基于车路协同的高速公路弯道危险预警系统设计

针对车辆在高速公路弯道处容易发生侧滑和侧翻等交通事故的情况,以道路本身为研究点,提出了一套基于车路协同的弯道安全度预警系统;详细阐述了预警系统组成模块、各模块功能以及数据参数选择和工作流程。     

基于ADAMS的汽车侧翻仿真分析

研究了汽车侧翻影响因素对其侧翻的影响程度,应用ADAMS/Car模块建立汽车侧翻的动力学模型,基于ADAMS的仿真原理,对影响汽车侧翻的因素:速度、弯道半径、路面附着系数和质心高度进行分析,获得了各因素对汽车侧翻影响的趋势.应用正交试验法,以轮胎横向荷载转移率的最大值作为侧翻风险的评价指标,对汽车侧翻因素的影响程度进行分析.研究表明所研究的四个主要因素的影响程度由大到小依次为弯道半径、车速、质心高度、数路面附着系数,为提高公路运输安全,提供了很有参考价值的理论数据.     

基于MPC 的大型车辆防侧翻控制方法

大型车辆由于其具有重心位置较高、质量较大且轮距相对较窄等特点,比其他车辆更易发生侧翻事故.本文通过建立大型车辆三自由度动力学模型,采用LTR侧翻评价指标,对侧翻状态进行预测.进而基于模型预测控制（Model Prodictive Control,MPC）方法建立车辆防侧翻控制系统的状态空间方程,并以侧偏角和横摆角速度作为状态变量,通过差速制动方式对车辆施加横摆力矩以保持行车稳定性.通过Trucksim 与MATLAB/ Simulink 联合仿真实验,对该控制算法在典型工况下进行验证.结果表明,防侧翻控制系统能有效抑制车辆发生侧翻,保障行车安全,且侧翻控制的实时性和有效性满足要求.     

高速铁路挡风墙高度和距离优化分析

为探讨挡风墙对列车横向气动性能的影响,基于可压缩粘性流体Navier-Stokes方程和k-两方程湍流模型,采用有限体积法,计算了列车在直线和不同半径曲线线路上运行时,不同挡风墙高度和距离的275种工况下列车侧向力和侧翻力矩,获得了最佳挡风墙高度和距离.研究结果表明:在列车速度为200~400 km/h,风速为20~40 m/s的条件下,列车在直线线路上运行的最佳挡风墙高度和距离分别约为1.90和3.90 m;当弯道半径为1 000~7 000 m时,曲线线路最佳挡风墙高度随弯道半径增大线性减小,最佳挡风墙距离与弯道半径关系不大,约4.50 m;风速和列车速度对挡风墙的最佳高度和最优距离影响很小;如果挡风墙高度过低或距离过近,头车和尾车所受侧向力和侧翻力矩方向不同.      

挖掘机侧翻事故造成机构损坏的原因分析及修复

基于挖掘机在作业过程中不慎发生侧翻事故,而造成其发动机和行走马达的损坏实例,分析其损坏原因以及与侧翻事故之间的因果关系。     

半主动悬架系统对汽车侧翻稳定性的改善

为提高汽车高速弯道行驶、紧急变线行驶时的安全性,针对被动悬架系统侧翻稳定性比较差的问题,建立了半主动悬架系统模型和控制系统模型。通过控制器调整减振器阻尼力的大小,改变车身侧倾振动状态。模拟分析得到半主动悬架系统使得汽车在高速变线行驶时的侧倾角有效值下降60．9,侧倾角加速度有效值下降了64．6,侧翻因子有效值下降了35．2。结果表明利用半主动悬架系统可以有效降低汽车非直线行驶时的侧倾角与侧倾角加速度,提高了汽车的侧翻稳定性。     

半主动悬架系统对汽车侧翻稳定性的改善

为提高汽车高速弯道行驶、紧急变线行驶时的安全性,针对被动悬架系统侧翻稳定性比较差的问题,建立了半主动悬架系统模型和控制系统模型。通过控制器调整减振器阻尼力的大小,改变车身侧倾振动状态。模拟分析得到半主动悬架系统使得汽车在高速变线行驶时的侧倾角有效值下降了60．9％,侧倾角加速度有效值下降了64．6％,侧翻因子有效值下降了35．2％。结果表明利用半主动悬架系统可以有效降低汽车非直线行驶时的侧倾角与侧倾角加速度,提高了汽车的侧翻稳定性。     

