基于非参数假设检验的高速公路车辆分类研究

为获得高速公路车辆分类的量化方法,根据典型测点的各车型轴载谱数据,归纳了高速公路的主要车型,并研究了高速公路车辆分类方法。采用2个独立样本的非参数假设检验,研究了客车与各型货车前轴及单后轴的称重数据是否来自同一总体,在此基础上,采用多个独立样本的非参数假设检验方法研究了各型货车间相同轴型的称重数据是否来自同一总体。研究表明,各型货车力学特性接近,属于同一大类型;而客车与货车的力学特性差异明显,因此可将客车与货车划分为两大类型。非参数假设检验方法为高速公路车辆划分提供了量化的依据。     

基于乘员伤害分析的路侧行道树事故严重度评价

为了定量评估公路路侧行道树事故严重度，有针对性地提出安全改善措施，以减少车辆与路侧行道树碰撞的事故损失，分别引入加速度严重性指数（Acceleration Severity Index，ASI）、头部损伤判据（Head Injury Criteria，HIC）和胸部合成加速度（Chest Resultant Acceleration，CRA）作为乘员伤害指标；利用PC-crash汽车动力学仿真软件构建车辆刚体系统和乘员多体系统，通过设置不同车辆驶出速度、平曲线半径、行道树直径和行道树间距，分别开展小型车、大型车与路侧行道树的偏置碰撞试验，共收集2 256组数据；针对公路直线段和曲线段，分别拟合了基于CRA的小型车乘员伤害评估模型，以及基于ASI的大型车和小型车乘员伤害评估模型；根据Fisher最优分割法确定了路侧行道树事故严重度的合理评价等级及各级对应的ASI和CRA阈值，给出了基于CRA和ASI的路侧行道树事故严重度评价方法；随后提出了一种新的用于评估事故严重度分级准确性的指标-误分级程度，并将其应用于事故严重度评价方法的有效性验证中；最后将大型车比例引入ASI评估模型中并改进了模型。研究结果表明：在相同仿真试验条件下，驾驶人胸部损伤比头部损伤更严重，小型车ASI平均值大于大型车ASI平均值；CRA，ASI与驶出速度近似呈正线性相关，与行道树直径近似呈对数相关；行道树间距越大、平曲线半径越小，则车辆遭受二次碰撞的几率越小，乘员伤害风险越低；在案例分析中，2种分别基于CRA和ASI的路侧行道树事故严重度评价方法评价结果基本一致，且误分级程度分别为4.7%和4.3%，验证了提出的路侧行道树事故严重度评价方法的准确性，并证实了ASI可作为评估路侧行道树事故中乘员伤害的有效指标。     

Advanced vehicle dynamics of heavy trucks with the perspective of road safety

ABSTRACT

This paper presents state-of-the art within advanced vehicle dynamics of heavy trucks with the perspective of road safety. The most common accidents with heavy trucks involved are truck against passenger cars. Safety critical situations are for example loss of control (such as rollover and lateral stability) and a majority of these occur during speed when cornering. Other critical situations are avoidance manoeuvre and road edge recovery. The dynamic behaviour of heavy trucks have significant differences compared to passenger cars and as a consequence, successful application of vehicle dynamic functions for enhanced safety of trucks might differ from the functions in passenger cars. Here, the differences between vehicle dynamics of heavy trucks and passenger cars are clarified. Advanced vehicle dynamics solutions with the perspective of road safety of trucks are presented, beginning with the topic vehicle stability, followed by the steering system, the braking system and driver assistance systems that differ in some way from that of passenger cars as well.     

