A method for estimation of vehicle inertial parameters

In this paper, a new method is presented for estimating the current sprung mass inertial parameters of a vehicle, such as the mass, pitch and roll mass moments of inertia, and lateral and longitudinal centre of gravity locations. The method measures the sprung mass response when the vehicle is driven over an unknown and unmeasured random road profile. From these measurements, the equivalent free-decay responses are extracted and modal analysis techniques used to estimate the sprung mass natural frequencies, damping ratios and mode shapes. This information is combined with a simplified vehicle estimation model, least squares analysis and known equivalent stiffness parameters to estimate the vehicles’ inertial parameters. The results obtained from several simulation examples show that estimates of the inertial parameters generally have small relative errors.     

Effective assessment of tyre–road friction coefficient using a hybrid estimator

Vehicle stability and active safety control depend heavily on tyre forces available on each wheel of a vehicle. Since tyre forces are strongly affected by the tyre–road friction coefficient, it is crucial to optimise the use of the adhesion limits of the tyres. This study presents a hybrid method to identify the road friction limitation; it contributes significantly to active vehicle safety. A hybrid estimator is developed based on the three degrees-of-freedom vehicle model, which considers longitudinal, lateral and yaw motions. The proposed hybrid estimator includes two sub-estimators: one is the vehicle state information estimator using the unscented Kalman filter and another is the integrated road friction estimator. By connecting two sub-estimators simultaneously, the proposed algorithm can effectively estimate the road friction coefficient. The performance of the proposed estimation algorithm is validated in CarSim/Matlab co-simulation environment under three different road conditions (high-μ, low-μ and mixed-μ). Simulation results show that the proposed estimator can assess vehicle states and road friction coefficient with good accuracy.     

基于仿真的高速公路混合收费站通行能力确定方法

高速公路收费站通行能力直接决定了高速公路的通行能力,在总体上制约着公路的交通运行状况。随着电子收费系统(ETC)技术的推广和应用,大量人工收费车道和ETC收费车道并存的混合收费站随之出现,合理地确定混合收费站通行能力是收费系统设计的重要问题。分析了高速公路混合收费站中人工收费和ETC收费的交通流特性,结合现场实际调查数据标定参数并建立了VISSIM仿真模型,获得了收费站人工收费车道和ETC收费车道数在不同比例的情况下收费站的综合通行能力,并给出了收费站通行能力最优时,ETC交通量占总交通量的最佳比例。此外,研究还进行了收费站综合服务能力仿真研究,给出了在输入交通量一定的情况下,ETC交通量分别占10%、30%、50%的情况下收费站的服务能力。研究为混合收费站的合理通行能力确定,以及ETC车道开设方法提供了重要的参考。     

华北高速公路交通事故的日迹变化与气象要素的关联分析

通过整理华北高速公路3年(2007年3月～2010年2月)逐时的交通事故资料,并与同步气象要素资料进行日迹变化分析,可以看到平均交通事故的日迹变化呈双峰型分布特征。由此,按交通事故双峰型的时间段(5:00～12:00和13:00～次日4:00),分别以年度、春季、夏季、秋季和冬季的平均交通事故与同步气象要素的日迹变化进行相关分析,其中平均气温、平均风速和平均相对湿度与交通事故的相关程度都通过了相应的统计学检验(R>Rα=0.05和F>Fα=0.05),而且在夏季5:00～12:00的交通事故高峰过程中,交通事故与风速呈指数相关的系数高达0.992 3,相当于平均风速每减小1m.s-1,交通事故的增加幅度为0.28次。为将自动气象监测的信息更好地服务于高速公路的交通安全,设计出了高速公路交通事故的气象风险等级指标。由此可见,华北高速公路交通事故的日迹变化与气象要素的分析成果,可为高速公路交通安全提供客观的科学依据。     

几种常用公路交通噪声预测模式准确性分析

根据成温邛高速公路和成绵高速公路的交通量、车型及车速等监测数据,应用美国联邦公路管理局(FHWA)噪声预测模式、JTG B03-2006推荐噪声预测模式和HJ 2.4-2009推荐噪声预测模式,分别对两条高速公路进行噪声预测,将噪声预测值与实测值进行对比,分析在相同车流量、车型及车速等条件下各预测模式预测值与实测值的差值大小,并分析其原因,得出在高速公路交通噪声预测的准确性上,HJ 2.4-2009预测模式优于FHWA预测模式和JTG B03-2006预测模式。     