基于AdaBoost算法的重型车辆侧翻预警研究

为有效解决复杂行驶工况下无法准确预测重型车辆侧翻的难题,设计了基于机器学习方法的自适应提升(AdaBoost)算法,实现了复杂行驶工况下重型车辆非绊倒型侧翻判据的实时准确计算.首先建立了基于重型车辆仿真模型与侧翻预警模型;其次,利用AdaBoost学习算法理论,设计了基于单层决策方法构建多个弱分类器的架构并对其进行了模拟训练与加权求和;最后,结合商业软件TruckSim?动力学软件,对比分析了双移线(DLC)与鱼钩(Fishhook)工况下重型车辆侧翻预警失效的侧翻效果.仿真结果表明:所设计的基于AdaBoost算法侧翻预警判据可在复杂行驶工况下有效预测重型车辆侧翻,且对应的测试集正确率比Logistic回归算法预测精度改善24.9％,且模型评估预测 ROC(receiver operation characteristic)曲线面积为0.958.     

客车上部结构强度技术及发展现状

依据有限元仿真分析技术,阐述了国内外客车侧翻发展概况,论述了基于客车侧翻法规标准客车侧翻实车试验和计算机仿真模拟的发展现状。指出:基于客车侧翻法规标准国内客车侧翻在仿真过程中的应用还不够成熟和广泛。目前,我国开始强制执行客车上部结构强度试验,有限元仿真分析技术与实车试验相结合的方法将成为客车侧翻分析的主流。     

基于图像处理技术的高速公路弯道车速预警系统的研究

针对高速公路弯道处事故率高的特点,以降低弯道处交通事故率为目标,介绍了一种应用于弯道的基于计算机图像处理的预警系统。采用计算机图像处理技术进行道路的识别、道路参数测量等,提出高速公路弯道车速预警系统设计理念,以降低弯道处车辆的行驶速度。     

基于模糊PID的差动制动客车防侧翻控制

针对客车在中、高车速和大转角转向时易发生侧翻的问题,采用模糊PID控制器和差动制动的方式,进行了防侧翻控制研究。通过横向载荷转移率判断汽车的侧向稳定状况,当横向载荷转移率超过所设定的门限值时,触发差动制动控制模式进行防侧翻控制。通过Trucksim与Simulink联合仿真对该控制算法及策略进行验证,结果表明,在鱼钩工况下,车辆的侧向加速度的峰值降低了0.24 g,该控制算法能够有效降低侧翻风险。     

汽车急转向安全车速的研究

汽车急转向时受离心力作用易发生侧滑、侧翻事故。通过对急转向行驶工况的汽车受力分析,建立汽车以不同转向速度、转弯半径,确定不同附着系数路面上发生侧滑、侧翻的阈值条件,分析不发生侧滑和侧翻所允许的最高转向速度,可为汽车急转向行驶工况的安全性研究和主动控制研究奠定理论基础。     

汽车急转向安全车速的研究

汽车急转向时受离心力作用易发生侧滑、侧翻事故.通过对急转向行驶工况的汽车受力分析,建立汽车以不同转向速度、转弯半径,确定不同附着系数路面上发生侧滑、侧翻的阈值条件,分析不发生侧滑和侧翻所允许的最高转向速度,可为汽车急转向行驶工况的安全性研究和主动控制研究奠定理论基础.     

