车辆荷载特性影响下的碰撞时间分布规律

受车辆荷载特性影响的碰撞时间(Time-To-Collision, TTC),被认为是车辆避撞系统中跟驰过程风险评估的有效指标.本文以车辆类型、超重和超速指标量化表征车辆荷载特性,分解前后车辆不同荷载特性组合的12类跟驰场景.基于动态称重技术获取融合荷载特性的交通流数据,分析车辆荷载特性对自由流交通状态下12类跟驰场景TTC分布的影响,利用KS 检验对比TTC分布的显著性.结果表明：TTC累计频率分布服从指数模型,在5%置信度水平上,跟驰前后车的车辆类型对TTC分布无显著影响;前后车均为超重轻车显著增加了潜在冲突风险,超重增加了轻车跟驰重车,轻车跟驰轻车场景的潜在冲突风险;前后车不超速跟驰场景下,轻车跟驰重车的风险比例高于轻车跟驰轻车.     

检查井及井周路面影响下的车辆荷载动态特性

为分析车辆经过检查井及井周路面时的车辆荷载动态特性,采用井周路面病害调查的方法确定了井周路面病害类型及范围;考虑井盖的变形和振动,建立了车-井盖耦合多自由度振动模型;分析了车辆荷载冲击系数随时间变化的规律及影响因素。研究结果表明：在检查井及井周路面平整度激励作用下,车辆由井周路面驶入正常路面时车辆荷载冲击系数达到最大值,此时车辆荷载为静载的1.35倍;各因素对车辆荷载动态特性影响程度从大到小排序为：井周路面病害导致的高差>检查井沉陷量>坡度变化率>行车速度>井盖刚度系数。由此可见,车辆经过检查井及井周路面时路面的平整度大小是(井周路面病害导致的高差、检查井沉陷量和坡度变化率)导致车辆荷载冲击效应是否显著的原因,也是井周路面频频破坏的主要因素之一。     

高速公路意外事件影响下的车辆跟驰模型

应用智能主体技术, 针对双向四车道高速公路意外事件影响下的车辆跟驰行为, 建立了基于智能主体的车辆跟驰模型, 利用西部高速公路交通调查统计的数据, 对车辆主体的间距愿望进行了定量分析, 利用比例微分控制确定车辆主体的加速度响应, 建立了不同加速度队列的逻辑意图, 使模型的加速度响应符合车辆的动力特性。利用开发的EAD-Simulation系统, 在特定和随机两种不同过程下对模型进行的测试表明: 利用智能主体技术描述高速公路意外事件影响下的跟驰行为, 可充分发挥其个性、自治性和自适应性的特点, 在主体的属性描述中利用比例微分控制“类阻尼”的特性, 可有效地对车辆主体的稳定性进行控制。     

考虑多前车反馈的智能网联车辆跟驰模型

基于智能网联车辆(Connected Autonomous Vehicle, CAV)跟驰特性,本文研究CAV跟驰模型.考虑多前车电子节气门角度反馈,构建CAV跟驰模型,并应用稳定性分析方法,推导所提模型稳定性判别条件.以考虑3辆前导车的CAV跟驰模型为例,设计数值仿真实验,分析不同CAV比例时混合交通流的安全性.模型稳定性分析表明：所提模型相比已有模型(CAV的T-FVD模型及常规车辆FVD模型)具备更优的稳定域,且考虑前车数量越多、多前车反馈权重系数越大,所提模型的稳定性越好;相同取值条件下,距离越远处的前车反馈权重系数对所提模型稳定性的影响越大.数值仿真表明,CAV有利于降低交通流的车辆尾部碰撞安全风险.     

车辆离散特性研究及仿真

针对目前有关分车道行驶的方案,对不同车辆行驶速度特征进行的研究,以及对不分车道行驶和分车道行驶两种情况下的车辆运行状况进行的有效仿真,可为当前公交优先通行提供较好的理论基础.     

与车辆跟驰理论统一的一维交通流动力模型研究

从交通流的连续性假设开始将交通流中的每一个参数(包括交通压力)都在流体流中 找到了恰当的比拟.通过理论推导,得出了类似一维可压缩理想流体流动的交通流连续性方 程、欧拉微分方程和动量方程.并从一维定常交通流的分析研究中,得出了交通压力的数学表 达式.从而得出了由连续性方程、欧拉微分方程、交通压力表达式和状态方程构成的一维交通 流动力模型,论证了该模型与车辆跟驰理论是统一的.     

