燃料电池船舶舱内氢气泄漏数值模拟研究

燃料电池船舶运载着大量氢气作为燃料,在给船舶带来动力的同时,也因其易泄漏、爆炸等特性对船舶安全带来了威胁.针对船舶燃料电池舱内发生氢气泄漏的情景,选取目标船舶建立其燃料电池舱三维几何模型,并基于理想气体模型和氢气泄漏参数,计算出氢气从管道的泄漏值.再基于流体计算软件Fluent,选取适合的气体扩散模型,通过边界条件的设置,开展对舱门开闭和通风口状态的联合通风条件下氢气在舱内的扩散过程的瞬态数值仿真实验,并对不同条件下的舱内氢气浓度分布和发展规律进行了对比分析.仿真结果表明,在舱室上方的4个角落处,氢气的聚积浓度更高,是氢气探测器安装的最佳位置;在通风口保持自然通风的条件下,打开舱门可以使氢气的最终浓度降低20%左右;在单个通风口采用强制通风的通风量达到6 m3/s时,燃料电池舱内的氢气向其他舱室的扩散浓度可以维持在4%的安全浓度以下,且整个舱室的氢气浓度都可以保持在一个较低的水平,而继续增大通风量对氢气浓度的降低效果并不显著.     

先进驾驶辅助系统的接受程度及其影响因素分析

研究驾驶人对驾驶辅助系统(ADAS)的接受程度及其影响因素,有利于ADAS的推广和功能改善.招募46名被试,分2次驾驶未安装和安装有ADAS的车辆,行驶于武汉市典型道路各105km,并完成驾驶人基本信息和关于ADAS接受程度问卷.基于技术接受模型(TAM)分析驾驶人对ADAS的接受程度,应用方差分析方法研究驾驶人对ADAS接受程度的影响因素.结果表明,43名驾驶人对ADAS的接受程度均值为80.9%(SD=0.191);驾驶人的性别、年龄和驾驶经验对ADAS的接受程度没有显著性影响;ADAS类别对驾驶人的接受程度有显著性影响,驾驶人对于FCW系统的接受程度较高,而对LDW系统接受程度较低;道路类型对驾驶人的接受程度也有显著性影响,驾驶人在城市道路上对ADAS的接受程度最低.     

路锥投收自动控制系统的研制

针对高速公路交通事故现场快速隔离、警示和防护等日益增强的需求,提出一种新型路锥自动投收装置的系统设计方案.针对传统大型路锥投收装置费用高、结构复杂的弊端,利用虚拟样机技术开展紧凑型路锥自动铺设、回收一体化装置的机械结构的设计,包括路锥的叠置、拾取、传送、放置等机构.并利用Pro/E、ADMAS等仿真软件进行仿真测试.基于ARM提出嵌入式的系统总体设计方案:以uCOS-II操作系统为平台,以STM32系列单片机为CPU,完成控制器的软硬件设计,并采用"S"型加减速控制曲线策略实现电机的平滑控制.基于Android开发了操作方便、友好的人机交互接口,以"蓝牙"作为上下位机的通信桥梁,以RSA算法作为上下位机数据交互中的安全的保障.实车测试结果表明,该设计方案的路锥投放与回收成功率均达到95%,基本符合要求.但高、低速时路锥投放、回收的成功率差异较大(6%),此外,路锥的倒伏率达到5%,该单项指标基本不满足设计要求.     

以安全为导向的道路养护评价模型研究

为了完善道路养护评价体系和改善目前道路养护过程中考虑因素不足的问题,根据道路差异性将平面交叉口和路段作为2个评价对象,基于影响道路安全的5个主要影响因素采用4层次的层次分析法建立了更加客观全面的道路安全养护评价体系,并针对各项指标建立了对应的评价标准,通过Kendall′s W法验证了标准的合理性,采用综合指数法建立了道路安全养护评价模型,并通过主成分分析和权值因子判断表2种方法对模型的参数进行标定.为了验证模型的合理性和优劣性,选取上海市蕴川公路、宝安公路、S20等道路通过专家打分和现场试验对模型进行了检验,实验结果表明建立的评价模型与专家打分结果具有良好的相关性,相关系数均高于0.737,将模型与其他模型进行对比试验,通过比较相关系数 R2证明了模型具有更优的评价结果.     

基于SVM的水上交通事故严重程度的影响因素研究

为研究水上交通事故中事故严重程度的影响因素,减小水上交通事故发生时的人员伤亡及财产损失,对2015-2016年的水上交通事故统计数据的分析.选取了水上交通事故数据中的船舶类型、事故发生时间、地点、船舶吨位、能见度和风力等级等相关因素建立了事故信息库.根据水上交通事故造成的人员伤亡数量和财产损失的大小,将事故严重程度分为3个等级,并建立了基于支持向量机(SVM)的三分类模型.然后通过交叉验证以及网格搜索算法优化SVM分类模型的惩罚参数和核函数参数,得到最优的分类模型.模型建立后,利用SVM-RFE算法求解上述影响因素对事故严重程度的权重值并排序,筛选出对于事故严重程度影响最大的因素.结果表明,支持向量机三分类模型总体分类准确率可达70% 以上;同时自沉事故、渔船事故和秋季发生的事故易造成较大的人员伤亡;危化品船舶,内河发生的事故和渔船易造成较大的财产损失.     

