曲面理论计 算分块
高速环道的平面线形 为直线 、 缓和曲线 、 圆曲线 ， 其 中缓和
田传 毕 ， 张 杰胜 （ 中 铁 四 局 集 团 第 一 工 程 有 限 公 司， 安 徽合 肥 ２ ３ ０ ０ ４ １ ）
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＝＝＝ ＝ １ 以 直代 曲 、 以 点代 面 的 理 论 ， 对 高速 环 道 缓 和 曲线 模 板 进 行 划分 ， 以 及
关键词 ： 试车场； 高速环道 ； 缓和 曲线 ； 模板设计
中图分类号 ： Ｕ ４ ６ ７ ． ５ 文献标识码 ： Ｂ 文章编 号： １ ０ ０ ７ — ７ ３ ５ ９ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １ — ０ １ ２ ４ 一圆 曲 线 高 速 车道 中 心 线 为 例 ： 半 径 Ｒ＝ ５ ８ ０ ｍ，
中心 的最 大理 论 矢 距 不 超 过 ０ ． ５ ｍ ｍ， 示意图如图 １ 。
图 ２ 模板宽度计算图
究 与
２ ＿ ２模 板 横 向宽 度 划 分
横 向宽度 的划分原 则为满足模 板制作 时模 板径 向断 面高
程与设计 断面高程相差不大于 ｌ ｍｍ， 且现场使用时搬运方便 。
２ ． ２ ． １ 模板断缝 划分 因模板断缝 处会 出现混凝 土 自然成 型的施工缝 ， 为减少车
０ 前
言
试 车场 是专 为测试汽 车 的综 合性 能而 特别设 计 建设 的场
径 处 的缓 和 曲线 长
浅议汽车试验场高速环道曲面施工技术
浅议汽车试验场高速环道曲面施工技术摘要：本文主要围绕着汽车试验场高速环道曲面施工展开分析，探讨了汽车试验场高速环道曲面施工的主要技术方法，提出了施工的要点和需要注意的问题，希望能够给同行提供参考。
关键词：汽车试验场；高速环道；曲面施工技术引言目前，在汽车试验场高速环道曲面施工过程中，新技术层出不穷，为了提高施工的效果和技术水平，有必要进一步深入的探讨和分析汽车试验场高速环道曲面施工技术。
1设计规模高速环道是汽车试验场中专供汽车进行连续高速行驶试验的循环跑道，高速环道的几何设计不同于一般的道路，特别是其弯道部分，实际上是要求形成一个如图l和图2所示的“盆腔”式的空间三维曲面。
试验场高速环道的设计参数如表1所列。
图2沥青混凝土“盆腔”式的空间三维曲面表1 试验场高速环道的设计参数注：1．4段缓和曲线，2段圆曲线，最大横向超高倾角位于弯道圆曲线上i2．设计车速指高速车道中心线上的平衡车速。
2高精度测量控制技术由于汽车试验场地道路种类繁多，特殊路段又比较复杂，这就要求在建造跑道时要根据道路的不同状况给不同的位置允许误差。
当道路是平面时，其最大的允许误差控制在 ±5 mm 以内，其高程控制在 ±4 mm 以内；当在建设高速环道的曲面跑道时，其允许误差要控制在 ±4 mm 以内]。
技术指标要远高于普通高速公路的技术标准（目前高速公共路的最高允许误差为 ±10mm）。
高精度的测量技术在汽车试验场地跑道工程中的应用是其精度控制的关键性技术。
此项技术的实际应用是建立一级二级控制网点，通过高精度测量仪器对其数据进行精密测试，静采集到的数据再通过专门的计算软件进行计算通过计算机的全程控制来确保其精度在允差范围内。
3施工技术高速环道曲面最大横向超高倾角大，其摊铺施工必须采用特殊的施工机具和施工工艺。
