基于行车控速效果分析的校园内减速带优化研究

为了更好地维护校园交通安全,基于减速带减速原理,针对校园环境对校内减速带的优化设计进行研究。选取南京林业大学校园内翠竹路为实验路段,使用雷达测速仪测得通过该路段减速带的具体速度值,通过对调查数据的整理和分析,得知实验减速带的控速效果未能达到最优。为了提高校园内减速带的控速效果,构建了车辆通过减速带时的车轮轴心运动轨迹方程模型,借助MATLAB软件仿真,以纵向加速度为评价指标,进行了圆弧减速带在不同宽度和高度条件下的振动分析。结果表明,在相同车速条件下,不同尺寸的减速带产生的纵向加速度与高度成正比,与宽度成反比;适合校园内安装的减速带最优尺寸为高50mm、宽350mm。     

基于ADAMS仿真分析的减速设施尺寸研究

通过采用多体动力学软件ADAMS/CAR,建立了减速带及减速丘的3D等效容积路面模型,利用仿真分析的手段,探究了减速带及减速丘的不同高度、宽度、轮廓形状在不同车速情况下对行车舒适性及行驶稳定性的影响规律,并通过量化驾驶平顺性和操纵稳定性作为评价指标,考虑行车舒适性及稳定性,提出了减速丘及减速带在不同车速条件下的尺寸推荐值,以保障行车安全。     

农村公路减速设施的适应性分析

为了研究不同减速设施的减速效果,本文选取四种规格的减速丘和减速带为主要研究对象,通过实验设计和现场调研获取数据,对比农村公路上这四种典型的减速设施的85%位车辆速度;经过数据对比分析得出,较宽型的减速丘在农村公路上的减速效果最佳。同时,为了研究标志牌设置的最优位置,本文采用驾驶模拟器进行了仿真实验,通过设置前置25m、30m、35m、40m、45m、50m、55m、60m八种实验场景,获取车辆速度值,进行数据对比分析。实验结果表明,在限制速度为40km/h、车道宽度为3.5m,车流为自由流的农村公路上,减速标志牌设置在减速丘前50m位置处最优,速度下降率最大且车辆在减速丘处车速最平稳。     

不同高度下摊铺路面的数字图像差异性研究

数字图像处理技术具有高效、实时、定量化、成本低的优点,为沥青路面摊铺质量检测与评价提供了新的研究方向.针对不同采集高度对应数字图像实际区域的尺寸和集料颗粒数量存在的差异性问题,通过自制图像采集设备,在50～100 cm图像采集高度下,分别采集20张沥青混合料数字图像,通过对现场不同高度采集图像与实际对应路面宽度进行回归分析,提出采集高度与图像对应实际路面尺寸的函数关系;并通过对数字图像预处理后的沥青混合料二值图像中9.5 mm以上集料颗粒增加量和尺寸精确性进行研究,提出最佳的图像采集高度.研究结果表明:随着图像采集高度的增加,图像对应区域实际路面宽度成比例增加;综合不同采集高度下图像集料颗粒增加量结果和集料颗粒识别精确度结果,确定70～80 cm的高度范围为最佳图像采集高度.     

基于自然驾驶的山区公路行驶舒适性研究

为了掌握山区双车道公路的行驶舒适性水平及其关键影响因素,在6条公路上开展了自然驾驶行为试验,采集了多款小客车的加速度连续变化曲线,用Matlab软件对实测数据进行滤波,提取了加速度曲线每个波形的峰值,得到了不同轴向加速度的峰值累积频率曲线、特征分位值和均方根值.试验研究结果表明:纵向加速度幅值要比制动减速度低50%,在试验道路上汽车加(减)速导致乘员不舒适的位置比例最高达6%;乘员在实际行驶中感受横向不舒适的路段比例为7%~10%;在各轴向的加速度中,对人体不适贡献依次是横向加速度ay、制动加速度ab、纵向加速度ax和竖向加速度az.     

排水固结法处理软土路基的质量改善措施优选分析

针对高速公路施工过程中的异常情况,对加快堆载速度、增加超载高度、改善排水条件等质量改善措施进行了系统分析.借助灰色系统综合评价理论,建立了包括路段集、对策集和目标集的三维措施优选模型,用以确定不同影响因素下的最优处治措施.结合佛山"一环"软基处理过程中的实际情况,对不同路段进行了质量改善措施优选.通过对后期监测成果效果分析,验证了措施评价模型的可靠性.     

