Active Controls in Ground Transportation — A Review of the State-of-the-Art and Future Potential

Active control systems offer significant functional advantages over passive systems; their introduction into production-line vehicles, however, is cautious and slow. This survey describes the recent progress in the analysis, design and technology of active controls in vehicles. It includes the state-of-the-art of their introduction into operation as well as their future potential in view of recent advances in technology and computer aided design strategies. The survey has been limited to suspensions for vehicles on roads and tracks.     

Active Controls in Ground Transportation — A Review of the State-of-the-Art and Future Potential

SUMMARY

Active control systems offer significant functional advantages over passive systems; their introduction into production-line vehicles, however, is cautious and slow. This survey describes the recent progress in the analysis, design and technology of active controls in vehicles. It includes the state-of-the-art of their introduction into operation as well as their future potential in view of recent advances in technology and computer aided design strategies. The survey has been limited to suspensions for vehicles on roads and tracks.     

城市机动车污染物排放总量调查

利用先进的GPS技术调查了宁波市不同道路汽车行驶工况,分析了城市机动车排放污染的状况及影响因素,重点讨论了机动车车型和汽车城市道路运行工况对机动车排放污染物的影响。对宁波市主要道路机动车流量进行了连续12h测量,并根据行驶工况和流量调查估算了宁波城市道路污染物排放总量。     

山区道路弯道上车辆自动减速系统分析、建模与设计

受弯道离心力影响,在弯道处车辆易发生侧滑和侧翻,山区道路转弯车道为交通事故高发区.车辆自动减速系统运用ITS技术自动控制车辆,使其能以安全车速通过弯道,避免交通事故发生.阐述车辆在转弯道处的运行机理,并对其在直线路段和曲线路段的运行情况分别建立数学模型,且对模型进行解析,以展现车辆自动减速系统的控制过程.通过对数学模型...     

路面抗滑性能影响弯道行车安全的仿真分析

为研究车辆制动工况下路面抗滑性能对弯道行车安全的影响,以车辆动力学分析软件AD-AMS为仿真平台,提出采用轮胎解析参数、整车参数、路面抗滑值构建耦合关联的车辆-轮胎-路面模型,在此基础上研究不同湿滑路面状态下弯道行驶车辆的运动学参数值变化情况,探索路面抗滑性能与表征行车安全风险的运动学参数值之间的关系.研究结果表明,路面抗滑性能影响车辆运动学参数值变化是诱发交通事故的主要因素.较低的弯道路面抗滑性能易使车辆在制动时出现急速横摆、甚至侧翻的交通事故;车辆两侧轮胎接地面抗滑值不均衡对弯道行车安全的影响高于对直道行车安全的影响,车辆极易在弯道制动时出现因抗滑值不均衡而无法保持有效转弯半径、进而冲出车道的交通事故.研究可为制定弯道行车安全的保障措施提供理论依据.      

浅淡超重超限车辆对城市道路的损害及应对建议

伴随着邯郸市容貌整治工作的大拆大建,城市道路也受到了超重超限车辆及特殊供料车辆的危害,该文就超重超限车辆如何对城市道路造成损害进行了剖析,并针对超重车辆压坏城市道路的现状提出了应对建议。     

面向智能车辆的现役道路设施行驶适应性研究综述

为了总结面向智能车辆的现役道路设施行驶适应性，即现役道路基础设施承载智能车辆行驶的适宜程度，阐述自主智能驾驶定义与驾驶自动化等级分类，在此基础上剖析不同等级间的人机功能差异，并分别从感知层、感知-决策层、决策-控制层探讨与道路设计要素相关联的人机功能差异，通过归纳总结智能车辆与道路几何要素、路面性能及其他道路要素(如道路标线)的相互作用机制研究，从道路工程角度及其他道路要素方面回顾该领域的研究现状，指出存在的问题和未来发展方向。研究结果表明：相比传统车辆，配置高等级自动驾驶系统的智能车辆对现役道路设施行驶适应性最高，主动安全系统次之，而驾驶辅助及有条件自动驾驶系统适应性不足。而目前研究主要问题包括：难以归纳、标定不同驾驶自动化等级间的人机功能差异及其对于道路设计参数的需求设计值；测试道路场景条件过于理想，考虑的驾驶自动化等级单一，试验规模和样本有限；道路几何、路面性能以及道路标志、标线等道路要素与智能车辆间的相互作用机制研究不足，缺乏与不同道路场景相匹配的智能车辆驾驶特征数据的获取手段。因此建议：重视并推动与道路设计要素相关联的关键人机功能差异指标信息共享；联合高保真且可交互的道路场景、高精度感知传感器物理模型、车辆动力学模型及微观交通流模型，利用测试场景自动化生成、极限工况场景搜寻与泛化等技术开展智能驾驶虚拟测试，突破现有研究的深度和广度；探索反映不同等级智能车辆的道路行驶适应性特征指标与评价标准，精准、有效地评估预测复杂道路场景及不利道路条件下的行驶适应性。     

