Design of tyre force excitation for tyre–road friction estimation

Knowledge of the current tyre–road friction coefficient is essential for future autonomous vehicles. The environmental conditions, and the tyre–road friction in particular, determine both the braking distance and the maximum cornering velocity and thus set the boundaries for the vehicle. Tyre–road friction is difficult to estimate during normal driving due to low levels of tyre force excitation. This problem can be solved by using active tyre force excitation. A torque is added to one or several wheels in the purpose of estimating the tyre–road friction coefficient. Active tyre force excitation provides the opportunity to design the tyre force excitation freely. This study investigates how the tyre force should be applied to minimise the error of the tyre–road friction estimate. The performance of different excitation strategies was found to be dependent on both tyre model choice and noise level. Furthermore, the advantage with using tyre models with more parameters decreased when noise was added to the force and slip ratio.     

State estimation in roll dynamics for commercial vehicles

Accurate lateral load transfer estimation plays an important role in improving the performance of the active rollover prevention system equipped in commercial vehicles. This estimation depends on the accurate prediction of roll angles for both the sprung and the unsprung subsystems. This paper proposes a novel computational method for roll-angle estimation in commercial vehicles employing sensors which are already used in a vehicle dynamic control system without additional expensive measurement units. The estimation strategy integrates two blocks. The first block contains a sliding-mode observer which is responsible for calculating the lateral tyre forces, while in the second block, the Kalman filter estimates the roll angles of the sprung mass and those of axles in the truck. The validation is conducted through MATLAB/TruckSim co-simulation. Based on the comparison between the estimated results and the simulation results from TruckSim, it can be concluded that the proposed estimation method has a promising tracking performance with low computational cost and high convergence speed. This approach enables a low-cost solution for the rollover prevention in commercial vehicles.     

极高地应力区隧道地质特征及围岩变形机制研究

以某在建高速铁路隧道作为工程实例,结合地质情况,从初始应力、岩体结构和地下水分析了影响围岩的因素。运用理论分析和现场监控量测反馈结果等综合方法,从监控量测数据时态曲线特征、方向性、累计变化量、变形速率、时效性、现场围岩变形情况、隧道施工影响、变形段变形差异性等方面系统分析了极高地应力区隧道围岩变形特征及机制,并得出如下主要结论:1)极高地应力区围岩应力释放有一定的过程,不同的围岩应力释放的速度可能不同,爆破对围岩产生扰动,将一定程度加速围岩应力的释放。2)围岩地质条件不同,变形规律会表现出一定的差异性。3)围岩的变形机制,层状围岩的变形破坏一般形成几个区域:破坏区,崩塌,滑动滑移,张裂、弯曲及折断。4)本隧道围岩变形特征主要是由极高地应力和岩体结构综合决定的,隧道初期支护变形情况一定程度上是隧道围岩变形特征的有效反映。     

隧道衬砌可靠指标的优化求解方法

为解决JC法计算隧道衬砌可靠指标过程中极限状态选用方法的缺陷,通过随机有限元方法和Monte-Carlo法对时速350 km高速铁路双线隧道Ⅲa、Ⅳb型衬砌进行抽样计算,得到2种衬砌各截面偏心距平均值和变异系数; 通过对素混凝土和钢筋混凝土衬砌极限状态功能函数及其适用条件的分析,引入几何优化法,以约束函数表示功能函数的约束条件,建立可靠指标的优化求解模型; 选用寻优性能良好的Global Search函数,对2种衬砌各截面可靠指标进行优化求解,并与JC法进行对比,证明优化方法的优势。     

车辆动力传动系固有特性灵敏度分析及动力学修改

分析了车辆动力传动系无阻尼自由振动固有特性的灵敏度，特别给出了固有频率和振型对轴系刚度及惯量等物理参数的灵敏度。基于固有特性灵敏度分析，给出了动力学修改的计算方法。并以某重型车辆动力传动系为实例计算并分析了其固有频率和振型的灵敏度问题，在此基础上进行了动力学修改。     

气压ABS系统流量特性的实验研究

开发了气压ABS电磁阀测试系统，建立了气室充、放气过程压力变化的微分方程，结合两者研究了气压ABS系统的流量特性，获得了某中型客车ABS系统在不同情况下的流量系数。讨论了ABS电磁阀的结构参数和动作频率对整个系统流量特性的影响，并得到了几种典型动作频率下的流量系数。建立的气室压力模型和所求得的流量系数为气压ABS控制逻辑的设计提供了依据。     

预制空心板结构性能检验方法探讨

预制空心板常需要进行结构性能检验，即对构件进行承载力、挠度和裂缝宽度（或抗裂）检验，本文着重介绍了其检验荷载计算和加载程序。     

隧道危石识别及防控研究现状与发展趋势

隧道危石垮塌防控是隧道安全建设面临的重大理论与技术难题,针对危石垮塌机理复杂且缺乏有效的探测技术及方法,难以对其实现有效防控的问题,在系统整理国内外研究资料的基础上,从隧道危石地质调查、危石识别理论、危石监测及控制方法3个方面总结了隧道危石识别与防控的研究现状。在隧道危石地质调查方面,数字罗盘接触测量、近景摄影测量、激光扫描已成为支撑隧道危石地质调查发展的三驾马车,初步形成了基于结构面网络模拟的三维岩体结构信息集成分析方法;在隧道危石识别方面,危石静态及动态识别理论研究取得长远发展,初步形成了静-动结合的隧道危石稳定性判识方法;在隧道危石监测及控制方面,虽然做了一些工作,但尚未形成有效的隧道危石监测及控制技术方法。随后结合笔者团队正在开展的研究工作,系统阐述了现有隧道危石防控理论及技术的不足,并对隧道危石防控对策进行了相关探讨,认为隧道危石防控的研究重点和趋势有以下3点：物-钻-表三位一体的岩体结构探测方法;岩体结构模型跨尺度联合重构方法;隧道危石"点-域"同步监测及靶向控制技术。研究结果可为广大研究者和应用者提供了一个探讨的基本框架,并为本领域研究提供了一定的参考。     

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。