基于非稳态温度场解析解的沥青混凝土路面温度分布研究

研究以实测气象资料来预估沥青混凝土路面结构层内温度场的分布状况为目的.通过分析太阳辐射、大气温度两种主要影响参数,运用传热学理论建立沥青混凝土路面二维非稳态温度场解析方程.并在云南大理地区埋设温度传感器进行实时数据采集,对计算模型和实测数据相关关系进行了对比分析.最终在云南省不同温度分区基础上,计算得到不同路表温度的结构内部温度分布曲线.研究结果表明:建立的以太阳辐射和大气温度日变化规律为基础的温度场解析方程模型计算结果与实测结果相比,误差最大3℃左右;温度分布曲线反映出在不同路表温度时,结构内部一定深度内温度分布的规律性和温度梯度的改变趋势,能有效地帮助材料设计,计算结果证明了该模型的合理性和有效性.     

基于粗糙集和合理变权的公路网节点重要度测算方法

鉴于目前用于计算公路网节点重要度的方法主观性较强,本文提出基于粗糙集理论的知识属性约简并结合合理变权的公路网节点重要度测算方法。根据粗糙集理论强大离散数据处理功能,挖掘影响公路网节点重要度各影响因素之间的潜在关系,定量分析节点属性重要性,并确定属性的权值,同时采用变权综合决策的方法来计算公路网节点重要度,进而有效地避免常权在实际应用中忽略了准则之间的重要程度因方案准则的状态不同而发生变化的这一不合理现象。以苏州地区公路网为例,并与其他计算方法相比较,结果表明,该方法能够有效的计算公路网节点重要度,并在处理多节点、影响因素筛选及动态确定权重方面具有明显的优势。     

高速公路改扩建作业区的合理布设

目前我国相关规范并没有对高速公路改扩建作业区的布设做出相应的规定,施工中的一些不合理设置大大降低了作业区的通行能力和运行效率,并且存在诸多安全隐患。针对这一问题,运用交通仿真技术对双向四车道高速公路基本路段的通行能力以及作业区各主要控制区段（如预告段、合流段等）的长度进行研究分析,得到高速公路改扩建期作业区的长度设置标准和布设要求,为今后高速公路改扩建工程作业区的设置提供参考。     

顺置式吊杆锚固区受力特性与极限承载力研究

为掌握顺桥向设置的吊杆锚固区在吊杆力作用下的受力特性和极限承载力,以某在建斜拉-自锚式悬索组合体系桥为依托工程,利用ANSYS软件建立壳单元空间有限元模型,对锚固区在最不利荷载作用下的受力性能进行研究;并分别采用线弹性及非线性分析方法对吊杆锚固区极限承载力进行分析,讨论构件的受力情况。结果表明:在最不利荷载作用下,钢锚箱及钢锚梁应力较横隔板应力小;除钢锚梁与横隔板焊接处应力集中现象显著外,各构件应力分布较均匀;各构件顺桥向变形较大。不同极限承载力分析方法表明,此类结构采用壳单元建模进行极限承载力分析时应仅考虑材料非线性。建议在此类结构设计时,对于横隔板刚度不足问题应给予足够重视。     

双套拱塔斜拉桥索力张拉优化及控制

为研究双套拱塔斜拉桥施工控制技术,尤其是塔间索及斜拉索的张拉方案合理性及张拉控制方法,以小凌河大桥为背景,采用MIDAS Civil有限元软件建立该桥空间计算模型,进行施工过程的模拟计算,根据计算结果对拉索安装和张拉方案进行了优化。优化后,赋予塔间索初张拉无应力长度,二次调索时调整到成桥状态的无应力长度;斜拉索自内而外安装并张拉,索力小于250kN的斜拉索,调整其初张拉无应力长度使索力满足测量要求,其他斜拉索直接张拉到设计的无应力长度。监控结果表明,采用优化后的索力张拉方法对该类桥梁进行施工控制,整个施工过程中结构安全、受力明确,得到的成桥索力误差小。