几何设计对快速路立交匝道行车安全性的影响

由于城市快速路转向交通流量大、线形设计标准低,快速路立交匝道成为交通事故的多发点。利用上海市快速路3年事故数据和交通流量检测数据,以上海市浦西地区快速路立交匝道为研究对象,根据车辆在匝道上的行驶特征以及车辆交互特性,将立交匝道划分成出口段、衔接段和入口段及左转匝道、右转匝道等5个研究单元,针对各单元分别建立负二项模型分析匝道几何设计及其组合参数、交通流特征对于安全的影响。结果表明,出口段及入口段的安全性与几何特征的联系较为紧密;迂回式左转匝道相较于右转匝道受几何线形影响大;流量越大、长度越长,事故风险越高,但出口段的长度与事故发生呈负相关关系;出口处为直线、入口处存在长直下坡路段、入口处线形与主线差异大的立交匝道安全性差;迂回式左转匝道上存在过小半径曲线,特别是将小半径曲线设置在出口处,会极大增加事故几率。     

改扩建高速公路中央分隔带封闭区交通标志适用性评价研究

高速公路改扩建项目中老路中央分隔带的保留增加了潜在行车风险,交通标志牌作为传递道路信息的主要手段,其设置是否合理对于行车安全至关重要.从驾驶入的认知原理出发,通过分析标志牌信息量与标志视认时间的关系,量化了标志视认距离,在此基础上结合高速公路改扩建后最不利条件下的车辆换道过程,提出了基于驾驶人视认性和换道操作舒适性的交通标志适用性评价方法,从而对改扩建高速公路中央分隔带封闭区设计的新型交通标志进行评价.案例评价结果表明,该高速公路改扩建中央分隔带封闭区交通标志方案能有效诱导驾驶人安全、舒适的出入中央分隔带封闭区.     

基于集成法的高速铁路运营安全综合评价

针对高速铁路安全运营问题,采用集成法进行了综合研究.从“人员—车体—轨道及设备—环境”角度对影响高速铁路安全的因素进行分析,建立高速铁路运营安全的评价指标体系,对高速铁路运营安全进行了评价研究.针对高速铁路运营过程中影响因素进行系统分析,结合结构熵权法、灰色聚类法、模糊评判法的适应性特点,将不同的方法运用到高速铁路运营安全评价的不同步骤中,构建了高速铁路运营安全集成评价方法.将该方法应用于京沪高速铁路运营安全评价,分别对2011~2013年铁路运营安全数据进行采集和计算,结果显示各年京沪高速铁路运营安全值分别为6.141 8,6.314 9,6.694 1,表明京沪高速铁路运营安全状况处于安全等级,且安全值逐年上升,评价结果较为直观的反映了高速铁路运营安全的态势,表明该方法在高速铁路运营安全综合评价应用中有较好的实用性.     

基于云模型的连续下降最后进近(CDFA)过程的安全裕度研究

随着 CDFA 技术在我国民航运营中的广泛采用,对该技术的安全性研究显得尤为重要.本研究对 CDFA 过程中关键操作步骤的安全性进行分析,建立了 CDFA 安全裕度的评价模型,并运用云模型算法进行 CDFA 过程的安全性分析.在对国内外相关文献研究分析的基础上,分别对 CDFA过程中的常规状态、非常规状态和机组配合交流三方面的安全性进行了分析.根据机组成员工作负荷和安全裕度之间的关联性,建立指标体系评价模型.运用云模型算法,计算各项指标评价结果的云模型参数,并采用 Matlab 软件生成对应的云模型分布图.研究结果表明:连续进近过程中,机组配合交流问题的云分布介于4.76~8.99之间,明显高于常规和非常规状态下的云分布,因此当机组配合交流出现问题时,飞行员执行该过程的工作负荷会明显提高.     

高速紧急转向对大客车侧翻稳定性影响的研究

为了研究大型客车驾驶员不同的紧急转向操作对客车行驶安全性所产生的影响,利用Trucksim 软件,采用仿真建模的方法,选用轮胎载荷转移率 LTR 作为分析指标,通过多组不同路面条件、行驶速度和转角幅度下的车辆动力学的仿真试验,定量地比对分析了不同的紧急转向操作对大客车侧翻稳定性的影响。仿真结果表明,在干燥路面上,行驶速度和转角幅度与客车的侧翻稳定性呈负相关,即行驶速度越高,转角幅度越大,LTR 越趋向于1。而在湿滑路面上,行驶速度和转角幅度与客车的侧滑稳定性呈负相关,即行驶速度越高,转角幅度越大,车辆越易发生侧滑。此外,客车在第2次回转时的侧翻风险性或侧滑风险性显著高于第1次紧急转向时的风险。