根据试车场的施工经验总结弯道路面工程施工流程为：桥式摊铺机导轨安装→养护道 HVT 承重层摊铺→养护道第一层沥青承重层（8cm）摊铺→空间曲面 HVT 承重层摊铺→空间曲面第一层沥青承重层（8cm）摊铺→养护道第二层沥青承重层（7cm）摊铺→空间曲面第二层沥青承重层（7cm）摊铺→养护道沥青联结层（5cm）摊铺→空间曲面沥青联结层（5cm）摊铺→空间曲面沥青面层（5cm）摊铺→养护道沥青面层（5cm）摊铺。
高速环道基于麦克康奈尔曲线和布劳斯曲线的比较性分析
高速环道基于麦克康奈尔曲线和布劳斯曲线的比较性分析作者：李改来源：《城市建设理论研究》2014年第05期摘要：曲线段，特别是缓和曲线段的设计是高速环道几何线形设计的重点和难点。
本文分别介绍了麦克康奈尔曲线和布劳斯曲线，并对这两种曲线进行对比性分析。
关键词：麦克康奈尔曲线；布劳斯曲线；高速环道中图分类号：TG506.1文献标识码：A前言高速试验道路是汽车试验场中的一个至关重要的道路设施，其最大试验车速要求高达160~300km/h。
高速试验公路设计的关键是要保障在各种试验车速下都能获取稳定可靠的汽车试验数据。
最理想的条件莫过于修一条足够长的直线车道。
然而，受制于场地限制，高速试验车道只能建造在有限的空间区域里面。
因此，高速环道就这样产生了。
高速环道是汽车试验场中专供汽车进行连续高速行驶试验的闭合循环道路设施。
从平面线形来看，高速环道一般由两个平行的直线段和两个三单元曲线段构成。
高速环道几何线形设计中，曲线段，特别是缓和曲线段的设计是整个环道设计中的重点和难点。
高速环道设计中采用的缓和曲线先后主要有康纳回旋线（Cornu Spiral）、麦克康奈尔（McConnell）曲线、布劳斯（Bloss）曲线3种类型。
经实践验证，后两种曲线类型是比较理想的，也得到了广泛的应用。
1957年，当时作为美国福特（Ford）公司车辆试验部主任的麦克康奈尔（W.A.McConnell）先生设计出了新的高速环道几何线形设计体系。
这种体系是以人体对运动的敏感度为准则，体系非常成功，所以不光在美国，在欧洲、日本等国家也得到了应用。
1970年代以来，我国的一些道路专家和学者对该法也做了一些研究，并投入应用，也取得了不错的成果。
收稿日期：2013-12作者简介：李改（1989-），男，湖北黄冈人，在读硕士研究生，从事道路与铁道方面研究而在之前的1936年，则是布劳斯（Bloss）提出的符合汽车行驶重心轨迹特性为目标的缓和曲线形式——布劳斯曲线，但并没有进一步的分析。
汽车厂试车跑道设计
汽车厂试车跑道设计1 前言最近几年全国新建改建了许多汽车厂，由于规模的扩大对汽车质量要求的提高以及对汽车改进的需要，都建设了相应的试车跑道，跑道试验也是汽车生产过程中一个必不可少的程序，汽车厂也越来越重视这个环节。
试车跑道是汽车整车道路试验的场所，试车跑道是实际存在的各种各样的道路经过集中、浓缩、不失真的强化并典型化的道路。
它包括高速行驶路、可造成汽车强烈颠簸的凸凹不平路，以及易滑路、转向路、陡坡路、涉水路等。
高速环形跑道，以持续高速行驶为目的高速环道是试车场的主体工程，其形状和大小视场地条件而异，以长圆形居多，其次是电话听筒形、圆形、三角形等，周长从几百米到数千米。
2 几种常见的试车跑道路面1 ）高速环形跑道。
以持续高速行驶为目的高速环道是试车场的主体工程，其形状和大小视场地条件而异，以长圆形居多；其次是电话听筒形、圆形、三角形等，周长从几百米到数。