基于驾驶员错视觉的振动减速带优化设计

振动减速带是公路上常用的一种强制减速设施,对控制车辆车速,提升行车安全有重要作用．为了合理设置振动减速带,文中根据车辆行驶速度,以车辆竖向振动加速度为评价指标,对减速带外形进行优选;并利用错视觉原理对减速带的尺寸和色彩进行了新的设计．后期利用3D Studio Max软件制作视频,引入SD法（semantic differential method）对方案进行评价,结果表明振动减速带采用抛物线圆弧相切形状比圆弧形的竖向振动更小,行车舒适性更高;同时采用错视觉安全色,具有色彩鲜明、立体感强等特点,视觉减速效果显著优于普通减速带．     

高等级公路中央分隔带绿化植物的防眩效果

为了研究平、竖曲线路段绿化植物的防眩效果,提出了平直路段防眩植物株距和高度的计算方法,并计算了不同植物冠径和防眩角条件下的株距,以及不同道路横断面和交通组成条件下的防眩植物高度.对平曲线路段,提出了改进的防眩植物株距计算方法,计算了防眩角修正值;对竖曲线路段,提出了改进的防眩植物高度计算方法,计算了凹曲线路段防眩植物高度增高值,提出了凸曲线植物下沿防眩改善措施.研究结果表明:相对平直路段,平曲线路段防眩植物株距应减小0.3~3.8 m;凹曲线路段防眩植物高度应增加0.03~0.43 m.     

基于正交试验的螺纹剪切系统参数优化设计

为获得螺纹剪切碰撞吸能系统的最佳尺寸,以达到碰撞设计要求,应用正交试验设计方法,以螺纹高度、螺纹宽度、剪切高度及螺距这4个尺寸参数为设计变量.每个设计变量选取4个设计水平,对螺纹剪切系统的16种参数组合进行了碰撞仿真实验,并分析了实验结果.分析结果表明,剪切高度对评价指标有显著影响.仿真实验结果表明,所选的螺纹剪切系统结构最优参数组合满足碰撞设计要求.     

基于有限单元法的钢-混凝土组合空腹板的优化设计

为了研究钢-混凝土组合空腹板最优截面几何尺寸,建立了四边简支条件下结构的有限元分析模型、优化参数模型和优化数学模型,通过对已建工程的优化设计分析,在给定条件下使造价减少24．7％,表明该方法优化效果显著,并且效率高,可广泛应用于钢-混凝土组合空腹板截面优化设计工程．通过对不同跨度的组合空腹板进行优化设计,获得在给定条件下的最优截面尺寸和最优网格尺寸．并探讨了长跨比的影响．给出组合窄腹板优化设计的几何尺寸窖议．     

基于模糊扩展卡尔曼滤波的轮毂电机驱动车辆纵向速度估计算法

为了获取轮毂电机驱动车辆的纵向速度,设计了基于轮速信号和车身加速度信号的扩展卡尔曼滤波的估计算法,建立了研究对象的离散状态方程和测量方程,并采取不同的扩展卡尔曼滤波器对测量信号进行滤波去噪处理和车辆纵向速度估算.通过模糊控制器,对车速估计滤波器的估算参数进行实时动态调节,实现了估计算法的自适应性.研究结果表明,在路面附着系数为1.00的良好路面上,估算得到的车速和动力学模型输出的实际车速误差小于2%;在路面附着系数为0.25的路面上,最大估算误差小于10%.      

桥头跳车的机理分析及处治措施

分析了桥头跳车的形成机理,并从理论上解析了桥头跳车引起的危害和演变过程,从沉降差的角度定量与定性研究了桥头跳车的主要成因.最后,结合工程实践有针对性地提出了一些独立或综合性处治措施,以克服和改善桥头跳车现象.     

