弯道路段货车复杂运动惯性荷载特性与机制研究

弯道路段货车运动惯性荷载具有显著的振荡冲击特性,基于车辆多体系统TruckSim动力学仿真方法结合货车荷载现场试验,定义了5类标准弯道类型和荷载特性表征参数,重点对弯道类型、半径、车速和驾驶行为等因素组合对运动惯性荷载的影响开展了研究。研究显示弯道路段货车运动惯性荷载具有分岔、多种运动模式和振荡效应等复杂特性以及偏载、荷载多向组合和冲击基本特性。分岔特性是弯道路段最重要的荷载特性,与车辆速度、弯道半径和超高存在复杂的耦合关系,且具有临界速度效应。弯道路段车辆存在侧向运动、侧倾运动和横摆运动等多种运动模式,并通过悬架弹簧诱发产生复合运动惯性冲击荷载,对于S型、同向型、反向型和广义型弯道存在纵向加减速、制动运动以及多次摇摆运动,且在出弯后荷载具有振荡效应。分岔行为、偏载和过大惯性冲击是诱发弯道路段过早复杂破坏模式和磨损的主要成因,并给出了荷载分岔计算方法、偏载、竖向和水平侧向冲击系数值域,以期为路面设计和管理提供支持。

凝冰路面弯道路段停车视距计算方法

考虑到我国公路路线设计规范中停车视距计算未涉及弯道参数及路面凝冰引起的路面摩阻系数降低等严重危害车辆行驶安全的因素,以AASHTO模型为基础,通过分析弯道路段车辆行驶时的受力、路面摩阻系数、超高、圆曲线半径等因素推导了凝冰路面弯道路段停车视距计算模型,得出了最不利情况下凝冰路面弯道路段停车视距参考值。当路面发生凝冰现象时,若车辆以交通安全法规规定的冰雪路面最高车速30 km/h行驶,通过对比该行驶速度下凝冰路面弯道路段停车视距与我国规范规定的停车视距可知,没有发挥道路的最大通行能力。以现有道路设计采用的停车视距反算出在役路面发生凝冰现象时的安全行车控制速度,为凝冰路面弯道路段车辆安全行驶控制提供参考。

基于心理场理论的高速公路弯道路段车辆跟驰建模与仿真

弯道是高速公路的事故频发路段,是道路交通安全与交通控制仿真领域研究的热点问题。通过引入时间距离概念,基于心理场理论构建驾驶员心理场等势线,设计了驾驶人的高速公路弯道路段心理模型框架。提出改进车头间距的优化策略,以提高该类工况下车辆跟驰模型的自抗干扰能力。基于CarSim和Matlab进行了系统建模和数字仿真。结果表明,考虑驾驶员心理场效应后,弯道路段车辆跟驰模型具有更好的鲁棒性,车辆速度、加速度及车间距变化更加平顺。

山区公路弯道路段汽车最小轨迹半径分布特性

分析了车辆真实行驶轨迹的形成机理,提出了弯道路段车辆行驶轨迹最小半径的概念,并以此作为评估车辆行驶安全性的研究思路。以实车试验数据为依托,分析了不同弯道半径区间下汽车最小轨迹半径与弯道半径的差异特性。结果表明,弯道半径与汽车在该弯道上的轨迹半径的差异性较为显著,且随着弯道半径的增大,该差值的离散程度持续降低。

浅谈弯道路段车辆安全行驶的速度要求

在车辆已经成为人们出行必备的交通工具的情况下,为了能够保证人们安全行驶车辆,应当对不同路况下车辆如何做到安全行驶予以研究。基于此,文章将立足于弯道路段,着重分析弯道路段车辆运行速度变化特性,进而研究弯道路段车辆安全行驶的速度要求,希望能够提示驾驶人在弯道路段上注意限速,避免出现交通事故。

高速公路弯道路段车辆紧急避撞安全换道模型

针对高速公路弯道路段安全换道问题,本文中基于侧向速度正态分布拟合方法,建立了考虑人车路相互作用的高速公路弯道路段车辆紧急避撞安全换道模型,并依据车辆安全避撞位置关系,提出了车辆弯道换道的安全性约束条件,获得了车辆制动换道方式下的车辆最小避撞安全距离。通过与传统模型和2自由度车辆动力学模型仿真对比,结果表明,该模型能较准确地描述车辆弯道路段换道运动轨迹和计算车辆避撞最小安全距离。车辆弯道避撞安全换道模型充分考虑了人、车、路之间的协同关系,为智能车辆与辅助驾驶的研究提供了参考。