除正圆之外，一般高速环路由三部分组成，即直线段、圆曲线段和缓和曲线组成。
①直线段。
直线段与高速公路相似，总坡尽量小，如果兼作性能试验路，要求纵坡不大于 2 " 。
横坡一般是内倾单向坡，坡度能够确保雨水及时排掉，过大的横坡会使驾驶员长期紧握转向盘而疲劳。
为了测试突然遭遇到侧向风时其对车辆行驶状态的影响，某些试车场在直线段一侧设有横向风发生装置。
②圆曲线段。
高速环道的设计车速和最大允许车速直接受圆曲线段半径和横断面形状控制。
提高圆曲线半径!和倾斜角θ都可以提高车速，但是半径! 受场地的限制，倾斜角也不能过大。
过大使施工困难，而且由于离心力引起的汽车附加荷载增加了汽车的负荷和悬架的变形，在持续高速行驶中增加了爆胎的危险，驾驶员也因承受过大的垂直加速度而容易紧张和疲劳。
圆曲线横断面的设计，希望从内侧到外侧平衡速度从低到高是连续变化的，因此倾斜角应该是从内侧到外侧逐渐增大。
最大倾斜角的设定取决于施工的难度，同时考虑不使汽车附加荷载过大，一般认为，附加荷载不超过30% 是合适的。
简述国内汽车试验场
国内汽车试验场世界上第一个试车场建成于1917年的美国，发展至今，世界各地拥有大大小小的试车场超过200个。
而中国第一个试车场建成于1987年，位于海南琼海，随后，包括襄樊东风的二汽试验场、安徽定远解放军总后勤试验场等一批试验场陆续建成。
但是，最初并非为轿车试验而建，主要是用于卡车和军用车辆的试验。
这些试验场到21世纪才陆续开放为轿车进行试验。
试验场作为一个全面的汽车测试基地，里面有着各种实验室和复杂道路，包括碰撞安全实验室、整车排放实验室、发动机实验室，汽车保修设备实验室等。
道路测试包括高速环道，制动试验道和ABS低附着系数路面，坡度路面（10%，12%，18%，20%，30%，45%，60%，100%不等），舒适性试验道（鹅卵石路，搓衣板路，比利时路等），动态广场，噪声试验路面，越野路面，耐久性试验路，涉水池，以及湿滑操稳路面。
配套服务包括，酒店住宿，餐饮，停车位，加油加气站等。
1. 1.北京通县交通部汽车试验场，占地2.42km2，是可同时进行汽车工程、交通工程及公路工程试验研究的大型综合性试验基地，位于北京东南40km处。
与顺义区的国家质量监督检验中心，同属一个中心。
2. 中国定远汽车试验场,占地7.0km2，合肥的东北，位于定远县和蚌埠市之间。
是国家级汽车新产品定型试验机构和陆军军工产品定型委员会职能机构，可进行汽车产品定型试验中所需完成的全部试验项目。
拥有一套完整的、在国内较为先进的测试仪器和设备，可进行各类汽车的整车定型试验，能做到试验测试自动化、数据处理微机化，使整个试验过程标准化、程序化、规范化。
3. 上海通用汽车研发试验中心/泛亚汽车技术中心（广德），位于安徽广德4. 二汽的襄樊汽车试验场（东风家的，当然也对外开放），占地1.67km2。
汽车试验场按照英国汽车工业研究协会（ＭＩＲＡ）提供的技术设计建造，路面布局合理，道路参数科学，能够满足国内外汽车法规试验、定型试验、研究性试验、产品开发试验的技术要求。
汽车研发的五大阶段及制造的四大工艺
汽车研发的五大阶段及制造的四大工艺汽车研发是一个很复杂的系统工程，甚至需要上千人花费几年的时间才能完成;一款汽车从研发到投入市场一般都需要5年左右的时间。
