基于通行能力的高速公路爬坡车道设置条件判定方法研究

为合理确定爬坡车道设置条件,采用容量算法对高速公路上坡路段的车辆折算系数进行微观交通仿真研究,得出不同交通组成、纵坡坡度和坡长条件下大型车和汽车列车的车辆折算系数;根据主导车型爬坡性能曲线得到等效坡度-坡长简化计算模型;根据车辆折算系数和等效坡度坡长,利用设计通行能力计算公式分析基于通行能力的高速公路爬坡车道设置条件。     

基于抗车辙性能的沥青路面长大纵坡界定标准

提出了基于抗车辙性能的沥青路面长大纵坡标准的界定方法。首先根据现场车辙调研数据对同济大学车辙预估模型进行标定,使之适用于具体工程;然后基于标定后的车辙预估模型和沥青路面容许车辙深度确定出车辆在长大纵坡上的临界车速;同时根据现场车速调研数据对汽车爬坡模型进行修正,使之反映车辆在长大纵坡上的实际车速变化;再根据修正后的汽车爬坡模型和车辙预估模型,推导出车辆在从坡底爬坡开始,达到临界车速时所行驶过的坡长,即为对应特定坡度的坡长限值;最后给出了多哥壹号公路改建工程中长大纵坡界定标准的实例。结果表明,基于沥青路面抗车辙性能长大纵坡界定标准较规范中基于行车安全的标准更为严格,可以作为规范中标准的补充。     

基于货车刹车毂温升模型的高速公路长纵下坡缓坡设置

应用PIARC刹车毂温升模型,研究了高速公路长纵下坡路段按设置缓坡和单一坡度展线两种方式下,货车到达坡底时刹车毂的温度、刹车毂温度达到200℃和260℃时离坡顶的距离3项刹车毂温度特征数据,通过对比分析得到两种展线方式下货车刹车毂升温速度特性、刹车毂升温与车辆总重规律关系和不同货车运行速度条件下刹车毂升温特性。经研究发现,单一坡度方式下货车到达坡底的刹车毂温度相较设置缓坡方式温度更低,其升温速度与下坡距离呈线性相关关系。货车运行速度相等时,随着车辆重量的增加,两种方式下货车到达坡底时刹车毂温差逐渐缩小。重量一致时,随着运行速度的变化,温度差变化不大;同时发现货车刹车毂温度达到200℃和260℃时距坡顶距离的变化规律与纵坡长度有关,得到纵坡坡长15km、20km两个界线点,当坡长小于临界坡长时,采用单一坡度展线比设置缓坡时距离坡顶的距离大,升温速度相对慢,超过临界坡长之后采用设置缓坡展线优于单一坡度展线形式。     

基于东风天龙牵引车爬坡能力的公路纵坡及坡长分析

该文选取东风天龙牵引车(DFH4251AX4AV)作为目标车型,计算其在海平面高程下满载和超载时的动力因数以及爬坡的最大坡长限制值,发现目标车型的实际爬坡性能与中国现行的公路纵断面设计标准相差较大.当纵坡较大时,规范中规定的最大坡长限制值已经远远超过了目标车型所能爬上的坡道长度;而当道路纵坡较小时,若车辆入坡速度较大,即使货车超载,目标车型的爬坡能力也能较好地适应规范的要求.     

双车道公路附加车道设置参数研究

为了给双车道公路附加车道设计与施工提供参考依据,开展了双车道公路附加车道设置长度、宽度及纵坡度研究。基于交通仿真数据,构建了双车道公路附加车道等宽段长度与交通量、行驶车速的关系模型,结合不同设计速度与地形条件下双车道公路设计通行能力分析,计算给出了对应不同设计速度与地形条件的双车道公路附加车道等宽段长度建议值。基于车辆行驶安全性分析,提出了双车道公路附加车道宽度的计算公式,根据驾驶人侧向车间距选择问卷调查统计结果,计算给出了对应不同设计速度的双车道公路附加车道宽度建议值。基于汽车上坡行驶时的受力分析,给出了坡长与纵坡度的简化关系式,并计算给出了对应不同设计速度与海拔高度的双车道公路附加车道最大纵坡度建议值。     