基于曲率感知的高速公路隧道弯道路段调控方法研究

为定量分析高速公路隧道弯道路段不同半径条件下,线形诱导标志和反光环对驾驶员曲率感知的影响,基于室内仿真试验,选取20名驾驶员作为被试,分别测量驾驶员在不同试验场景条件下的弯道错觉程度,并对试验数据展开分析。试验结果表明:1)采用线形诱导标志的隧道弯道视线诱导方法,驾驶员弯道错觉表现为高估弯道半径,且仅在半径为200~400 m条件下,具有较好的诱导效果,弯道错觉程度小于7%;同时,驾驶员的弯道错觉程度与隧道弯道半径显著正相关,与线形诱导标志的可见个数显著负相关。2)采用反光环的隧道弯道视线诱导方法,驾驶员的弯道错觉程度仅与反光环的可见个数存在显著负相关,且随着可见反光环布设个数的增多(4~6个),会导致驾驶员低估半径的错觉程度过大(>-20%),不利于驾驶员安全行车。3)在隧道弯道路段(200~1800m),当可见反光环为3个时,不同半径下的弯道错觉程度均小于布设线形诱导标志的方案(小于5%)。因此,采用在隧道弯道路段布设3个可见反光环的方法更有利于提高驾驶员的曲率感知能力。

基于风险矩阵的干线公路弯道路段交通冲突风险评估模型

为评估干线公路弯道路段(AHBS)交通冲突风险,基于交通冲突前5 min集计交通流数据、冲突路段道路线形特征和行车环境数据,分别建立交通冲突可能性及严重度评估指标体系。集成运用随机森林模型和多层次模糊综合评价法分别确定交通冲突可能性和严重度等级,进而采用风险矩阵法确定交通冲突风险等级。以云南省元双干线公路为例进行验证。结果表明:基于随机森林模型的交通冲突可能性预测准确率达到84.21%,所提模型能有效评估AHBS交通冲突风险,为干线公路交通事故治理提供理论依据。

山区公路弯道路段小型车自然行驶状态下的速度特性

针对山区公路弯道多事故的特点,以福州宦溪镇至鼓岭景区山区公路为研究对象,使用无人机航拍记录小型汽车以自然行驶状态通过弯道路段的运行情况,并使用AE和Autocad软件获取车辆连续轨迹和速度变化资料,分别用平均行驶速度和85%位速度与弯道半径及纵坡等进行多项式关系模型拟合.结果表明:车辆入弯至接近曲中阶段,小型车减速情况与某速度临界值相关,接近曲中至出弯阶段车辆运行状态随半径、坡度变化表现出不同的运行状态;弯道坡度较小时,上坡平均速度和85%位速度均略高于下坡时的值;半径较大弯道,平均速度、85%位速度明显高于半径较小弯道;平均速度和85%位速度与半径及纵坡均满足多项式关系,且使用平均速度拟合相关性更高.

山区公路小半径弯道路段事故严重度影响因素及其异质性比较分析

为分析影响山区公路小半径路段典型事故的严重程度的相关因素及其异质性效应,基于某山区双车道公路1067起交通事故数据,从驾驶员、车辆、道路和环境4个方面选取15个潜在特征变量,采用二项Logit模型和随机参数二项Logit模型,分别构建小半径弯道路段上追尾碰撞、正面碰撞和侧面碰撞3类典型事故的严重度分析模型,分析3类典型事故严重度的显著影响因素,并采用边际弹性系数量化分析影响因素的作用强度。结果表明,小半径弯道路段上不同形态事故的严重度影响因素存在明显差异:①追尾碰撞严重度的显著影响因素依次为摩托车、夜间、弯道转角、驾驶员年龄、季节,摩托车和冬季分别是服从(2.716.1.564^(2))和(-1.495,2.116^(2))正态分布的异质性影响因素,导致发生伤亡事故的概率为95.72%和23.58%;②正面碰撞严重度的显著影响因素依次为货车、摩托车、驾驶员超车、弯道转角和弯道长度,货车导致其伤亡事故概率增加108.8%,摩托车和弯道长度分别是服从(6.941,9.901^(2))和(-0.004,0.003^(2))正态分布的异质性影响因素,导致发生伤亡事故的概率为76.11%和9.18%;③侧面碰撞严重度的显著影响因素依次为摩托车、驾驶员年龄及弯道有接入口,摩托车和接入口分别是服从(5.211,5.111^(2))和(-1.408,2.146^(2))正态分布的异质性影响因素,导致发生伤亡事故的概率为88.87%和25.47%。④与传统二项Logit模型相比,追尾碰撞、正面碰撞和侧面碰撞的随机参数二项Logit模型的拟合优度分别提高了2.85%,4.15%,6.76%,且定量捕捉了异质性影响因素,更适用于事故严重度的精细化分析。