不过随着技术的不断进步，研发的周期也在缩短，当然，我们说的是正向设计，事实上很多国内的厂家都是逆向设计，但即使是逆向设计同样也需要很多的时间。
我们可以仿制别人的外观，但是我们无法仿制别人的工艺，我们依然需要进行大量的机构分析、材料分析、力学分析等，依然需要去试制、测试、检测等等，这些研发的过程是无法省略的。
不同的汽车企业其汽车的研发流程略有不同，下面讲述的是正向开发的一般研发流程：一.市场调研阶段一个全新车型的开发需要几亿甚至十几亿的大量资金投入，如果不经过很细致的市场调研可能就会“打水漂”了;现在国内有专门的市场调研公司，汽车公司会委托他们对国内消费者的需求、喜好、习惯等做出调研，明确车型形式和市场目标，即价格策略，很多车型的失败都是因为市场调研没有做好。
譬如：当年雪铁龙固执的在中国推广两厢车，而忽视了国人对“三厢”的情有独钟，致使两厢车进入中国市场太早，失去了占领市场的机会。
二.概念设计阶段概念设计主要分三个阶段：总体布置、造型设计、制作油泥模型。
1.总体布置总布设计是汽车的总体设计方案，包括：车厢及驾驶室的布置，发动机与离合器及变速器的布置、传动轴的布置、车架和承载式车身底板的布置、前后悬架的布置、制动系的布置、油箱、备胎和行李箱等的布置、空调装置的布置。
2.造型设计在进行了总体布置草图设计以后，就可以在其确定的基本尺寸的上进行造型设计了。
包括外形和内饰设计两部分。
设计草图是设计师快速捕捉创意灵感的最好方法，最初的设计草图都比较简单，它也许只有几根线条，但是能够勾勒出设计造型的神韵，设计师通过大量的设计草图来尽可能多的提出新的创意。
这个车到底是简洁、还是稳重、是复古、还是动感都是在此确定的。
当然，如果是逆向设计，则就不需要这个过程了，把别人的车型直接进行点阵扫描，然后在计算机中进行造型勾画就行了。
汽车试验场详解
新车上市前须过N道关,汽车试验场详解作者：小黄汽车试验场是重现汽车使用中遇到的各种各样的道路条件和使用条件的试验场。
试验道路是实际存在的各种各样的道路经过集中汽车试验场是重现汽车使用中遇到的各种各样的道路条件和使用条件的试验场。
试验道路是实际存在的各种各样的道路经过集中、浓缩、不失真的强化并典型化的道路。
汽车在试验场试验比在试验室或一般行驶条件下的试验更严格、更科学、更迅速。
英国的MIRA汽车公司、美国的GM和Ford汽车公司、德国的大众汽车公司、以及日本的本田、日产、丰田等世界著名汽车公司早在20世纪中叶就建有自己的试验场。
我国最早的汽车试验场是1958年开工建设的海南汽车试验场.随着我国汽车工业的发展，又先后建成安徽定远汽车试验场、东风襄樊汽车试验场、交通部公路交通试验场、一汽农安汽车试验场和上海大众汽车试验场、上汽通用广德汽车试验场（安徽）、天津滨海汽车试验场、比亚迪韶关汽车试验场、盐城国际汽车试验场和长安垫江汽车试验场。
1.功用与类型汽车试验场的主要功用：1）汽车产品的质量鉴定试验；2）汽车新产品的开发、鉴定与认证试验；3）为试验室零部件试验或整车模拟试验以及计算机模拟确定工况、提供采样条件;4）汽车标准及法规的研究和验证试验等。
汽车试验场从功能上可分为综合性试验场和专用试验场。
从规模上来看，可分为大型、中型和小型试验场。
大型试验场面积在10Km2以上，试验道路总长超过100Km,道路种类相对比较齐全,多属于综合性试验场.通用、福特和克莱斯勒公司等都有这样的大型综合性试验场。