基于最优速度的弯道跟驰模型及其稳定性分析

为研究车辆在道路弯道上的跟驰特性及稳定条件,在经典OV模型的基础上,综合考虑路面摩擦、弯道半径和超高等因素的影响,结合弯道力学特性建立弯道OV模型。基于弯道路段车辆跟驰扰动原理,采用傅里叶级数收敛对模型线性稳定性进行分析,得到了弯道跟驰模型的扰动稳定性条件。依据敏感性系数影响因素,绘制了不同弯道弧度的弯道交通流稳定区域曲线图。为验证弯道跟驰模型的有效性,对模型进行计算机模拟和路测实验验证,结果表明:在相同初始密度条件下,弯道车流的稳定性随着弯道弧度的增大而逐渐降低。     

客车侧翻的运动学分析

从运动学的角度出发,进行了影响客车侧翻因素的实例分析,得到了影响因素与客车侧翻稳定性的定量关联,从而获得了提高客车侧翻稳定性的措施.概括了客车侧翻的原因,论述了造成客车侧翻极其恶劣结果的原因,提出了影响客车侧翻的3方面因素.从3方面影响因素对侧翻稳定性的运动学进行了分析,并以滨保高速事故中的客车为实例,对分析结果进行了验证.在此基础上,提出了提高客车侧翻稳定性的措施.     

基于纵向力控制的客车侧向稳定性研究

为提高客车在极限工况下的侧向稳定性,建立了某客车的8-DOF整车动力学模型,采用Dugoff轮胎模型。以横向载荷转移率作为触发条件,设计了基于纵向力控制的综合控制器。当横向载荷转移率小于侧翻因子时,控制器计算出驱动力矩,对后轮进行差动驱动,以控制车辆侧滑;当横向载荷转移率大于侧翻因子时,计算出制动力矩,对前轮进行差动制动,控制车辆侧翻。通过对角阶跃试验和鱼钩试验进行仿真,结果表明:综合控制系统在车辆行驶过程中不仅具有良好的抗侧翻能力,而且提高了车辆的道路跟随能力。     

弯道水流纵向垂线平均流速分布的计算

弯道水流特性是水利界感兴趣的重要研究课题。而弯道水流纵向垂线平均流速的分布则是其重要内容。运用弯道水流概化模型试验,利用先进的ADV进行了三维流速数据的采集,从中提取了纵向流速参数。基于作者提出的弯道水面横比降与纵比降的沿程分布公式,经理论推导得到了弯道水流纵向垂线平均流速分布的计算公式。研究表明,公式与实测资料吻合良好,为进一步深入探讨弯道水流特性奠定了理论基础。     

客车侧翻仿真分析前处理自动化设计

应用Tcl/tk程序设计技术,基于HyperWorks软件对客车侧翻仿真前处理进行自动化设计。主要开发了客车模型的自动网格划分、自动装配的功能,以及根据GB 17578-2013大型客车上部结构强度要求的试验法规,设计了客车侧翻前处理流程自动化的模块。利用设计的功能模块,对某公司生产的纯电动客车进行了侧翻仿真分析的前处理,并在Ls-Dyna软件中完成了仿真分析求解。计算结果表明客车的结构强度和刚度满足法规要求。     

运用科学技术细化认定交通事故责任

2005年春节期间，在二级公路（沥清路面、限速80公里／小时，道路线型一般坡度，纵坡度1．4％，弯道半径268．814米，道路宽7米，加宽带宽2米），一辆长安面包车（以下简称乙车）和一辆轿车（以下简称甲车）发生相撞交通事故。事故发生后甲车停在路中偏向左约80厘米，右前、后轮在路中线右；乙车侧翻于深约6．25米距公路5．25米的坎下，车辆报废。共死亡5人，伤5人.见图1。[第一段]     

基于可靠度理论的环形匝道行车风险研究

针对互通式立交设计过程中匝道设计参数的不确定性,基于可靠度理论和车辆发生事故类型分别建立车辆侧滑与侧翻2种综合行车失效模型,分别研究小轿车与大货车行驶于冰雪路面状态下的行车安全性,采用一次二阶矩法计算综合失效概率,以确定设计参数取值的可靠性。研究结果表明,在相同驾驶条件下,随着车辆运行速度的增大,小轿车比大客车易于发生侧滑,大货车比小轿车易于发生侧翻;匝道超高从6%增至8%时,行车失效概率变化较小,综合行车舒适性、行车安全性等,建议环形匝道最大超高值不大于6%。