基于最优间距的车辆跟驰模型及其特性

为真实地反应车辆跟驰机理,假设在跟驰状态下,驾驶员倾向于保持最优跟驰间距,在分析最优间距函数的基础上,建立了车辆跟驰模型(optimal distance model, ODM).利用NGSIM数据,对ODM模型和经典Gipps车辆跟驰模型进行参数标定和评价.用仿真方法分析了ODM模型再现宏观交通流现象的能力和加速度特性.研究结果表明:与Gipps模型相比, ODM模型的加速度、速度和距离的仿真精度分别提高了0.36 m/s2、0.99 m/s和0.73 m,并能够再现实际交通流中稳定车流和冲击波等交通现象;在稳定交通流中, ODM模型总是趋向于使车辆间距等于最优跟驰间距,或在其附近小幅度波动.      

临近交叉口的车辆跟驰换道行为研究

临近交叉口的车辆往往呈现出复杂多样的跟驰换道行为.基于二维最优速度(OV)交通流模型,本文构建了一个改进的双车道车辆跟驰换道模型,以刻画交叉口前路段上的车辆跟驰换道机制及车流宏观特征.借助模型分析了换道车辆比例、换道期望参数和跟驰安全距离等对交通流宏观特征的影响.结果表明:换道车辆比例对通过停车线的进口道流量有负面影响,换道行为越多,进口道流量越小.换道期望参数越大,换道成功率越大;当道路拥堵时,增大换道期望会减少进口道流量.增大安全距离,容易提升换道成功率但会减小进口道流量,同时促使拥堵发生.     

桥梁动荷载特性

引起桥梁结构产生振动的荷载,主要是经常行驶于桥上的各种车辆荷载,此外,还有风动荷载和地震荷载等。上述各种荷载产生的动力荷载大致可概括为三种类型．即冲击荷载、振动荷载以及二者联合作用的动力荷载。     

正面碰撞试验中安全气囊展开的时间特性

安全气囊是汽车约束系统的重要组成部分.为了使安全气囊在碰撞事故中能够很好的保护乘员,在车辆安全系统的开发阶段需要进行大量的安全气囊匹配试验.汽车正面安全气囊匹配试验主要包括100％重叠正面碰撞试验、40％偏置碰撞、30.角碰撞、正面柱碰撞和钻入碰撞等.在气囊的匹配试验中,需要对气囊展开的时间特性进行分析,以便不断优化约束系统的设计,达到在交通事故中保护车内乘员的目的.     

研究降雨事件对交通流时空特性的影响

在自然环境因素中,降雨事件对交通流时空特性有显著影响,对其量化有助于掌握雨天交通流时空特性的变化规律.为规避其他因素的影响,提出了对比各降雨事件下交通流时空特性分布统计量的量化方法.采集和处理状态值数据和降雨量数据,计算交通流时空特性值;根据降雨量大小,划分降雨事件等级;研究各降雨事件下交通流时空特性的分布类型,当分布类型一致时,通过对比分布统计量,量化降雨事件的影响;根据各降雨事件下交通流时空特性,绘制交通流时空特性Moran散点图,分析道路类型的转变方向和程度.研究表明,降雨事件等级与交通流状态值呈显著负相关,且降雨事件发生时,道路类型总体由低失效道路向高失效道路转变.     

陕西省高速公路轴载特性区域划分

路面结构设计中一般是结合实测轴载数据计算累计当量轴次,但是新建和改建路面设计中实测轴载数据的调查往往难以实现,导致预测交通量无法准确表征实际交通状况。针对此问题,通过对陕西省18条高速路段的车流量数据和6条典型高速路段的实测轴载数据进行比对,分析其车型分布规律、轴型分布规律以及轴载分布规律的区域特征,为利用轴载特性相似区域的已知轴载调查数据预测交通量提供理论依据。研究结果表明:西安周边地区小客车占比明显高于其他类型车辆占比,通往外省地区拖挂车占比与小客车占比接近;西安周边地区以轻型拖挂车为主,通往外省地区以重型拖挂车为主;2个区域的超载比例差异明显,通往外省地区高速路段的超载比例多数是西安周边地区的2倍。     

高速公路施工区路段车速分布特性研究

以双向四车道高速公路行车道封闭施工区路段的车辆实测速度数据为分析对象,利用单样本K-S 检验方法对各检测断面大型车、小型车的车速分布形式进行了检验, 利用概率密度曲线分别拟合了不同检测断面大型车、小型车的车速分布,定量分析了施 工区内不同交通控制区域的车速分布形式及其变化规律,并分析了不同交通控制分区对 车速分布的集中趋势和离散程度的影响.结果表明,高速公路施工区路段车速服从正态分布,施工区交通控制分区对车速集中趋势和离散程度影响显著.研究成果为高速公路施工 区交通安全管理和车速控制提供科学依据和数据支持.     

