重载货车长下坡挂挡决策行驶安全仿真

长大下坡是大型车辆事故多发的典型路段,现有仿真模式多适用于宏观评价道路平面线形安全,无法反映驾驶人不同挂档决策对长下坡行车安全的影响。建立了重载货车整车模型、转向控制器和踏板控制器。根据重载货车自然驾驶数据,引入驾驶人控制边界约束,通过联合TruckSim和Simulink软件,设计了基于挂档加速、挂档滑行、挂档制动的长下坡行驶控制策略。提出了在车辆速度层面引入驾驶人操纵行为特征谱的虚拟仿真试验。根据当前路段驾驶人挂挡问卷调查信息,以1条实际长下坡道路作为算例,研究了不同驾驶模式下重载货车长下坡行驶特性。仿真结果表明:预瞄定速模式控制下的车辆节气门开度和车轮制动压力呈现相互交替态势,与车辆真实长下坡行驶特性不符,难以为长下坡道路安全改善提供客观依据,而挂挡下坡行驶控制模式能够反映重载货车在不同挂挡决策下的行驶特性;以车辆行车速度和单轮制动压力为评价参数,在当前仿真路段行驶过程中,重载货车7档位挂挡下行安全性能最优,8档位挂挡下行综合性能最优,其单轮制动压力高幅值波动区域主要集中于28.3～35.5 km路段,从而可为该路段驾驶人挂档决策优化、道路纵断面及避险车道位置设计提供一种新的思路。     

基于Trucksim的下坡路段制动距离仿真与分析

为探究道路附着系数和车辆载重与坡度的交互作用对载重货车制动距离的影响,以下坡路段为研究对象,通过Trucksim建立人—车—路耦合系统,进行了不同工况的仿真实验,采用最小二乘法建立了坡度路段制动距离预测模型。最后,在某特定工况下验证了该模型的合理性。结果表明:与传统理论模型相比,该模型计算结果趋于保守,以此作为坡度路段最小跟驰距离更有利于行车安全。     

一种用于货车的坡度提示系统

针对大型货车驾驶员对道路坡度把握不准确而容易导致长大下坡路段出现制动器失效的问题,提出一种用于货车的坡度提示系统。该系统采用陀螺仪实时探测货车所处道路的坡度,并实时显示,当检测到货车连续下坡超过一定长度且没有采取制动时,系统提示驾驶员适当制动,以避免后期车速加大而频繁制动导致制动器失效。经实际验证本系统能有效给驾驶员提示,对减少交通事故有一定实际应用价值。     

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。     

高速公路下坡路段缓坡安全性设计研究

高速公路下坡路段设置缓坡的目的是降低货车行驶的速度,减少制动毂使用,提高连续下坡路段的安全性,现有规范对连续下坡路段缓坡设计指标的规定不够详细,且缺乏不同缓坡最小长度的规定。根据当前货运主导车型的实际情况,选取东风DFL4251A15六轴铰接列车主导车型,对货车在下坡路段的受力状态进行分析,将发动机制动条件下保持货车匀速的下坡坡度作为缓坡临界纵坡,并提出了连续下坡路段货车采取不同制动档位时,不同运行速度对应的缓坡坡度值。根据受力分析结果和制动毂温度降温模型,分别提出了基于货车速度降低特性和制动毂降温特性的缓坡坡长。结果表明:发动机制动时货车保持匀速行驶的缓坡均小于规范规定值;基于货车速度折减特性的缓坡坡长均大于规范中最短坡长的规定值,说明缓坡设计最小坡长应根据缓坡的作用确定。     

高速公路纵坡路段货车运行车速预测

基于汽车动力学原理和汽车行驶理论,利用货车上坡动力性能、换档行为和下坡制动性能分别建立了高速公路上下坡路段货车的运行车速理论预测模型。以CA5310型8×4厢,仓栅式运输车为例,通过对计算车型的分析计算,得出货车满载和超载时的爬坡性能曲线、下坡速度曲线以及运行车速的变化规律,并分析了影响货车上下坡性能的重要参数:功率重量比、坡度等,从而为山区高速公路的线形设计及安全性评价提供参考。     

