面向特定车头的人地碰撞损伤防护极简方法

针对原制动控制方法对监测设备要求极高的问题,提出了一种具有较强实践潜力的人地碰撞损伤防护方法的提取流程。先建立特定车头的多刚体模型,再选择车辆制动控制方法并穷举、寻优,最后回归获得人体头部首次撞击车体时刻t₁与车辆再次完全制动时刻t₂的关系,以此提出面向特定车头的人地碰撞损伤防护极简方法(SMPG)。以小型行人友好型轿车为例,检验此方法的可行性,分析2 400次仿真结果后,获得适用于小型行人友好型轿车的人地碰撞损伤防护极简方法,再经48次仿真发现,所得方法能显著降低人地碰撞损伤且不会增加人车碰撞损伤,添加车速扰动后的480次仿真显示,所得方法仍能很好地防护人地碰撞损伤且未增加人车碰撞损伤,表明能根据所提流程获得防护人地碰撞损伤的极简方法且方法效果佳。进一步分析发现,落地机制及躯干角度的改变是制动控制能降低人地碰撞损伤的主要原因,且通过流程所得的极简方法中的制动系统协调时间已达最优,无需进一步优化。研究结果将为通过制动控制以防护人地碰撞损伤的相关研究提供支持,推动其实用化。     

参数扰动下基于制动控制的人地碰撞损伤防护风险

为了解首次松开制动时刻(t₁)扰动下基于制动控制的人地碰撞损伤防护方法的使用风险，基于一个包括3种速度、4种行人尺寸和2个行人步态的虚拟仿真系统，设计并用MADYMO开展1 920次仿真。对比分析后发现：车辆制动控制方法在无参数扰动时能有效降低人地碰撞损伤且不增大车辆所致损伤；t₁扰动下，WIC降低、车辆所致HIC₁₅不变、地面所致HIC₁₅降低、落地姿态不变的案例占比分别为86.1%、98.61%、90.16%和90.97%，表明车辆制动控制方法具有很强的抗扰能力；t₁越早越可能增大车辆所致损伤，而t₁越晚越可能降低头地碰撞损伤防护效果。进一步分析发现，t₁扰动下人地碰撞损伤增加的主要原因有人车长时间不分离、人体从车体边缘掉落、落地姿态改变、完全制动组中伤害已经极低等；而保险杠长度、发动机罩盖倾斜角等参数显著影响制动控制方法的抗扰能力，其中保险杠长度越小、发动机罩盖倾斜角越大，制动控制方法的抗扰动能力越强。     

车人碰撞中人地接触损伤仿真及防护方法鲁棒性分析

人车事故中行人主要与车辆和地面接触而遭受损伤。此前已有大量研究在车辆接触阶段对多体行人模型进行了验证,但对地面接触阶段的验证较少。本文中评估了用于预测车辆撞击后行人运动和地面接触的4个PC-Crash行人模型。通过车辆和地面接触的HIC伤害与最近研究中的6个尸体实验数据对比显示,其中PC2014行人模型能很好地预测行人头部损伤,车辆和地面接触HIC的平均误差分别为6.07%和5.85%,数据说明PC2014行人模型可以用于再现人车碰撞事故以及开发未来地面接触伤害防护对策。控制制动防护方法鲁棒性研究显示,在3种行人姿态（奔跑、步行和应急）扰动下,HIC平均降低比例分别为63.2%、57.9%和67.8%,说明控制制动防护方法具有很好的抗行人姿态干扰能力。进一步分析不同姿态下的行人损伤发现,3种步态序列之间均有显著性差异,在应急步态下控制制动防护方法有着更好的抗行人姿态干扰能力;而在奔跑步态序列下,往往可以通过控制制动防护方法产生最低的头地碰撞损伤,表明在使用控制制动防护方法对行人进行保护时须考虑到不同姿态产生的影响,以进一步提高控制制动防护方法的地面伤防护效果。     