基于车联网数据挖掘的营运车辆 驾驶速度行为聚类研究

为了充分利用交通运输企业积累的海量车联网数据,挖掘营运车辆驾驶行为 特征的潜在规律.根据车联网数据属性提取涉及驾驶行为特征的参数,基于因子分析把8 个驾驶行为特征参数化为少数几个蕴含明确驾驶行为信息的综合变量,以此为指标通过 系统聚类,将选取的江苏范围内营运车辆驾驶行为特征进行聚类分析.结果表明,营运车 辆驾驶行为特征可有效聚为变速行为、超速行为、减速行为、加速行为,其中变速驾驶行 为程度较重的驾驶人其他3 种驾驶行为程度也较大.这类驾驶人具有较高驾驶风险,交通 运输企业需要对其重点监控.研究结果对我国营运车辆驾驶人的监管与培训具有一定参 考作用.     

运行车速预测新方法及其应用

为了在道路设计阶段预测车速,保证公路几何线形的协调性,建立了考虑侧向容许加速度、纵向加速度、制动减速度、制动热衰退和环境速度与线形参数关系的模型,计算了期望速度;建立了公路-驾驶者-车辆-环境仿真系统,对在三维路面上的行驶车辆进行仿真,得到并分析了试验道路的运行速度曲线.结果表明:(1)为有效控制速度波动,应取相近的曲线半径和直线长度,且直线不宜过长;(2)出弯道加速长度大于进弯道减速长度,且二者都大于回旋线长度;(3)山区路线由多个急弯构成时,速度曲线频繁波动的部分原因是车辆自身旋转动能和平动动能的相互转化;(4)运行速度协调性方法不适用于四级公路的线形评价;(5)偏角越小,轨迹对弯道的切角作用越大,弯道车速越高.     

基于路侧事故判别的公路平曲线车速限制研究

车速是导致公路平曲线路段路侧事故频发的关键因素，为降低路侧事故率，需进行车速限制研究. 选取8 个路侧事故风险指标进行PC-crash 仿真试验，共收集12 800 条数据. 采用路径分析方法筛选得到显著性风险指标，将其纳入贝叶斯逐步判别分析中，构建对应不同车型的路侧事故判别函数，提出对应不同道路几何设计要素的最高安全车速计算模型. 结果显示：显著性风险指标对路侧事故影响程度，由大到小依次为车速、圆曲线半径、车型、路面附着系数、路肩宽度、纵坡坡度和超高横坡度；道路线形条件越好，保证不发生路侧事故的最高安全限速值越大；在相同道路设计指标下，小型客车最高限速值大于货车最高限速值.     

车辆多目标自适应巡航显式模型预测控制

为了兼顾车辆自适应巡航控制(ACC)系统的跟踪控制效果和实时性, 提出了基于显式模型预测控制(EMPC)理论的车辆多目标自适应巡航控制方法; 基于车辆间运动学关系建立自适应巡航控制运动学模型, 根据预测控制理论推导预测时域内的跟踪误差预测模型, 并确定车辆安全性、跟踪性、经济性和舒适性等多性能目标函数和约束条件; 运用显式模型预测控制中的多参数规划理论, 将基于反复在线优化计算的闭环模型预测控制系统转化为与之等价的显式多面体分段仿射(PPWA)系统, 通过离线计算获得期望加速度与距离误差、速度误差、自车加速度和前车加速度等状态变量之间的最优控制律, 并设计在线查表的搜索流程, 通过定位当前状态所处分区, 并应用该分区的显式控制律实现自适应巡航控制; 进行了纵向跟踪工况仿真验证, 并与传统MPC-ACC控制方法进行对比。对比结果表明: 在前车正弦加减速工况下, EMPC-ACC控制器单步运算速度比MPC-ACC控制器平均提升了53.51%, EMPC-ACC控制下的平均距离跟踪误差为0.220 3 m, 平均速度误差为0.340 1 m·s-1; 在前车阶跃加减速工况下, EMPC-ACC控制器单步运算速度比MPC-ACC控制器平均提升了72.96%, EMPC-ACC控制下的平均距离跟踪误差为0.331 9 m, 平均速度误差为0.399 1 m·s-1。可见, 提出的EMPC-ACC控制算法在保证纵向跟踪性能的前提下, 有效地提高了自适应巡航控制的实时性。      