林区公路纵坡下坡路段驾驶员心率的特性分析

为了研究驾驶员在林区冰雪路面纵坡下坡路段行车过程中的心理生理特性,提高林区冰雪路面行车安全性,选取林区冰雪路面纵坡路段作为试验路段,通过实车试验采集驾驶员行车过程中的运行车速和心电信号等数据,分析驾驶员心率增长率与试验路段线形指标、运行车速之间的关系,建立驾驶员心率增长率与线形指标、运行车速的回归模型。结果表明:在林区冰雪路面纵坡下坡路段行车时,驾驶员心率增长率与坡度、运行车速均呈正相关,而与坡长的相关性不显著;驾驶员心率增长率与坡度、运行车速均存在三次函数关系,心率增长率随着坡度增加而增加,随着运行车速的增大而增大;坡度和运行车速2个因素共同作用时,驾驶员心率增长率增加更显著,坡度越大、运行车速越高,驾驶员心率增长率越大。     

半挂汽车列车高速公路弯道下坡路段运行安全研究（双语出版）

为提升半挂汽车列车在高速公路弯道下坡路段的运行安全，采用TruckSim仿真软件，构建了车辆模型、道路模型和驾驶人动力学仿真模型；基于蒙特卡罗可靠性分析法，分别建立了半挂汽车列车发生侧滑失效、侧翻失效、折叠失效和系统失效的功能函数，并选取设计速度80 km·h^-1的高速公路为研究路段，通过进行大量车辆动力学仿真试验，对不同圆曲线半径、纵坡坡度、路面附着系数、车速和车辆总质量对半挂汽车列车的运行安全的影响进行了数值分析。研究结果表明：半挂汽车列车发生侧滑和侧翻的概率随着圆曲线半径的增加而显著降低，在一般最小半径400 m的情况下，半挂汽车列车发生侧滑失效和侧翻失效的概率趋近于0；随着下坡坡度的增加，半挂汽车列车发生侧滑失效和侧翻失效的概率基本呈线性增长趋势；车速对于半挂汽车列车运行安全的影响尤为显著，当车速均值由60 km·h^-1增加到90 km·h^-1时，发生侧滑失效和侧翻失效的概率分别增加了634倍和336倍；车辆总质量的增加对半挂汽车列车侧翻有显著影响；在路面附着系数较低的条件下，半挂汽车列车的主要事故形态为侧滑和折叠，在路面附着系数较高的情况下，半挂汽车列车的主要事故形态为侧翻。因此，在道路设计中，应避免极限最小半径与陡坡组合，严格限速和限载可确保半挂汽车列车的运行安全性能。     

半挂汽车列车高速公路弯道下坡路段运行安全研究

为提升半挂汽车列车在高速公路弯道下坡路段的运行安全,采用TruckSim仿真软件,构建了车辆模型、道路模型和驾驶人动力学仿真模型;基于蒙特卡罗可靠性分析法,分别建立了半挂汽车列车发生侧滑失效、侧翻失效、折叠失效和系统失效的功能函数,并选取设计速度80 km·h~(-1)的高速公路为研究路段,通过进行大量车辆动力学仿真试验,对不同圆曲线半径、纵坡坡度、路面附着系数、车速和车辆总质量对半挂汽车列车的运行安全的影响进行了数值分析。研究结果表明:半挂汽车列车发生侧滑和侧翻的概率随着圆曲线半径的增加而显著降低,在一般最小半径400 m的情况下,半挂汽车列车发生侧滑失效和侧翻失效的概率趋近于0;随着下坡坡度的增加,半挂汽车列车发生侧滑失效和侧翻失效的概率基本呈线性增长趋势;车速对于半挂汽车列车运行安全的影响尤为显著,当车速均值由60 km·h~(-1)增加到90 km·h~(-1)时,发生侧滑失效和侧翻失效的概率分别增加了634倍和336倍;车辆总质量的增加对半挂汽车列车侧翻有显著影响;在路面附着系数较低的条件下,半挂汽车列车的主要事故形态为侧滑和折叠,在路面附着系数较高的情况下,半挂汽车列车的主要事故形态为侧翻。因此,在道路设计中,应避免极限最小半径与陡坡组合,严格限速和限载可确保半挂汽车列车的运行安全性能。     