基于人车最终距离的碰撞车速估算模型

人车碰撞事故的仿真再现须先估算碰撞车速,而当碰撞位置未知时,基于行人抛距与车辆后制动距离的车速估算方法无法采用。但由于注意到碰撞后人、车最终距离是可测的,故本文中利用它来估算碰撞车速。基于经典力学理论和若干假设,研究了行人抛距与车辆后制动距离间的关系,并据此建立了基于人车最终距离的碰撞车速估算模型,并对模型计算结果进行各种验证。结果表明,基于人车最终距离的碰撞车速估算模型的计算结果与PC-Crash的仿真结果及文献中的试验和典型案例数据都很吻合。     

基于事故再现的骑车人与行人各部位损伤的对比研究

选取与汽车碰撞事故发生后人体与发动机罩接触并被抛出的57例电动自行车事故和64例行人事故,用PC-Crash进行再现,读取人体头部、胸部、大腿和小腿4个部位的损伤数据。利用现有模型对所得数据进行验证后,通过处理和对比的结果表明,同等条件下,骑车人头部损伤风险低于行人,当车速低于47km/h时,骑车人胸部的损伤风险高于行人,而当车速高于47km/h时,骑车人胸部损伤风险低于行人。在大多数速度工况下,骑车人下肢损伤风险均高于行人;损伤来源方面,骑车人和行人头部损伤大体上均来源于车辆撞击,骑车人胸部损伤的来源没有明显的倾向性,而行人胸部损伤在车速低于42km/h时主要来源于地面撞击,车速高于42km/h时主要来源于车辆撞击。骑车人下肢和行人大腿的损伤来源于车辆撞击,而行人小腿损伤来源则随车速高低而异。     

加装传统AEB后的未避免事故典型碰撞场景与事故特征

为了解车辆装备自动紧急制动系统（AEB）后的典型人车碰撞场景及事故特征，在再现187例事故并采集碰撞前参数后，运用联合仿真技术评估传统AEB系统的效果，并用统计学方法分析未避免的73例事故（39%），获得6类典型的未避免人车碰撞场景。研究发现，未避免事故中：事故主要发生在照明条件良好、路面干燥的非路口，且95.88%案例中碰撞速度低于40 km/h；人车碰撞损伤均显著降低，但不同场景中降幅有差异；人地碰撞损伤降低方面存在不确定性，典型场景中61.9%的案例中人地碰撞损伤有增加风险，损伤增加比例随碰撞场景变化而不同。进一步分析发现，人地碰撞损伤增加的主要原因是AEB降低车速后行人落地顺序改变、人体下肢与车辆前端再次接触、人车碰撞位置改变等。研究成果不仅能为智能车主、被动安全研究中的实验设计提供边界条件，还能为设计更安全的AEB系统提供支持。     

基于车联网的行人主动避撞策略及仿真验证

针对行人从静止遮挡车辆前方穿出并与主车碰撞的“鬼探头”危险场景,提出一种基于车联网的行人主动避撞系统控制策略。首先,建立主车、遮挡车和行人间相对位置关系模型,通过车车通信获取遮挡车前方的行人状态信息;其次,根据目标进入时间、目标离开时间、碰撞剩余时间和安全避撞时间4个危险状态判断评价指标,建立分级制动策略,并通过下层PID控制调节制动压力实现车辆控制;最后,基于PreScan、CarSim和MATLAB联合仿真平台,搭建该危险场景并验证所提出控制策略的有效性。结果表明,该策略能够实现避撞功能,且性能优于基于宽度触发的行人主动避撞策略。     

基于智能电动汽车的纵向车速跟随控制策略

首先,设计了一种切换缓冲区间阈值可调的切换逻辑。其次,设计了一种对车速变化具有自适应性的PI控制驱动策略,再次,设计一种基于模糊控制的制动控制策略,在保证纵向车速跟踪精度的前提下,能避免车辆制动时的“前冲现象”,提高了舒适性。最后,通过Matlab与Carsim、Amesim的联合仿真验证了算法的有效性。     