大型载货汽车被动安全性的特点及改进措施

大型载货汽车造成的人员死亡仅次于小型客车，工货汽车在交通事故中造成对方伤害的主要因素是：大载货汽车车架结构离地高度大，在前、后方造成轿车钻入碰撞、侧面造成展压，大型载货汽车的质量远大于轿车；与轿车时导致碰撞相容性问题，前、后下部防护装置能有效地防止轿车钻入，合理的能量吸收特性可改善载货汽车与轿车的碰撞相容性。中用交通事故统计数说明载货汽车被动安全性的重要性，深入分析载货汽车被动安全性的特点，最后介绍了改进载货汽车被动安全性的措施。     

基于轨迹数据的交叉口相位切换期间危险驾驶行为实证分析

基于交叉口相位切换期间的车辆轨迹数据,分别根据单车和跟车行驶状态,识别和分析了相位切换期间可能发生的危险驾驶行为。通过视频拍摄和图像处理的方式,提取了曹安公路沿线3个交叉口共312条单车状态和四平路-大连路交叉口共449条跟车状态的高精度车辆轨迹数据。针对交叉口相位切换期间的危险驾驶行为特征,利用速度、加减速度、减速度变化率、潜在碰撞时间（TTC）等指标,研究在此期间车辆发生危险驾驶行为的特点和类型。对于单车状态下行驶的车辆,按停止、通过分类,依据减速度、减速度变化率、减速度变化率的峰值差等指标将停止车辆的危险驾驶行为分为紧急减速型、增强减速型和持续急减型,依据过停车线时间、速度、加速度等指标将通过车辆分为闯红灯型、超速过线型、激进加速型和持续高速型。对于在跟车状态下行驶的车辆,按前、后车不同的停止、通过决策组合分类,依据连续5个时间间隔（0.12 s）的TTC分析前、后车的危险驾驶行为及发生追尾事故的危险程度。针对识别出的危险驾驶行为类型,讨论车辆的关键行为参数与危险驾驶行为之间的内在关联。研究结果表明：单车状态下有17%的车辆存在危险驾驶行为,其中53%为紧急减速行为;跟车状态下有19%的跟车行为是危险的,其中停止车辆的比例是通过车辆的2倍以上。研究成果可进一步应用于驾驶行为模型的参数标定、基于车辆轨迹的交叉口安全评价以及预防危险驾驶行为的主动安全控制策略等。     

动态交通分配中一种多模式动态决定式点排队模型及其特性分析

提出了一个可应用于动态交通分配中的多模式决定式点排队模型。模型中不同的交通模式(如小汽车、卡车和公交车等)由于车辆特性以及长度的差异在路网中将分别具有不同的行驶特性。为了能够反映不同模式车辆在路段上的相互作用,将单模式点排队模型扩展为多模式点排队模式。并对这个模型的相关特性进行了研究,如:反映不同模式车辆在路段上的速度收敛特性,在路段上每一模式车辆的先入先出特性(FIFO)以及路段上不同模式车辆的因果特性。     

基于车路协同环境的信号交叉口车速引导方法

针对现有的车速引导模型存在未综合考虑车辆跟驰行为、引导场景划分较粗略等问题，研究了4种基于车路协同环境下实时优化各车的车速引导模型。对车辆进行所属车辆列队划分，考虑车速引导影响对FVD跟驰模型进行改进。以车辆列队为引导单元，将车辆可能面临的交通状况细分为8种引导场景，以引导车辆不停车或少停车通过交叉口为目标，直接优化车辆加/减速度，建立车辆列队后车根据改进的跟驰模型计算目标跟驰加/减速度，并与头车组成列队以同一目标车速通过交叉口停车线的4种车速引导模型。以南昌市海棠北路/枫林西大街交叉口为例进行仿真验证，结果表明，所提出的车速引导模型能使车辆行程时间减少18.9%，最大排队长度减少58.8%，延误减少60.8%，燃油消耗减少36.4%，且适用于不同交通饱和状态，对提高信号交叉口通行效率和减少车辆燃油消耗有显著效果。      

基于矢量运算和多级阈值判断的地磁车位占用检测算法研究

检测算法解决了现有地磁车位检测中无法排除邻位停车干扰以及所选判断标准无法适应多种车型、停车应用场景的问题.检测算法分析磁偶极子模型,基于矢量运算提取目标车位停车过程产生的地磁扰动矢量,有效排除邻近车位停车过程对目标车位磁场的影响.通过收集大量真实停车产生的地磁扰动信息,统计分析地磁扰动的强度以及方向变化特征,合理选取多级阈值作为算法中车位占用检测的标准,保证检测算法适用于多种车型、停车应用场景.经过3个月实地应用测试,发现检测算法车位占用检测精度达到99.3%,优于强度或者方向单一特征判断算法,并能检测出停车是否规范.研究算法尚未应用于大型客车、货车以及特种车辆车位占用判断.      