在各种汽车试验场中，中小规模的占大多数，其中综合试验场由于受面积限制，布置相对比较紧凑，但试验道路和设施的种类比较齐全，亚洲和欧洲大部分试验场属于此类.在中小型规模的汽车试验场中，很大一部分是汽车零部件公司为满足产品开发和法规要求而修建的专用功能试验场。
如德国WABCO公司设在汉诺威附近的试验场，其主要试验道路系数从0.15-0。
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Ｒ州峙Ｉ印
和曲线段或圆曲线段上任意叠加纵坡．纵断面设 计成果保存在＋．ＳＺＤ文件中。
２．５辅助绘图模块 辅助成图部分包括横断面绘图及纵断面绘图
【２】车运胜汽车试验场高速环道几何设计技术研究ＩＤ】南京：东
南大学．２００１
【４】吴勃荑散值分析【Ｍ】北京・高等教育出版社，２００８
【５】Ｃｈａｒｌａ ＭｃＡｕｌｑ ＡｕｔｏＣＡＤ２０ＣＯ Ｏｂｊ。ｃｔＡＲＸ缩程指南ｌＭ】北京： 机械工业出版社．２０００
过利用Ｖｉｓｕａｌ ｃ＋＋面向对象的开发环境和应用程 （下转第１２１页）
２０１２年８月第８期
城市道桥与防洪
道路交通１２１
７山地城镇道路典型设计案例
重庆嘉陵路改建前状况：嘉陵路修建于上世纪 ３０年代，是重庆西向的主干路，后调整为城市次干 路，受困难地形及地质古滑坡等原因影响至２００６年 一直维持双向２车道，成为嘉陵路的严重堵点。 设计难点：（１）道路南侧背山高达二百余米，北
序接口，能真正做到对ＡｕｔｏＣＡＤ图形数据库的快 速访问，并利用实体扩展数据机制，建立图形与数
据之间的内部联系，实现全程尺寸和参数驱动机 制。
表达式也更明确。参考Ｂｌｅｓｓ曲线的推导公式，如 果可以将数值积分算法引入ＭＣ曲线公式推导从 而提高精度，这将提高其曲线的实际应用价值。
ＭＣ曲线站点坐标推导需要对步长精度进行
Ｔｒａｃｋ
Ｄｅｓｉｇｎ，简称ＯＴＤ）的开发，实现高速环道设
计成图功能。
参考文献 【１】ＭＣＣＯＮＮＥＬＬ Ｗ Ａ Ｍｏｔｉｏｎ，Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ＊ａ Ｇｕｉｄｅ Ⅱ】ＳＡＥ Ｔｒａｎｓａｅｆｉｏｎｌ９５７，６５（５）４９３—５０７
ｔｏ
４纵断面设计模块
纵断面设计模块以平面及横断面设计成果作
为基础，根据场地的不同条件，可以在直线段、缓
中图分类号：Ｕ４１２．３ 文献标识码：Ａ
Ｔｒａｃｋ
Ｄｅｓｉ班）设计程序
文章编号：１００９—７７１６（２０１２）０８一０１１０—０３
Ｏ前言
高速环道是汽车试验场一条最重要的试验道 路，它的几何形状一般由直线、缓和曲线、圆曲线３ 部分组成，其中缓和曲线部分是高速环道几何设 计的关键。高速环道的缓和曲线类型主要有回旋 线（Ｃｏｍｕ Ｓｐｉｒａｌ）、麦克康纳尔（ＭｃＣｏｎｎｅｌｌ，缩写为 ＭＣ）曲线和布劳斯（Ｂｌｏｓｓ）曲线３种。目前高速环 道的几何设计方法常用的是ＭＣ曲线设计法（美 国、日本、中国）或Ｂｌｏｓｓ曲线设计法（德国）。 高速环道作为汽车试验场的主体设施，一般 要求在相当有限的场地上采用特殊的几何设计方 法为汽车进行连续高速行驶试验提供有效、安全、 比较舒适的运行条件。其平曲面半径、横向超高等 技术指标要求都远远突破了高速公路几何设计技 术标准的限制。另一方面，高速环道的弯道部分完 全不同于一般道路，其空间三维曲面的几何特性 对车辆高速行驶时的安全性、舒适性都具有很大 的影响。高速环道的这些特点决定了对高速环道 几何设计技术进行深入系统的研究具有特殊重要