弯道路段旧桥桥面铺装施工研究

结合广汕线某旧桥工程实例 ,应用钢纤维混凝土抗弯拉强度分析结果 ,实施钢纤维混疑土桥面铺装新技术 ,工程证明对于解决弯桥桥面铺装层厚度不一且强度不够的问题是行之有效的。

车速对低等级公路弯道路段行驶冲突区域面积的影响

为了解决山区道路弯道路段事故多发问题,研究山区道路弯道路段冲突区域形成原因,结合某山区四级公路弯道路段,调查其行车轨迹偏移量,并结合不同车速进行综合分析,得出车辆在连续弯道的行驶速度与冲突区域的规律。研究表明:面积随车速增大而增加,上下行冲突区域面积差异明显,车速小于20 km/h时,上行冲突区域面积较大,车速大于20 km/h时,下行冲突区域面积较大;车速大于25 km/h时,车速每增加1 km/h,行驶冲突区域面积增加8.3%。

高速公路弯道路段行驶速度分析与仿真应用

为了准确分析高速公路弯道路段对车辆行驶速度的影响,研究提出一种基于车辆GPS数据的车辆行驶速度变化特征分析方法。首先,汇聚夜间时段车辆在弯道路段的GPS数据,并对数据完成清洗预处理;其次,结合弯道路段的拓扑结构设计虚拟的检测断面,并将GPS数据聚合到检测断面,分析不同断面的车辆行驶速度变化特征;最后,将分析结果应用于微观交通仿真的参数标定中,验证该方案能够有效提升仿真模型的精度。研究结果已直接应用于深圳机荷高速公路改扩建工程微观交通仿真模型的参数标定,显著提高了仿真模型评估分析的可信度。

山区双车道公路弯道路段小型车左右行速度特性

为研究山区双车道公路弯道路段小型车左右行速度特性,选取了8个弯道作为研究对象,使用无人机航拍获取小型车通过弯道路段的视频资料。使用图像识别技术及AE等软件获取车辆在弯道路段的左右行速度,分析其左右行速度总体差异,并借助Matlab拟合右行与左行速度差值与半径及坡度多项式关系。结果发现:左右行速度变化在入弯-出弯过程中均呈现减速-加速趋势;弯道半径大于30m时,右行速度始终大于左行速度,小于30 m时,左右行速度变化曲线交叉,右行速度先大后小,且变化曲线可近似看成以曲中所在线为对称轴对称;左右行速度差值与半径及坡度满足多项关系式,坡度越小,半径越大,速度差值越大,可对差值较大的弯道左右行方向设置不同限速值。

基于轨迹数据的山区危险性弯道路段交通事故风险动态预测

针对山区双车道公路危险性弯道路段交通事故多发的现实问题,提出主动评估短时交通流状态下的交通事故风险,以降低交通事故发生率。采用无人机高空拍摄弯道路段交通流运行状态,利用计算机识别技术提取高精度的车辆轨迹和交通流数据,结合山区双车道公路弯道路段危险驾驶行为特征表征交通冲突,以距离碰撞时间为交通冲突量化指标,提出山区车道公路弯道路段交通冲突严重程度类型的阈值划分标准。在此基础上,选取统计分析(LR模型)和非参数数据挖掘技术(RF和SVM模型)构建山区双车道公路弯道路段交通事故风险动态预测模型,以混淆矩阵和AUC为评价指标,对比分析各模型的整体预测能力;最后,选择预测精度最好的模型定量分析特征变量与交通事故风险之间的关系。研究结果表明:在车辆轨迹和交通流实测数据的环境下,采用RF算法构建的山区双车道公路弯道路段交通事故动态风险预测模型准确度最高,准确率达到78.9%,AUC为0.8462,较LR模型和SVM模型精度分别提高了21.8%和15.93%,可以较为准确的评估山区双车道公路弯道路段交通事故风险的高低;车头时距(A;)和货车混入率(R;)是风险动态预测模型中相对重要度最高的2个特征变量,且在A;小于20 s、R;达到0.6时事故风险发生概率会大幅增大。研究成果可应用于山区双车道公路的短临动态预警系统的设计,指导安全管理对策制定。