公路纵坡坡度和坡长限制指标的确定

针对我国的主流货运车型与载重吨位,根据实车装载上坡试验,研究车辆在上坡行驶时,纵坡坡度与车辆行驶速度以及速度随坡长的变化规律,确定典型货车在不同坡度下的上坡性能曲线;通过速度折减量与坡长之间的关系曲线,提出基于运行速度差和满足公路服务水平要求的各级公路最大纵坡坡度与坡长限制值。     

长大纵坡路段沥青路面车辙规律和影响因素

为了探明长大纵坡路段车辙的分布特征及影响因素,改善沥青路面的抗车辙性能,以铜黄高速公路为依托,调查了该公路的日平均交通量和长大纵坡路段的车辙病害。首先,通过测量不同长大纵坡路段的车辙深度,分析了车辙沿深度方向的分布特点;其次,通过开挖典型车辙断面,分析了车辙在路面结构层内的分布规律;再次,钻取了典型车辙病害路段的圆柱形路面芯样(芯样直径150 mm),并结合圆柱形试件车辙试验(CSWTT)结果,揭示了长大纵坡路段沥青路面车辙的分布规律和产生机理;最后,分析了纵坡坡度与坡长、行车速度、温度、沥青混合料材料特性等因素对长大纵坡路段车辙的影响,同时提出了改善沥青路面长大纵坡路段抗车辙性能的建议。结果表明:长大纵坡路段沥青路面的车辙主要分布于中、下面层;长大纵坡路段的车辙主要由压密变形和剪切流动变形组成,前者来自于行车荷载的碾压,后者则是由沥青混合料在多因素(重载、高温、慢速等)耦合作用下的抗剪切能力不足引起,且后者对车辙产生的贡献率更大;当其他条件相同时,坡长对车辙的贡献率高于坡度,当纵坡坡长较长(超过或接近临界坡长),坡度较大(3%)时,则车速降低最快,相应地,长大纵坡路段沥青路面车辙最为严重。     

长大下坡振动减速带合理间距研究

运用行车动力学理论,考虑车辆在长大纵坡下坡路段加速性能,以车速不超过道路设计车速为前提,进行振动减速带设置间距的研究,得出了在不同设计车速、不同纵坡坡度下振动减速带的设置间距.分析显示,车速越高,振动减速带设置间距与纵坡的关系越明显,减速带可以有效降低车速.最后,对研究结果进行了讨论.     

低速山区旅游公路平纵线形研究

为掌握设计时速在30km/h及以下山区旅游公路平纵线形设计方法,本文结合山区旅游公路地形地质特征,对平纵线形设计中的圆曲线最小半径、最大纵坡、最大最小坡长等设计指标进行研究并提出相应的设计建议值范围,依托我市某景区工程项目验证指标提出的合理性与安全性。研究结果表明:低速山区旅游公路车辆在30km/h、20km/h、15km/h车速下,最大坡度内,最大纵坡设计值依次为9%、10%、12%,平曲线最小半径依次为30m、15m、15m。     

山西省山区高速公路纵坡设计的安全评价——兼论中国纵坡最大坡长设计标准

首先,比较分析了国内外高速公路纵坡设计的控制标准(如最大坡度、最小坡度和最大坡长)及其影响因素;其次,对中国现有主要的卡车动力性能进行了调查,确定了不同类型卡车的平均质量/功率比(W/P);第三,对车辆爬坡能力的理论计算进行了分析评价,确定了绘制车辆爬坡速度-距离曲线的可行途径,并根据山西省交通量的实际车辆类型及其比率,推荐了山西省纵坡设计的代表性车型,在实测车辆速度的基础上,给出了代表性车型的速度-距离曲线.最后,根据允许车辆速度差的要求,为山西省高速公路纵坡设计提出了最大坡长推荐值.     