基于学习率的纯电动与燃料电池汽车分场景经济性比较研究

新能源汽车较高的成本是制约我国新能源汽车发展的重要因素之一。本研究构建了纯电动和燃料电池汽车经济性综合分析比较模型。基于新能源汽车各关键零部件的学习率曲线,对纯电动和燃料电池乘用车、客车和货车的未来制造成本趋势进行了分析和比较。同时结合我国私家车、出租车、公交车和物流车4个应用场景,对各场景下纯电动和燃料电池汽车使用成本进行了分析。最后比较了未来不同时点下两种技术路线下的总成本差异。研究发现,虽然未来增程式燃料电池汽车制造成本较低,但纯电动车使用成本价格优势明显,其中总成本将具有较强竞争力。     

不同类型氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析及预测研究

氢燃料电池汽车被认为是 21世纪具有潜力的新能源清洁动力汽车之一,影响其推广应用的最重要因素是高成本,开展全生命周期经济性分析至关重要。目前国内外学者对氢燃料电池汽车的生命周期成本评价研究主要集中于零部件成本、燃料价格等因素,而考虑国家及地方补贴政策、运维和报废成本以及不同运营里程、不同车型下经济性分析的较少。从用户的角度,通过对购置成本、运营成本、维护成本、回收残值、补能和抗寒影响以及国家和地方补贴等多种因素进行综合分析,建立全生命周期成本模型,针对乘用车、客车和卡车等不同车型,分场景开展经济性成本评价,将其与传统燃油汽车和纯电动汽车的经济性进行对比分析。面向未来,作出经济性预测,并提出一系列对策建议。     

Vehicle dynamics control using an active third-axle system

This paper introduces the active third-axle system as an innovative vehicle dynamic control method. This method can be applicable for different kinds of three-axle vehicles such as buses, trucks, or even three-axle passenger cars. In this system, an actuator on the middle axle actively applies an independent force on the suspension to improve the handling characteristics, and hence, its technology is similar to slow-active suspension systems. This system can change the inherent vehicle dynamic characteristics, such as under/over steering behaviour, in the linear handling region, as well as vehicle stability in the nonlinear, limit handling region. In this paper, our main focus is to show the potential capabilities of this method in enhancing vehicle dynamic performance. For this purpose, as the first step, the proposed method in both linear and nonlinear vehicle handling regions is studied mathematically. Next, a comprehensive, nonlinear, 10 degrees of freedom vehicle model with a fuzzy control strategy is used to evaluate the effectiveness of this system. The dynamic behaviour of a vehicle, when either uncontrolled or equipped with the active third axle is then compared. Simulation results show that this active system can be considered as an innovative method for vehicle dynamic control.     