基于行驶轨迹的双车道公路弯道路段交通安全特性研究

针对双车道公路曲线路段碰撞事故高发的特点,选取某双车道公路5个简单平曲线,实测弯道路段车辆行驶轨迹,分析大货车、大客车、小货车和小客车等主要车型在上行、下行方向的轨迹中线偏移量,研究不同车型的行驶轨迹偏移特性。通过测定不同车型在不同半径平曲线行驶的轨迹交叉面积,建立车型、平曲线半径与行驶轨迹交叉面积关系模型,为双车道公路弯道路段安全分析和事故预防提供技术支持。

半挂液罐车弯道安全车速优化控制

为降低半挂液罐车驶过弯道路段过程中的侧翻事故风险,提出了基于最优控制的半挂液罐车弯道安全车速优化控制方法。该控制方法以侧翻事故防控为优先目标,以高效通行为辅助目标,帮助半挂液罐车在驶向弯道时提前获得无横向失稳隐患的最优车速控制方案,实现“预防式”的车辆主动安全控制。同时为提高控制方案有效性,利用正弦波动方程拟合罐内液体纵向转移过程,结合基于改进准静态法的罐内液体横向偏移规律,构建了具有纵横双维度描述能力的罐内液体晃动模型,提高了最优控制问题成本函数中半挂液罐车横向稳态表征指标的准确性。仿真结果表明:受控半挂液罐车驶过弯道过程中的瞬时横向载荷转移率始终处于[-0.7,0.7]的安全范围内;不同弯道半径下车辆瞬时横向载荷转移率均有下降,且在弯道半径61 m时降幅最大;受控半挂液罐车最大瞬时横向载荷转移率最大降幅达到0.07;车速控制对道路通行效率的负面影响较小。该控制方法帮助半挂液罐车避免侧翻事故,适用于多种不同半径的弯道路段。

基于车辆侧向稳定性分析的弯道行驶安全评价

为提高车辆在弯道路段的行驶安全性,在分析弯道路段事故形态的基础上,提出弯道行驶安全性评价指标。同时,从车辆侧向稳定性分析角度,建立道路圆曲线半径与弯道路段行驶安全性的定量关系。通过TruckSim与Simulink的联合仿真实验,利用3种典型的弯道行驶工况,对现行规范中规定的标准弯道的行驶安全性进行评价。结果表明:道路圆曲线半径与车辆侧向稳定性呈正相关,车速与其呈负相关。在给定实验工况下,车速为120km/h,圆曲线半径为500m时,侧向加速度超过0.4g,横向载荷转移率达到0.7,车辆极易发生侧滑/侧翻;而当车速为40km/h,圆曲线半径低于60m时,车辆动态响应的幅度虽有所增加,但车辆并不会发生侧滑与侧翻现象。

城市水下特长隧道弯道驾驶人扫视行为研究

为探求在城市水下特长隧道弯道路段行驶过程中驾驶人扫视行为的变化特点,以扫视角为主要参数,在武汉东湖隧道内不同弯道和直线段开展实车试验,通过注视点分布范围、水平视角、通视距离的变化分析扫视行为;在特性分析中,以离均系数为指标研究不同弯道内扫视角的变化特征。结果表明:驾驶人在水下特长隧道不同线形路段行车过程中以小角度扫视为主,半径400、680、1 000 m的弯道及直线段的离均系数分别为2. 876、4. 545、5. 010、6. 324,即随着弯道曲率的减小,驾驶人扫视角的中值、均值、变化范围逐渐变大,驾驶人的扫视范围更大、心理压力更小、行车安全性更佳。

基于TruckSim的装载工况影响下弯道安全车速阈值

为研究装载工况和路面条件对弯道路段安全车速阈值的影响,运用TruckSim仿真软件建立大型车辆整车动力学模型、道路场景模型和驾驶人控制策略模型,从装载质量和道路附着系数2个方面分别设计实验进行仿真,分析车辆在弯道路段发生侧滑、侧翻的影响因素及其影响程度。以陕西省某高速公路一弯道路段为例,研究了车辆在双因素影响下,通过弯道的安全车速阈值。结果表明:随着装载质量的增加,弯道安全车速阈值减小,安全车速阈值与装载质量之间为幂函数关系;道路附着系数在0.1~0.6范围内时,随着弯道路面附着系数的增加,弯道安全车速阈值减小,且二者为指数函数关系;当道路附着系数在0.6~1.1范围内时,随着弯道路面附着系数的增加,弯道安全车速阈值变化趋于平缓。根据模型仿真分析结果,针对超载超限问题,进一步对交通管理部门、装载人员和驾驶人提出相应的安全建议,旨在提高公路弯道行车主动安全性,也为公路安全运营研究提供理论及技术支持。