货运车辆发动机在不同路面上输出转矩实时监测对比分析试验

针对目前国内道路运输中普遍存在的超载超限问题,研究了货运车辆传动轴输出的转矩与车辆载重量间的相关关系,设计了货车转矩测试系统,并通过试验获得了3种不同路面最大摩擦系数及最大转矩与载重量的关系。试验结果表明在同一载重量情况下,柏油路的起步转矩最大,泥土路的起步转矩最小,证明起步转矩大小与路面摩擦系数相关。理论分析结果表明在载重量和车辆轮胎半径固定的情况下,起步转矩与摩擦系数成正比。     

可变附着系数路面上的自动紧急制动避撞安全策略研究

针对路面条件变化时紧急制动系统易出现的制动时机决策失准问题,提出基于车辆运动学的动态决策增强安全模型的紧急制动策略。首先,依据目标车加减速状态细化工况,基于车辆速度与加速度建立动态决策安全模型,以提高极端工况下控制策略对车辆动态行驶速度的适应性。接着,以无迹卡尔曼滤波(UKF)算法连续辨识获得道路附着系数,通过系列道路条件下对实车和模型的制动性能试验建立路况与车辆减速能力的关系,根据道路条件实时更新模型依赖的极限减速度参数,进一步增强控制策略安全性和对动态道路条件的适应性。最后,通过附着系数连续多变路面工况试验和中国新车评价规程(C-NCAP)测试工况试验,对控制策略进行验证。结果表明,滤波算法具备精准的辨识效果;而自动紧急制动策略可在变化附着系数路面上实现对制动时机的准确决断。     

读编往来

摩托车在长下坡行驶的制动方法请问摩托车在遇到长下坡时如何进行有效制动?(京都cbs)在紧急或某些特殊情况下(如前轮或者后轮制动失灵、附着系数较小的路面行驶、在较大坡度上下坡行驶)可以采用发动机和制动器联合制动的方式,所谓联合制动是在高速行驶时迅速将变速器由高到低进行换挡,并关闭点火开关,利用发动机内部阻力来降低车速,其操作方法如下:关闭油门;紧握离合器拉杆;换挡到低速挡;在迅速放松离合器拉杆,使后轮转速迅速降低,必要时可重复上述操作。     

载重货车发动机制动和排气制动挡位选择研究

排气制动和发动机制动是载重货车使用最广泛的辅助制动系统,文中通过试验,计算推导出不同坡度下载重货车排气制动和发动机制动时合适的制动挡位选择,为驾驶员安全驾驶提供参考。     

基于自适应扩展卡尔曼滤波算法的道路纵向坡度估计

车辆在长下坡路段行驶过程中,道路纵向坡度对汽车纵向受力分析时尤为重要,当道路坡度过大会时会影响汽车的行驶安全性。然而道路纵向坡度很难通过传感器直接测量获得,实时获取道路纵向坡度可以为优化车辆长大下坡提供依据,文章提出基于自适应扩展卡尔曼滤波算法实时估计道路纵向坡度,并进行仿真试验,结果表明,此方法有很强的准确性和实时性。     