智能无人车纵向运动控制方法研究

为解决智能无人车对期望车速的跟踪问题,本文针对无人车的纵向运动控制系统进行了研究,分别设计了驱动控制器、制动控制器以及两者间的切换逻辑。其中,驱动控制采用单神经元PSD控制策略,制动控制则采用增量式PID控制策略。最后,通过Carsim/Simulink联合仿真对设计的纵向运动控制系统进行测试。结果表明,设计的纵向运动控制系统能够有效跟踪期望车速,且将误差保持在较小范围内。     

考虑预碰撞时间的自动紧急制动系统分层控制策略研究

为提升汽车的主动安全,对车辆自动紧急制动系统控制策略进行研究。利用分层控制的思想对控制策略进行建模,上层控制器为对车辆制动减速度进行决策的预碰撞时间模型,根据汽车追尾事故深度调查的驾驶员紧急制动数据分析制动系统的制动减速度,在考虑舒适性的条件下确定预碰撞时间阈值。下层控制器按照上层控制器输出的制动减速度,分析车辆轮胎模型和制动系统的关系,通过PID控制调节制动压力对车辆进行控制。在安全评价规程标准工况下验证控制策略的可靠性,通过追尾事故场景的重建来验证控制策略的有效性。仿真结果表明:设计的控制策略在相对车速65km/h以内时能有效避撞,而高于65km/h时能最大程度地降低碰撞车速,减小伤害。     

人-车碰撞时行人头部撞击特点及其试验评价方法研究

通过对行人交通事故数据的统计分析，说明了人-车事故中行人头部损伤防护的重要性。介绍了EEVC法规提出的头部模块碰撞试验评价方法，并指出了其对平头微型车无法进行评价。通过建立行人与轿车及平头微型车的碰撞仿真模型，分析了该两种车型在与行人碰撞时的运动特性差异，得到了行人与平头微型车碰撞时的头部撞击特点。根据行人头部碰撞安全性评价需要．提出了结合事故统计分析及计算机仿真分析的行人头部安全性评价方法。     

集成式行人下肢保护结构设计与优化

行人下肢是人车碰撞事故中最容易受到伤害的部位,ECE法规、NCAP评价规程等均采用行人下肢碰撞模块Flex-PLI撞击车辆保险杠的方法进行车辆的行人下肢保护性能评价。文章介绍了行人下肢损伤机理、Flex-PLI碰撞模块的结构特点以及NCAP评价方法,建立概念模型,分析了车辆前端结构参数对于FlexPLI伤害值的影响,并根据结构参数敏感性提出了行人下肢保护的设计要点。在此基础上,基于上汽某车型实现了一种减重、降本的集成式行人下肢保护结构,经济效益增加明显。     

基于人体损伤特征信息的人车碰撞事故车速分析研究

综合国内外的相关实验、仿真与统计研究进展,基于人体损伤与碰撞速度之间的关系特点,对人车碰撞事故的车速分析方法进行研究。根据交通事故人体损伤的特点,构建了人体损伤特征参数及其描述模型,将损伤分为脏器损伤和骨折两部分进行描述及评分。利用统计、再现等方法探寻头部的MAIS值、HIC值与车辆碰撞速度三者之间的相关性联系,构建了MAIS-HIC-v综合模型,以此为基础建立了车速分析模型,开发了人车碰撞事故车速分析模块,可根据事故现场信息特点选择适当的计算方法,结合人体损伤信息进行车速分析。     