车辆在曲线路段的交通粘性力学模型分析

分析曲线路段对道路通行能力的影响,将交通流比拟成流体流,运用流体力学理论,基于车辆的平均密度、平均速度及速度参数,求出车辆在曲线路段的粘性阻力,建立车辆在曲线路段的交通粘性力学模型。     

On the overriding issue of train front end collision in rail vehicle dynamics

A three-dimensional dynamic model of crashed vehicles coupled with moving tracks is developed to research the dynamic behaviour of the train front end collision on tangent tracks. The three-dimensional dynamic model consists of a crashed vehicle model, moving track models, a simple wheel–rail contact model, a velocity-based coupler model and the model of energy absorption and anti-climbing devices. The vector method dealing with the nonlinear wheel–rail geometry is put forward in the paper. The developed model is applicable in the scope that central collisions occur on tangent tracks at low speeds. The examples of the vehicle impacting with a rigid wall and the train front end collision are carried out to obtain the dynamic responses of vehicles. The overriding issue is studied on the basis of the wheel rise in train collisions. The results show that the second bogie of the first colliding vehicle possesses the maximal wheel rise. The wheel rise increases with the increase of vehicles. However, the number of vehicles has tiny influence on the overriding in train collisions at low speeds. On the contrary, the impact speed has significant influence on the overriding in train collisions. The wheel rise increases rapidly if the impact speed is close to the critical speed of overriding. The large wheel rise is principally generated by the great coupler force related to the rigid impact in the axial direction.     

交叉口安全视距与高架下交叉口设计

港口交通安全一直是制约港口的发展的重要隐患,港区道路上行驶的车辆多以大型车辆为主,对大型车辆交叉口视距进行分析研究可以得出较为适合港区道路情况的交叉口设计方案,并由此可以扩展到高架下平面交叉口的大型车辆交通安全问题,有关经验可供相关专业人员参考。     

基于交通流模型的道路权重计算方法研究

提出了一种基于交通流模型的计算道路权重方法。实施定点道路截面雷达试验并采集交通流信息,标定生成交通流速度-密度模型。通过此模型,利用出租车行驶数据库中各条道路车速数据计算各道路车流密度,根据各道路长度和密度推算道路权重。     

智能网联测试示范区多层级复杂交通流分配模式

技术的累积和科研的投入使得高等级自动驾驶在研究领域中不断突破,但自动驾驶车辆需经过覆盖多种场地的系统化测试以达到商用化标准。文章针对测试区管理要求建立了基于容量限制原则下针对区域非平衡模型条件非线性规划解法的多层级混合车辆的投放模型与分配优化方法。成果可为示范区不同智能化程度混合测试车辆交通投放分配提供标准方法与理论依据。     

基于无限长梁模型的车路振动耦合系统半解析解

针对无限长道路与车辆耦合系统响应计算复杂难题,考虑地基的弹性特性与道路不平度,建立基于无限长欧拉-伯努利梁模型的车路振动耦合系统。进而以车辆为参考点建立移动坐标系,提出通过积分变换推导耦合系统振动响应解析解的方法,并应用留数定理对其进行数值计算,获得车辆垂向位移、加速度、路面振动响应等系统响应的半解析解。与传统应用模态叠加法的有限长道路与车辆耦合响应相比,具有更高的计算效率与精度,系统参数化研究也证明了该半解析解的有效性。     

二级公路交通流特征对事故严重程度的影响

为有效管控二级公路的交通安全,定量刻画二级公路事故严重程度与交通流特征之间的关系,以元(谋)-双(柏)公路为研究对象,基于长期监测的交通事故数据及交通流数据,利用结构方程中的测量模型实现事故严重程度的量化计算,并运用Spearman分析法、决策树算法及随机森林模型选取影响事故严重程度的关键交通流参数,进一步采用多变量多项式比率法建立关键交通流参数与事故严重程度之间的关系方程,获取二级公路交通流特征对事故严重程度的影响关系。研究结果表明:①相比于事故率、受伤人数、死亡人数等指标,事故规模更能准确且全面地表征事故严重程度;②大车(指大客车、中型货车、大型货车、特大型货车、拖挂货车、集装箱车)平均日交通量、轻型车(指拖拉机、摩托车)平均日交通量、v/c、车速变异系数是影响二级公路事故严重程度的4个关键交通流参数;③各交通流参数之间存在相互作用关系,且不同参数对事故规模的影响程度不同;④当大车平均日交通量、轻型车平均日交通量、v/c、车速变异系数分别取200~340veh·d-1,200~380veh·d-1,0~0.1及0.7~0.77,0~0.15及0.6~1时,二级公路的事故规模较小;当大车平均日交通量、轻型车平均日交通量、v/c、车速变异系数分别取0~200veh·d-1,0~190veh·d-1,0.32~0.63,0.16~0.2及0.4~0.6时,二级公路事故规模较大。     