垂直侧碰电动自行车下的小汽车超速辨识方法

为了更加方便准确地判定在垂直侧碰电动自行车事故中小汽车是否超速,以城市交叉口垂直侧碰事故为例,提出了一种垂直侧碰电动自行车下的小汽车超速辨识方法.以碰撞时刻为分界点,将碰撞事故按照时间顺序分为碰撞前和碰撞后2个阶段,采用逆向还原事故发生的方法,结合抛距与碰撞速度的经验公式提出了小汽车碰撞速度模型,在测得制动痕迹长度的基础上利用动能定理构建了小汽车制动时刻速度模型.运用PC-Crash仿真,结果表明,小汽车制动时刻速度在34~38 km/h时,辨识误差为1.47%;在42~70 km/h时,误差小于1.3%.通过比较可知,辨识精度相对GIDAS最多可提升15.94%,可精确地分析小汽车垂直侧碰电动自行车事故,并辨识小汽车有无超速,但仍需提高在34~38 km/h区间内的辨识精度.      

基于整车模型的车-路耦合作用仿真分析

为研究车‐路系统耦合作用下汽车行驶平顺性,运用车辆动力学仿真软件CarSim建立整车模型,并采用傅里叶逆变换法对 GB7031中规定的A~D级路面进行数值仿真与验证,分析了车辆以不同速度行驶在不同等级路面上的加速度和车轮法向动载系数。结果表明:①随着路面等级的降低和车辆行驶速度的提高,车身加速度显著增大,由50 km/h、A级路面上的0.2599 m/s2变化为120 km/h、D级路面上的1.6889m/s2,增加了5.5倍,车辆行驶平顺性下降;②车‐路耦合产生的动载作用受路面工况和车速的影响也较大,由50 km/h、A级路面上的0.0833变化为120 km/h、D级路面上的0.7754,增大8.3倍。路面等级越低,车速越高,动载系数越大,对路面的破坏作用越严重。      

不同转向模式的多轴转向车辆性能分析

为解决重型车辆转向时的低速机动性和高速稳定性的问题,提出了多轴动态转向技术,并以三轴车辆为研究对象进行分析。首先建立多轴转向的二自由度车辆模型以及运动微分方程,为提高车辆的稳定性,以零质心侧偏角为目标,推导各轴间的转角比例系数及有关的状态空间矩阵、传递函数,使用MATLAB软件对不同转向模式下的操纵稳定性进行了稳态响应、瞬态响应以及频域响应的仿真。通过分析比较,说明采用多轴动态转向技术,车辆在转向时具有低速机动性高、高速稳定性好的特点。     

货车-两轮车前碰撞事故中骑行者运动学响应及损伤分析

为探究货车-两轮车前部碰撞事故中参与双方速度对骑行者运动学响应与损伤的影响,基于MADYMO软件开展事故重建并进行了分析。建立了货车和两轮车的多体碰撞模型,对一起货车前部碰撞两轮车事故进行了事故重建;使用验证后的模型进行了25组不同速度下的全因子仿真试验;分析了不同碰撞速度和骑行速度对骑行者运动学响应和损伤的影响。研究结果表明,骑行者身体旋转幅度会随着两轮车及货车车速的升高而增加;当货车速度超过 20 km/h时,骑行者头部损伤指标 （Head Injury Criterion,HIC） 与胸部3 ms加速度将超过阈值;而当货车速度超过25 km/h时,骑行者下肢接触力也超过阈值;货车速度处于 30～40 km/h时,相同货车速度下,骑行者头部 HIC值出现随着两轮车速度的增加而升高的趋势,而胸部加速度出现相反的趋势。     

隧道驾驶疲劳唤醒段设置长度研究

为解决驾驶员在隧道中间段因驾驶疲劳带来的行车安全问题，对隧道驾驶疲劳唤醒段设置长度进行研究。首先，建立疲劳唤醒段的刺激量与其产生疲劳唤醒后对驾驶员的唤醒程度以及唤醒维持时间的相互关系； 然后，进行蓝、紫、青3种色彩，3种亮度及5种刺激持续时间共45种不同刺激量组合下疲劳唤醒段的静态唤醒试验，研究隧道疲劳唤醒段不同刺激量对被试驾驶员唤醒程度的影响规律，建立刺激量与唤醒程度的相关关系模型，得到疲劳唤醒段刺激量应不低于8.84 cd·s/m2； 最后，分析不同刺激量的疲劳唤醒段对驾驶员唤醒的维持时间，建立不同运行速度条件下疲劳唤醒段刺激量与唤醒维持时间的相关关系模型，根据不同运行速度下隧道疲劳唤醒段侧壁可设置的最高亮度，得到不同运行速度下隧道疲劳唤醒段应设置的长度。当设计速度为60、80、100 km/h时，第x（x∈［1, N-1］）处疲劳唤醒段的设置长度分别为160、200、220 m，第N处疲劳唤醒段的设置长度应保证剩余路段驾驶员的正常驾驶，且不低于65、80、90 m。     