城市道路汽车行驶工况构建方法

为了优化汽车行驶性能, 制定了反映中国实际道路行驶状况的测试工况, 以轻型汽车道路实测数据为数据源, 提出了城市道路汽车行驶工况构建方法; 数据采集覆盖主要时段和道路, 剔除了异常数据, 并引入多尺度小波变换对车速降噪; 利用3层小波分解过滤地面扰动的影响, 保留车速关键信息; 基于9种与行驶特性密切相关且具有代表性的特征参数建立汽车运动学片段特征体系; 分别利用主成分分析和自编码器对特征降维处理, 使用K-means++聚类算法确定运动学片段, 并引入Silhouette函数筛选聚类结果以替代人工选择, 确定聚类类别为2类; 以与相应聚类中心的距离为指标, 筛选出各类别中最能反映本类别特性的200个运动学片段, 作为候选运动学片段, 最终以基于最小性能值的评估方法确定代表性运动学片段, 完成了汽车行驶工况的构建, 分别得到主成分分析和自编码器2种降维处理对应的汽车行驶工况曲线。计算结果表明: 以主成分分析和自编码器2种处理方法为基础构建的汽车行驶工况对数据源均体现了较高的代表性与合理性, 基于主成分分析降维最终得到的数据与数据源的相对误差绝对值多数低于10%, 其中平均速度、平均行驶速度、怠速时间比、加速时间比、减速时间比、平均加速度、加速度标准差、平均减速度的相对误差分别为0.75%、5.50%、9.14%、9.80%、9.98%、8.45%、6.17%、7.73%, 仅速度标准差的相对误差较大, 为24.31%, 与自编码器方法得到的结果相比具有更强的综合代表性, 更适合用于汽车行驶工况的构建。      

适应6轴铰接列车动力性的高速公路最大纵坡坡度和坡长

针对当今中国高速公路货运主导车型6轴铰接列车以满载状态在相同纵坡条件下行驶时, 其性能差于《公路工程技术标准》 (JTG B01—2014) 中纵坡设计代表车型的问题, 采用典型平路试验和实际道路试验相结合的方法, 获得了该主导车型的发动机使用外特性曲线, 分析了试验车发动机转矩、功率与发动机转速的关系; 依据汽车行驶受力方程, 建立了该主导车型在各个挡位下的坡度与车速的关系曲线, 确定了不同纵坡坡度时, 发动机全负荷状态下车辆稳定行驶的最大平衡速度, 获得了该主导车型的加速性能曲线和减速性能曲线, 提出了符合中国当前货运车型变化的高速公路上坡方向纵坡坡度、坡长等主要控制指标。研究结果表明: 相比于《公路工程技术标准》 (JTG B01—2014), 在相同纵坡条件下, 由于主导车型比功率的降低, 其平衡速度较标准中纵坡设计代表车型对应的平衡速度降低了20%~30%, 且适应其动力性的最大纵坡坡度比标准中规定的纵坡坡度小50%, 因此, 中国当前主导货运车辆动力性能不适应高速公路纵坡条件; 根据6轴铰接列车在不同纵坡上的加减速特性, 满足6轴铰接列车爬坡需求的最大纵坡坡长随坡度的增大而降低, 且降低幅度逐渐增大, 最大降幅达到60%。      

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匝道是互通立交的重要组成部分,基于运行速度的匝道设计理念是目前公路及互通立交一种新的设计思路。本文以互通立交匝道小型车辆的运行速度为主要研究目标,通过分析互通立交匝道运行速度的影响因素,制订正交实验方案,运用车载高精度GPS设备,采集了北京市4座互通式立交共14条匝道车辆连续运行速度数据。根据其中10条匝道的数据,按照车辆在互通立交匝道上的运行速度特性将匝道分为三段：减速段、匀速段、加速段,构建互通立交匝道各个分段运行速度与影响因素之间的预测模型,并使用另外4条匝道的实测数据对预测模型进行验证。结果表明,模型预测值的相对误差在5%以内,验证了模型的正确性。     

限速坡与减速带的设置标准比较

目前国内社区中广泛采用的限速装置(减速带)具有诸多问题,而限速坡在限速效果、对道路交通流的影响、可见性、交通噪声等方面较减速带好,就整体效果来讲,采用限速坡作为我国社区的道路限速装置,更有助于社区交通安全.