Handling Cut-In Vehicles in Strings of Cooperative Adaptive Cruise Control Vehicles

Cooperative adaptive cruise control (CACC) systems are a candidate to improve highway capacity by shortening headways and attenuating traffic disturbances. Although encouraging results have been obtained until now, a wide range of traffic circumstances has to be investigated in order to get reliable CACC systems driving on real roads. Among them, handling both vehicle-to-vehicle (V2V) communications-equipped and unequipped vehicles merging into the string of CACC vehicles is a commonly mentioned challenge. In this article, an algorithm for managing the transitions in response to cut-ins from V2V- or non-V2V-equipped vehicles is developed and tested using a string of four CACC vehicles. A CACC controller is implemented in four production Infiniti M56s vehicles and tested in real traffic, where non-V2V-equipped vehicles can cut in. The effects of a vehicle performing a cut-out are also investigated. Then responses to cut-ins by equipped and nonequipped vehicles are simulated for longer strings of vehicles using car-following models for both the production adaptive cruise control (ACC) system and the newly developed CACC controller. Results demonstrate that the CACC system is able to handle cut-in vehicles without causing major perturbations, while also reducing significantly the impact of this maneuver on the following vehicles, improving traffic flow.     

基于二元Logistic模型的城市道路交通事故严重程度分析

为从多维度精准剖析影响城市道路交通事故严重程度的因素，选取了我国某城市2018—2020年交通事故数据库中的4 587条数据作为研究对象，基于二元Logistic模型，从人、车、路、环境这4个方面，分别针对财产损失事故、伤人事故、死亡事故建立了模型。深入分析了道路物理隔离位置、路侧防护设施类型等因素对事故严重程度的影响，并利用Hosmer-Lemeshow检验和一致性检验对模型有效性进行验证。结果表明:①道路物理隔离的空间位置对事故严重程度有显著影响，仅布设中心隔离设施发生死亡事故的概率是同时布设中央和机非隔离的2.304倍。在有中心隔离设施的高等级道路中，增设机非隔离设施能有效降低事故发生的概率。②路侧防护设施类型为行道树、绿化带时，发生死亡事故的概率分别是金属护栏的1.982倍、1.648倍。与金属护栏相比，行道树更容易引发严重事故。③夜间无路灯照明发生死亡事故的概率是夜间有路灯照明的1.808倍，夜间无路灯照明是导致死亡事故的重要因素之一。④受过高等教育的驾驶人发生财产损失事故和伤人事故的概率较高，受过中等教育的驾驶员发生死亡事故的概率较高；受过中等教育驾驶员发生死亡事故的概率是高等教育驾驶员的2.049倍。研究深入分析了影响城市道路交通事故的显著因素及其对事故的影响，为事故严重程度的精细化分析提供了理论支持，为交通规划与管理部门提供了决策依据。      

城市道路交通组织设计探讨

城市道路交通组织设计是在道路规划、设计中对道路交通流的方向预先进行组织设计,关键在于把城市各级道路所组成的“区域路网”作为一个不停运行的“有机整体”来考虑。机动车交通组织设计应遵循按道路等级分级组织交通的原则,每一级道路应只吸引比它低一级道路的交通流,并向它的上一级道路输送交通流,支路在合适的情况下可组织单向交通,路口尤其是异形路口的交通组织是设计的难点。在路口和大型交通集散点行人和非机动车的交通组织应给予充分的重视。     

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。     

车辆振动对公路路基健康检测面波法的影响分析

面波法在建设前和建设期间的公路路基勘测技术早已成熟,但用此技术对正在运行的公路路基进行健康检测的研究尚无先例。交通车辆的振动噪音阻碍了人们对公路路基定期进行无损检测的尝试,从而不能对潜在问题采取预警措施。通过一系列实测数据,经对比有无车辆时的面波记录,并分析两种状态下面波记录组成频率的不同,总结正常运行状态下公路路基健康检测的面波法经验与建议。通过有无车辆时面波法所得路基土层力学特性的对比进一步证明了本文所给经验和建议。