轿车起步颤振现象实验测试与时频域分析

汽车起步颤振是指汽车在一定的挡位、节气门开度和道路负载下起步时,出现的传动系剧烈的扭转振动现象。本文考虑了挡位、节气门开度和路面坡度等因素,选取一挡小油门起步工况进行了实车道路实验,对测得的某位置振动加速度信号进行了时域和频域上的分析,确定该工况下引起该轿车起步颤振现象的特征频率。     

长大下坡货车制动器温度模型

为了研究在道路长大下坡上载重货车制动器热衰减的温度曲线,应用能量守恒理论建立了载重货车在发动机制动和排气制动时制动器温度预测模型.通过在高速公路长大下坡路段进行制动器测温试验,得到了制动器在不同制动方式、载重时的连续升温数据和连续上坡时的连续降温数据;同时通过室内台架试验,得到了载重货车发动机功率曲线.最后通过试验数据...     

北京国道G110拟建线方案连续下坡路段制动失灵风险分析

为减少连续下坡路段货车制动失灵的风险,设计人员有意将坡度放缓.连续下坡路段设计展线放坡到何种程度为宜,是公路行业非常关注的问题.笔者以国道G110(北京延庆县城-昌平德胜口)拟建线连续下坡方案为例,采用货车制动毂温升模型定量分析不同坡度、坡长条件下货车制动失灵风险,为设计人员、管理人员在连续下坡纵坡技术指标选择或方案决...     

基于模糊神经网络道路纵向附着系数预测

为了研究路面状况及使用年限对道路纵向附着系数的影响,通过对不同年限、不同干湿状况的路面进行测试纵向附着系数,建立了基于模糊神经网络道路纵向附着系数预测模型,并通过实车制动试验进行验证。试验结果表明:预测模型误差率小于6%,实车制动试验制动车速与实际车速误差也在6%内,验证了模型的有效性和实用性。因此,为交通事故再现提供了一个快速有效的方法。     

考虑道路因素的智能车辆纵向运动决策与控制研究

针对智能车辆纵向运动时的交通道路适应性问题,考虑路面附着系数和前车运动速度等因素,研究了智能车辆纵向运动决策与控制方法。论文研究了基于车头时距的纵向运动决策方法并建立不同驾驶行为的目标车速模型,运用变论域模糊推理算法设计了目标加速度模型。基于纵向动力学模型,运用自适应反演滑模控制算法建立了驱动控制器和制动控制器。对高附着系数路面和低附着系数路面的行驶工况进行仿真试验验证,结果表明,在不同的附着系数路面和前车变速行驶条件下,智能车辆能实时、合理地决策目标车速、目标加速度,实现安全、高效、稳定的跟驰。     

基于多参数自适应优化的智能车轨迹跟踪

为了在不同工况中，同时兼顾轨迹跟踪算法的跟踪精度，计算速度与车辆稳定性，提出基于不同车速和路面附着系数的参数自适应MPC算法。在线性时变MPC的基础上增加车辆稳定性控制，并基于路面附着系数设计2种控制策略：在高附着系数路面，针对不同车速优化预测时域与控制时域；在低附着系数路面，开启车辆稳定性控制并基于改进粒子群算法优化权重参数。2种策略在保证跟踪精度与车辆稳定性的基础上提高计算速度。设计基于前馈神经网络的路面识别算法从而为多参数自适应轨迹跟踪算法识别所在道路的路面附着系数，利用CarSim-Simulink平台进行联合仿真。研究结果表明：路面识别算法的平均绝对百分比误差为12.77%,足够满足多参数自适应轨迹跟踪算法的需求；相较于传统线性时变MPC跟踪算法，低速工况下参数自适应轨迹跟踪算法在高附着系数和低附着系数的路面上，横向平均绝对误差分别降低了20.7%和24.6%;高速工况下横向平均绝对误差分别降低了66.2%和50.7%;综合所有试验，算法的计算时间减少了40.2%;在保障车辆稳定性的同时降低算法的计算时间。研究成果针对不同车速与附着系数对轨迹跟踪算法参数进行优化，利用自适应预...