１．３ 闰４ ＭＣ曲线和Ｂｌｏｓｓ蓝线侧摆运动指标比较图
ＭＣ缓和曲线计算方法的改进
ＭＣ曲线和Ｂｌｏｓｓ曲线在目前已建或在建汽车 试验场的高速环道几何设计中都有广泛运用。ＭＣ
１１２道路交通
城市道桥与防洪
２０１２年８月第８期
曲线以舒适度指标为推导依据，但其计算存在一
定变差；而Ｂｌｏｓｓ曲线更为贴近行车轨迹，其几何
３结论
目８平Ⅲ设计成果
２．３横断面设计模块 横断面设计以平面设计及平面宽度资料作为 设计基础，以横向超高角作为设计依据，通过对不 同车道横断面变化方式的过渡进行合理组合，求 得较为合理的横断面变化方式，横断面设计成果
保存在＋．ＳＨＤ文件中。
２
（１）对高速环道线形设计理论进行深人研究， 并分析了ＭＣ和Ｂｌｏｓｓ缓和曲线设计法的特点； （２）引入积分算法对ＭＣ曲线的计算进行优化； （３）完成高速环道几何线形设计程序（Ｏｖａｌ
１高速环道几何线形设计
１．１设计原则
（１）满足高速试验标准。 高速环道作为汽车耐久性试验的载体，对试 验条件有很高的要求。耐久行驶试验必须在试验 中严格控制试验条件的稳定性，尽量做到各项试 验条件在整个试验过程中不变动或少变动，而且 要准确，要详细记录试验条件。试验时各种道路尽 可能地按规定比例构成一定的里程循环，严格按
制，选用３０ ｋｒｄｈ时速、４条３．５ｍ车道，减少路幅 ｌｍ宽。（３）合理设置纵向结构缝，运行近２ａ来的实
范、超越规范。通过合理地选用规范指标、利用山地 城市固有的地形地貌条件加以结合，设计出标准适
当、满足交通安全、功能需要的城市道路。
参考文献 【Ｉｌ ｑＪ ３７－９０．城市道路设计规范【ｓｌ 【２ｌ ＪＩ＂Ｇ Ｄ２０—２００６．公路路线设计规范【ｓ】 【３】］ＴＧ Ｄ３０－２００４，公路路基设计规范【剐
选代步长的影响。
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（３）辛普森公式计算过程中总的运算速率受 制于计算机运算速率，随之计算机核心运算速率 的快速发展，目前的各类计算机能够达到计算精
度为ＩＯＥ一６，足以满足工程需要。
圈５ ＭＣ曲战平面坐标计算示意田
孽 霍一
¨“ｔＥ［互］ ∞ｍ＾姚‘［＝］ ∞”［巫］
Ｏ叭。ｓｓ
目６程月∞载＊ｉⅡｇ￥
平面宽度资料保存在＋ＳＫＩ）文件中，见图７、图８。
辛普森积分法㈨与传统的支距法相比，具有如
下特点：
（１）传统支距法随着计算长度的增加，其累计 误差会渐次增大，且误差会因迭代步长的增加而 增加，因此计算过程中影响误差的因素较多；而辛 普森迭代法由于采用了统一的误差控制精度，因 此计算误差不受计算路线长度或计算步长的影 响．精度控制较为有利。 （２）由于不需以整数步长进行迭代，因此可以 计算缓和曲线上的任意点坐标及方位角，而不受
襄１人体对运动的感觉开始极限值
图３
ＭＣ曲线和Ｂｌｏｓｓ曲线侧曲率变化比较图
规律性，在缓和曲线的起终点变化更为平顺，这与 ＭＣ缓和曲线以人体舒适度角度出发的初衷是一 致的。从中可以得出结论，高速环道缓和曲线采用 ＭＣ曲线，其行驶运动指标较Ｂｌｏｓｓ曲线更为合理。
１．２。２
Ｂｌｏｓｓ缓和曲线计算方法
Ｂｌｏｓｓ曲线假设平曲线曲率为缓和曲线上任意 一点至其起点距离的三次多项式，其线形能满足车 辆行驶重心轨迹的３个主要特征，即：行驶重心轨 迹连续且光滑、行驶重心轨迹的曲率连续、行驶重 心轨迹曲率的变化率连续。该线形能较好地满足车 辆高速行驶下的安全与舒适性要求（见图２）。