2车碰撞事故下5座乘用车乘员死亡风险分析

为探究5座乘用车乘员在2车碰撞事故下的死亡风险,研究了6种单一特征变量对乘员致死率的影响,进而基于二项Logistic回归模型分别对单一特征变量和组合特征变量进行显著性分析。通过9种常用的分类算法,结合网格搜索的调参方法,以F1为衡量指标选出相对较优的3种分类算法,即投票分类器、梯度提升及决策树,来构建多特征组合下的死亡风险预测模型。研究结果表明:①单一特征变量中行驶方向、路段类型、碰撞对象、乘坐位置对乘员死亡有显著影响。其中,异向行驶的车辆碰撞与同向行驶相比,乘员的死亡风险增加72%;非高速交叉路段与高速路段相比,乘员的死亡风险降低69%;碰撞对象为商用货车、商用客车的乘员死亡风险分别是乘用车的5倍和3倍,若在非高速非交叉路段发生碰撞则乘员死亡风险升至8倍左右,若在高速路段则高达15倍左右;相对于驾驶位乘员,副驾驶位乘员的死亡风险增加70%,且该位置乘员的死亡风险在高速路段会升高到驾驶位乘员的近4倍;②碰撞对象和路段类型是影响乘员死亡情况的主要特征变量;③由模型的预测结果可知:5座乘用车的正面或后面与商用货车在高速路段或非高速非交叉路段发生碰撞,乘员的死亡风险高于生存几率。      

澳大利亚设计规则同我国汽车法规的比较

随着我国汽车工业的快速发展,汽车出口呈现逐年递增的趋势。所有汽车出口产品必须满足出口目的国的标准法规要求。文章针对M1类乘用车,对澳大利亚设计规则与中国的汽车标准法规进行了初步的比较研究,着重分析了它们之间的差异,供国内准备出口澳大利亚的汽车生产企业参考,以利于及早对产品进行相应的技术更改,顺利完成出口目的国要求的产品认证。     

基于行驶轨迹的双车道公路弯道路段交通安全特性研究

针对双车道公路曲线路段碰撞事故高发的特点,选取某双车道公路5个简单平曲线,实测弯道路段车辆行驶轨迹,分析大货车、大客车、小货车和小客车等主要车型在上行、下行方向的轨迹中线偏移量,研究不同车型的行驶轨迹偏移特性.通过测定不同车型在不同半径平曲线行驶的轨迹交叉面积,建立车型、平曲线半径与行驶轨迹交叉面积关系模型,为双车道公...     

山区道路橡胶减速带车辆运行特性分析

为明确山区道路中减速带布设对车辆运行的影响，选择在重庆市主城区江南立交开展减速带布设区域的实车试验，采集了车辆的速度和加速度等数据，以此分析试验路段的运行特征。结果表明:①速度分布带宽在减速带两侧各40 m左右达到极小值，在减速带位置速度带宽出现反弹，表明在减速带布设位置车辆运行速度差异较大，容易产生追尾风险；②减速带对驾驶员的速度选择行为有较强的约束力，且2个减速带相隔越近对速度选择行为的约束作用越强，减速效果更好；③通过减速带之前的初速度越大，所需的减速长度越长，应越早采取减速措施；85th百分位减速长度值和加速长度值分别为225，212 m；④车辆通过减速带时的加速度、减速度与制动初速度、加速前初速度的大小密切相关；道路环境越复杂，车辆通过减速带时减速度与加速度曲线的差异性越显著；⑤减速带对车辆的速度折减率上限可达0.9，下限随初始速度的增大而增加。      

大型综合客运枢纽送站坪的车辆延误（双语出版）

为了准确评估大型综合客运枢纽送站坪的服务水平,改善其交通秩序,提高管理水平,针对送站坪车辆的常规落客行为和违规行为造成的延误,进行了量化分析研究。在大量调研数据的基础上,提取车辆轨迹,通过虚拟线圈的方法获取车辆的运动参数和交通流信息,基于车辆运行特征和车流波动理论,提出了落客车辆汇入行车道时等待可穿插间隙的延误模型、行车道车辆受穿插车辆影响的延误模型以及违规行为造成的行车道车辆延误模型等,验证结果表明,延误模型计算结果与实测结果近似。针对客运枢纽常见的两车道送站坪的交通特性,将车辆在落客车道的行驶距离、落客时长、速度、加减速度等参数作为自变量,基于高峰期间车辆到达分布推导出了送站坪车辆的平均延误,在此基础上给出了送站坪车辆行程时间的理论推导模型和多元线性回归模型。实例验证结果显示：2个行程时间模型计算结果与实测数据基本吻合,平均误差均为13%,回归模型的拟合优度为0.868;减少模型变量,以车辆在落客车道的行驶距离和落客时长为自变量,拟合优度也达到了0.853,表明这2个变量对车辆在送站坪系统的总延误影响最大,它们的值可以基本反映出车辆在送站坪系统的总延误,研究结果可为仿真模型的构建及通行能力的研究提供理论基础。     