基于扰动传播特征的随机Newell跟驰模型

为研究快速路场景下小汽车跟驰行为,本文从北京市快速路交通流视频中提取高时间分辨率的机动车运行轨迹数据.统计发现,在不同跟驰速度下,小汽车车头时距均服从对数正态分布;利用动态时间规整算法提取小汽车的反应时间与扰动传播速度等特征参数,分别标定其概率分布函数,证明跟驰过程中小汽车的反应时间分布峰值和数学期望分别为1.0 s 和1.57 s;在挖掘反应时间、扰动传播速度与车头时距量化关系的基础上,建立基于交通扰动传播特征的随机Newell跟驰模型,并标定得到分速度区间的模型参数.仿真结果表明,本文提出的随机Newell跟驰模型能有效刻画跟驰行为与扰动传播间的关联特征,同时生成符合预期的交通流基本图.新模型能够为跟驰行为随机特征对交通状态的影响研究(如交通流陡降、宽移动阻塞等)提供支持.     

驾驶模拟器运动系统对跟驰行为平稳性影响分析

跟驰过程中跟驰车速、跟车间距的波动性表征了驾驶员跟驰行为平稳性.利用8自由度高逼真驾驶模拟器,通过开启关闭运动系统构建动静态模拟器,分析运动系统对不同跟驰状态下驾驶员跟驰行为平稳性的影响.动态模拟器相对于静态模拟器对比结果表明:加速跟驰状态下,跟驰车速、跟车间距平稳性分别提高了12.5%和27.4%;减速跟驰状态下,跟驰车速、跟车间距平稳性分别提高了27.4%和22.9%;稳定跟驰状态下,在跟驰车速为10 km/h、40 km/h和80 km/h时,跟驰车速平稳性分别提高了30.7%、22.2%和17.6%,跟车间距平稳性分别提高了23.6%、37.9%和17.0%.显著性检验结果表明:在跟驰车速为40 km/h的稳定跟驰状态下,跟驰车速和跟车间距在动静态模拟下的平稳性存在显著差异;加速跟驰状态下,动静态模拟器下驾驶员跟车间距平稳性存在显著性差异;减速跟驰状态下,动静态模拟器下驾驶员跟驰车速平稳性存在显著性差异.研究成果为开展驾驶模拟实验的动静态模拟器的选择提供了参考.     

基于扰动传播特征的随机Newell跟驰模型

为研究快速路场景下小汽车跟驰行为,本文从北京市快速路交通流视频中提取高时间分辨率的机动车运行轨迹数据.统计发现,在不同跟驰速度下,小汽车车头时距均服从对数正态分布;利用动态时间规整算法提取小汽车的反应时间与扰动传播速度等特征参数,分别标定其概率分布函数,证明跟驰过程中小汽车的反应时间分布峰值和数学期望分别为1.0 s 和1.57 s;在挖掘反应时间、扰动传播速度与车头时距量化关系的基础上,建立基于交通扰动传播特征的随机Newell跟驰模型,并标定得到分速度区间的模型参数.仿真结果表明,本文提出的随机Newell跟驰模型能有效刻画跟驰行为与扰动传播间的关联特征,同时生成符合预期的交通流基本图.新模型能够为跟驰行为随机特征对交通状态的影响研究(如交通流陡降、宽移动阻塞等)提供支持.     

我国公路桥梁设计规范中车辆荷载标准的发展历程

公路桥梁设计荷载是公路与桥梁设计的重要技术指标。从不同的历史时期我国车辆荷载标准及模式来看．它不仅反映了我国公路运输车辆载重和国民经济的发展,还体现了我国公路桥梁设计理念和设计方法的逐步完善及其科学化和合理化。     

重型车辆对路面的振动冲击荷载

通过建立车辆动力学模型,研究轴重、速度和胎压对车辆动荷载的影响,并得出有益结论,这对于路面早期病害的防治具有重要的参考价值.