城市快速路出入口交织流率和交织长度的仿真研究

城市快速路出入口是引发相关路段及其周围路网拥堵的主要原因。交织流率和交织长度是影响出入口处交通运行的重要因素,并采用仿真方法对两者进行了分析,具体案例的Vissim仿真结果表明：通过总流量为4 900veh/h,流率比由0.15增加到0.4时,交织段均车延误增加2倍,交织车速降低将近40%;交织长度选取160～180m时,均车延误为1.3s,平均车速达到45.02km/h,是快速路出入口交织长度的合理值。     

大型LPG公交车运行工况与排放特性的试验研究

采用车载排放测试技术,对大型LPG公交车辆运行工况和排放特性进行试验研究.结果表明,公交车运行工况与国家排放标准规定的重型车发动机台架测试工况ESC和ETC有较大的差异.试验公交车辆的平均运行车速为16.7km/h,怠速时间占总运行时间的26.6％,加减速时间占61.3％,加减速度主要集中在-0.5～0.5m/s2之间...     

基于车内瞬变压力变化的400 km/h高速铁路隧道净空面积探讨

为推进中国高速铁路隧道技术标准深化研究,开展400 km/h隧道结构设计参数的研究工作,而隧道净空面积为其中的一项重要内容。为尝试从列车内部瞬变压力角度得到400 km/h高速铁路隧道净空面积,建立基于舒适度标准的高速铁路隧道净空面积确定方法,以控制工况为基础,通过计算和分析,从列车密封性能方面讨论维持现有隧道净空断面的可能性,并研究提出400 km/h隧道净空断面建议值。主要结论有:1)现有350 km/h单线隧道以400 km/h运营时,列车动态密封指数最低为22 s,车内瞬变压力超标的可能性较大; 2)400 km/h单、双线隧道净空面积建议值分别为85 m~2和100 m~2,对应的列车动态密封指数最低为18 s,更加符合现有标准对列车密封性能的要求,车内瞬变压力超标的可能性大幅降低; 3)提出的400 km/h高速铁路隧道净空面积建议值和对应的密封性能要求可为有关标准、规范的制订提供参考。     

基于光纤光栅技术的沥青路面结构应变场分析

在北京某高速公路埋设了光纤光栅传感器以开展应变研究,两组三维传感器组分别被布设于沥青路面的中、下面层以获取各层位内的三维应变信息。通过改变车辆的加载重量和运行速度,分别监测应变响应的变化趋势和规律。试验选用的接地压力范围由0.49~0.97 MPa,而车辆的运行速度包括17、30、44、56、69 km/h等。基于采集数据的计算和分析表明,不同层位的各传感器应变值均随车速降低和轴载增加而显著增加,该规律与力学分析及经验预测的结果一致,这不但验证了将光纤光栅传感器进行路用的可行性,并且提升了传感器现场埋设的流程和工艺。试验结果说明了光纤光栅传感器具有良好的路用性质,将其应用于沥青路面结构的应变场测试是可行的。     

基于比功率参数的北京市柴油公交车行驶和排放特征研究

利用车载尾气检测设备和GPS系统收集了北京市重型柴油公交车实际行驶和排放数据,引入汽车比功率(VSP)参数,建立柴油公交车排放预测方法,并对柴油公交车的实际运行和排放特征进行了分析.行驶特征分析表明,公交车在北京市五环内的平均速度为17.17km/h,其80%以上行驶处于VSP区间[-1,3]kW/t;排放特征分析表明,柴油公交车瞬时高排放集中在VSP≥lOkW/t区间,表明高加速或快速行驶是引起瞬时高排放的主要原因.