基于车辆加速度数据的互通立交匝道驾驶风险分析

为明确互通立交匝道的运行特性和驾驶风险,在重庆市南山立交和江南立交开展了超过30位被试者的小客车实车驾驶试验,通过Speedbox和Mobileye等车载高精度仪器采集了小客车在4条迂回式匝道上的连续运行数据,包括行驶速度、横向加速度、纵向加速度等,明确了迂回式匝道的车辆运行状态,然后运用表征横、纵向加速度关系的G-G图分析了匝道行驶过程中的驾驶风险,确定了立交匝道不同位置的危险等级及危险驾驶行为的高发路段。研究结果表明:①立交匝道上小客车的横向加速度与速度呈三角形分布,纵向加速度与速度呈椭圆形分布;②小半径曲线匝道上出现危险驾驶行为的比例要高于大半径曲线匝道;③通过统计不同断面的危险驾驶行为点占比,将匝道的危险断面分为低风险、中风险、高风险3个等级;④男性驾驶员在立交匝道上的危险驾驶行为占比要高于女性驾驶员,冒险型驾驶员的危险驾驶行为占比要高于其他驾驶风格的驾驶员;⑤立交匝道的危险高发路段通常位于速度变化剧烈的路段,即入弯减速段和出弯加速段。      

缓速脊对轻型车噪声的影响分析

车辆通过缓速脊时,因行驶状态发生变化而引起车辆噪声的变化。车辆在接近缓速脊的减速阶段噪声降低,在通过缓速脊后的加速阶段噪声增加,缓速脊对轻型车噪声的影响可用声源辐射能量的线性密度S加以评估。车辆和缓速脊间瞬时距离为x,要确定函数S(x),对于每辆车需要5个声曝级的测量值。本文假定每辆车为无方向点声源,产生的噪声在传播过程中无垂直于表面的反射,并基于此给出轻型车声曝级的测算方法。     

Modelling and analysis of the crush zone of a typical Australian passenger train

In this paper, a three-dimensional nonlinear rigid body model has been developed for the investigation of the crashworthiness of a passenger train using the multibody dynamics approach. This model refers to a typical design of passenger cars and train constructs commonly used in Australia. The high-energy and low-energy crush zones of the cars and the train constructs are assumed and the data are explicitly provided in the paper. The crash scenario is limited to the train colliding on to a fixed barrier symmetrically. The simulations of a single car show that this initial design is only applicable for the crash speed of 35 km/h or lower. For higher speeds (e.g. 140 km/h), the crush lengths or crush forces or both the crush zone elements will have to be enlarged. It is generally better to increase the crush length than the crush force in order to retain the low levels of the longitudinal deceleration of the passenger cars.     

山区双车道公路路线设计车型分类标准

为研究建立公路路线设计标准车型,通过对西部山区双车道公路的实地交通调查,并结合我国在用车型统计,建立了各类营运车辆车型参数数据库;在详细统计分析现有车型的尺寸、载质量和功率质量比分布规律的基础上,以满足85%的车型外廓尺寸和载质量为标准,采用双因素聚类分析方法对各种车型的功率质量比进行聚类分层计算,根据外廓尺寸相近的原则进行归并后,提出了山区公路路线设计车型的小型车、大型车外廓尺寸分类标准。在此分类基础上,研究了用于公路纵断面设计的载重汽车动力性能标准,通过大量实地观测资料和统计分析,提出了载重汽车上坡动力性能曲线,建立了速度折减量与坡度、坡长之间的关系曲线,以速度折减量作为公路纵坡和坡长的设计关键指标。