１１０道路交通
城市道桥与防洪
２０１２年８月第８期
汽车试验场高速环道几何线形设计研究及程序开发
刘伟民
（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司。上海市２００２９２）
摘
要：在既有高速环道理论基础上对高速环道几何线形设计进行深入研究，在对比了麦克康奈尔ｆＭｃＣｏｎｎｅｌｉ）和布劳斯
（Ｂｌｏｓｓ）缓和曲线设计法的特点后，引入积分算法对麦克康奈尔曲线的计算进行优化，并结合实际应用开发了汽车试验场高速 环道几何线形设计程序（ＯＴＤ）。 关键词：汽车试验场；高速环道；麦克康奈尔曲线；布劳斯曲线；ＯＴＤ（ＯｖＭ
横
收稿日期：２０１２—０４—０９
作者简介：刘伟民（１９８２一），男，江苏南京人，工程师，从事道 路与铁路工程研究工作。
图１运动自由度示意图
２０１２年８月第８期 １．２高速环道缓和曲线设计法介绍 １．２．１ ＭＣ缓和曲线计算方法【１】
城市道桥与防洪
道路交通ＩＩＩ
当车辆在小半径弯道上高速行驶时，它的６ 个运动自由度（即纵、横、竖３个方向的直线运动 和偏向、侧摆、纵摆３个角度的旋转运动）都处在 不断的变化之中，并直接影响到乘员的行驶安全 性和舒适性。但大量的调查和研究表明：人体的感 觉器官对不同的各种运动自由度的变化感知度也 不同，只有当这些运动自由度的变化达到人体感 觉开始阈限值时，才会被人体感觉到（见表Ｉ）。
２高速环道几何线形设计程序ＯＴＤ开发
２．１程序筒介
高速环道几何线形设计程序（Ｏｖａｌ
Ｔｒａｃｋ
Ｄｅｓｉｇｎ，简称ＯＴＤ）采用基于ＡｕｔｏＣＡＤ ２００５的开 发平台，并以ｖｉｓｕａｌ Ｓｔｕｄｉｏ．ＮＥＴ作为开发工具进行 ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ的二次开发Ｈ。不仅充分发挥了ＡｕｔｏＣＡＤ 完备的系统开放性和丰富的个性化能力，而且通
控制，在计算过程中容易引起误差积累。如果可以 引入积分算法则可以提高计算精度。将Ｂｌｅｓｓ缓和 曲线平面坐标计算图示引人ＭＣ曲线站点坐标计
算，见图５。
程序采用模块化设计，以舒适度指标计算作 为基础，分平面、横断面、纵断面３个设计模块。程 序加载界面及菜单界面详见同６．
２２平面设计模块
平面设计中根据选用缓和曲线的不同，共分为 Ｂｌｏｓｓ曲线、传统ＭＣ曲线、改进型ＭＣ曲线３种方 式。在设计过程中，缓和曲线长度可根据舒适度指 标进行优化，平面设计成果保存在＊．ＳＰＭ文件中，
度ｓ
直线段
缓和曲线段
躅曲线段
图２
ＢＵｓｓ曲线曲翠变化图
１．２．３
ＭＣ与Ｂｌｏｓｓ缓和曲线设计法的比较【２】
（１）从计算推导的过程中可以看出，ＭＣ缓和 曲线设计是以人体运动学为依据，通过设定的站 点步长Ａｓ进行推算坐标，因此步长的选取对于缓 和曲线精度有一定影响，对参数计算造成一定不 便；而Ｂｌｏｓｓ缓和曲线设计则是纯数学型的缓和曲 线形式，不受步长精度影响，其几何意义更为明 确，但与人体运动学的联系不够。 （２）从两种缓和曲线曲率变化的趋势分析，在 直线段与缓和曲线连接点的区域ＭＣ曲线的鲢率 变化更加平缓。高速环道实际车辆运行过程中，此 区域平缓的曲率变化更有利于行车安全，见图３。 （３）对比两种缓和曲线的侧摆运动指标，从图 ４中可以看出ＭＣ缓和曲线的侧摆运动指标更具