基于目标速度的汽车ACC系统油门控制策略研究

ACC系统能够根据雷达等传感器检测到的前方车辆行驶信息,并自动控制本车的油门开度和制动强度,实现自适应巡航行驶,通过对车辆行驶纵向阻力特性的分析,针对目前广泛使用的基于目标加速度的油门开度控制策略受车辆装载质量影响较大的情况,利用功率平衡原理,提出了1种基于目标车速的油门开度控制策略,并利用PreScan软件对基于目标车速的油门开度控制策略进行了仿真实验,仿真结果表明了该控制策略有效的避免了整车装载质量变化对控制目标的影响。     

汽车ABS控制策略设计与硬件在环试验验证

针对汽车防抱死制动系统ABS控制的研究,论文从实车应用角度提出了一种新型ABS控制策略。控制策略以滑移率为主要控制目标,以车轮角加速度为辅助控制目标进行了逻辑门限值控制,基于电控制动系统硬件在环试验平台,利用Car Sim与Matlab/Simulink搭建整车仿真模型并编写ABS控制策略程序,选取车辆模型和高速对开路面紧急制动仿真试验工况进行硬件在环试验验证。试验结果表明:设计的新型ABS控制策略具有良好的制动效能且提高了制动时的方向稳定性。     

人-车碰撞时行人头部撞击特点及其试验评价方法研究

文中通过对行人交通事故数据的统计分析,说明了人-车事故中行人头部损伤防护的重要性。介绍了EEVC法规提出的头部模块碰撞试验评价方法,并指出了其对平头微型车无法进行评价。通过建立行人与轿车及平头微型车的碰撞仿真模型,分析了这两种车型在与行人碰撞时的运动特性差异,得到了行人与平头微型车碰撞时的头部撞击特点。根据行人头部碰撞安全性评价需要,提出了结合事故统计分析及计算机仿真分析的行人头部安全性评价方法。     

基于信息融合的轿车碰撞两轮车事故车速分析

在对北京市轿车与两轮车碰撞事故调研分析的基础上,深入分析车辆、路面遗留痕迹特征与汽车碰撞特点之间的联系,选择与轿车碰撞速度相关的人体-风窗玻璃接触、人体及车辆与路面接触的痕迹特征参数,运用人工神经网络方法建立了轿车与两轮车碰撞事故的车辆碰撞速度分类预测模型.该模型融合了人-车-路相互作用的痕迹特征信息,采用实际事故案例提取的可靠样本对其进行训练并应用于车速估算.     

集装箱车辆与跨线桥梁的碰撞响应分析

当前车辆撞击桥梁的案例较多,基于ABAQUS有限元程序,通过仿真模拟,深入研究车-桥碰撞的内在科学机理,针对不同质量工况车辆撞击桥梁的过程进行了有限元分析。结论表明:车速相同时,不同质量车辆撞击主梁和支座所产生的应力和位移不同,桥梁结构的破坏形式也不同。     

汽车ACC跟随控制策略研究

提出了ACC车辆与前车之间的速度一位移关系以及分别以车距控制和相对车速控制为目标的2种LQR模型，并根据两车的速度一位移关系的不同实现2种模型之间的转换，以生成符合驾驶员操作行为的ACC车辆控制目标，建立了实现控制目标的车速控制模型。仿真计算表明控制策略满足乘坐舒适性和保持安全车距的要求。     

自动制动系统行人保护效果的研究EI北大核心CSCD

为研究自动制动系统的参数对事故中行人发生MAIS3+损伤风险和死亡风险的影响,探寻适合中国道路交通情况的参数取值范围,采用逻辑回归分析法构建了长头型车辆碰撞速度与行人MAIS3+损伤风险和死亡风险的回归方程。考虑事故中驾驶员转向避让与来不及转向两种情况,建立了事故前人-车相对位置数学模型,统计分析了探测角度、最大制动减速度、制动提前时间和制动协调时间等自动制动系统参数对降低行人MAIS3+损伤风险和死亡风险的影响,得到了一组最优参数值。研究结果可为我国自动制动系统的设计和改进提供一定的理论依据。