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。

考虑制动、荷载转移、纵坡的雨天小客车弯道安全车速模型

为了确定降雨环境下小客车弯道安全车速,基于瞬时轴线,建立了考虑纵坡、制动加速度及轮胎荷载转移的小客车侧滑速度模型;通过实地采集不同水膜厚度下的摩擦系数,得到了这二者之间的回归方程;结合摩擦椭圆原理,得到了考虑制动、驾驶人行为特性的综合摩擦系数分配方法;提出确定弯道车速的计算流程图,得到了不同降雨强度下以横向侧滑和纵向停车为指标的弯道车速。研究结果表明:当水膜厚度为0时,得到的侧滑速度值比点质量模型低35%左右;当水膜厚度小于2 mm时,摩擦系数降低最快,对车速影响最大;当水膜厚度大于2 mm时,摩擦系数变化幅度小且规律不明显;降雨对小客车弯道安全车速影响显著,仅小雨时就会导致车速平均降低15%左右;取一般最小半径计算时,不同降雨强度下的纵向停车速度均小于横向侧滑速度。

后发经济体在全球产业链重构中的弯道超车——历史经验及对中国的启示

全球产业链重构为后发经济体提供了弯道超车的机会,有利于其充分发挥自身的后发优势,实现本土产业链的长足发展。纵观全球产业链发展史,颠覆性的技术创新、比较优势变化和全球治理体系变革是驱动全球产业链重构的主要机制。到目前为止,全球产业链共经历了五次重构,依次伴随着美国、日本、“亚洲四小龙”、中国以及南亚和东南亚地区等相应时期后发经济体的崛起。通过研究驱动机制和后发经济体案例,本文发现后发经济体在参与全球产业链重构时,需重点关注核心技术、需求市场以及国际经贸规则等方面,从而充分发挥后发优势,实现弯道超车。基于此,中国应借鉴后发经济体在全球产业链重构中的弯道超车经验,抓住目前全球产业链重构的新发展机遇,不断推动技术进步以促进产业链升级,不断扩大内需以保障产业链安全,还应积极参与全球治理规则重构,为全球治理体系变革贡献中国方案。

公路弯道盲区安全检测与预警系统设计

公路弯道盲区是导致交通事故的重要客观因素,如何有效地提高司机的注意力是解决的关键。提出一种弯道盲区障碍探测与预警系统:其主件路基检测预警器对司机的视觉盲区进行行人行车等障碍物检测、判断,然后一方面通过弯道处电子屏对司机进行视觉预警,另一方面通过无线通信信号发送到从件车载无线语音接收器,在司机耳边进行语音预警。对实物作品检测,检测精度高,效果明显高于凸面镜和常规的电子屏。

溢洪道弯道段流态改善试验研究和应用

溢洪道泄槽弯道泄流时,弯道段内易产生横向冲击波,水流紊乱,流态较差,会不同程度地影响溢洪道的正常运行。该文根据广东省部分水库陡槽溢洪道水力模型试验研究成果,介绍改善溢洪道泄槽弯道段流态的断面超高、斜向高低坎、纵向导流墙、阶梯跌坎、弯道前设置消力池等工程措施,并对各种工程措施的适用性进行分析,研究成果可供类似工程设计和运行参考。

低龄留学不是“弯道超车”

2020年新冠肺炎疫情在全球蔓延期间,因海外留学生回国难题,小留学生现象引发国内舆论广泛关注。据报道,当时共有1.5万名10岁到17岁的中国小留学生在英国。义务教育阶段的适龄学生是否可以出国留学?年龄这么小就出国留学,这些中国学生的根在哪里?他们出国留学的目的是求学还是移民?……对此,舆论争议颇多。

我国兽用生物制品产业的高质量发展与弯道超车

尽管今后国内兽药产业依然会面临很多风险挑战,但相信更多的是发展机遇。所以,在全行业和社会各界共同努力下,兽药管理的法规制度体系、规范标准体系将会进一步完善,兽药产业的结构将更趋合理,产业整体装备和技术水平将不断进步,会有更多的企业特别是大型企业的软硬件达到国际先进水平,兽药产品结构将进一步优化,品种将更加丰富,新技术应用更加完备,疫苗竞争力和抵御风险的能力将进一步提升,兽药产业高质量发展将跃上新台阶,为养殖业高质量发展及现代化建设、为乡村全面振兴做出新的更大贡献!

电动汽车无线充电系统中弯道互感优化研究

针对采用感应耦合电能传输技术的电动汽车无线充电过程中,汽车内部的能量拾取线圈在转弯过程中互感下降问题,提出使用内嵌入圆形线圈进行补偿,并通过遗传算法、理论推导和仿真验证,得到了补偿线圈最优化匝数和统一规格参数。通过搭建COMSOL Multiphysics平台、MATLAB/Simulink平台结合的仿真平台和实物实验平台,实验数据证实:在转弯时采用内嵌圆形线圈进行补偿,优化补偿后互感波动保持在±0.4%左右,由于互感波动的平稳,使得电动汽车能量拾取系统电压优化补偿后波动为3.6%。

电动汽车动态无线充电系统弯道互感跌落研究及改进

针对目前电动汽车动态无线充电系统的发射线圈多采用分段导轨结构实现接力式动态无线充电,但系统在导轨切换处存在较大的互感跌落导致系统传输效率降低且在弯道处更加突出这一问题,建立弯道动态无线充电模型,通过理论分析推导原、副线圈互感与偏转角度的关系,提出1种弯道处导轨发射线圈的改进结构并进行仿真分析,搭建基于共振磁耦合的弯道动态无线充电平台并进行实验。仿真与实验结果表明,采用改进型导轨发射线圈结构后无线充电系统互感跌落现象显著减小,在偏移角度最大处系统传输效率提升了8.66%,验证了改进型线圈结构的有效性。

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。

上游弯道圆心角对渡槽流动特性的影响研究

对于含上游弯道的输水渡槽,弯道段水流同时受到了离心力和重力的影响,使其流态变得更加复杂并进而影响渡槽部分的水力性能。基于MIKE仿真软件,建立了南水北调中线某渡槽的水动力模型,模拟了输水过程并通过实测数据对模型进行了验证,对比分析了不同流量工况下弯道圆心角对渡槽水力特性的影响。结果表明,弯道圆心角的增大会使得槽身段两侧流量差不断增大,在整流条件不足时最大流量差可达2.38 m^(3)/s。对于渡槽进口而言,弯道圆心角的增大会扩大进口中墩与两侧槽的水位差,而增长幅度随着入流量的增大而减小。对于渡槽出口而言,圆心角的增大会提升涡街的强度,其对应涡脱落频率逐渐增大,进而影响尾墩流态。

驾驶人弯道行车生理特性研究进展

文章为探究驾驶人弯道行车时生理特性所发生的变化,从驾驶人的脑电、心电、肌电、眼动及视认行为四个方面入手,总结了弯道行车对驾驶人生理特性的影响,梳理了国内外弯道行车驾驶人生理特性研究现状。结果表明,与直线路段相比,驾驶人在弯道路段行驶时,生理特性会发生显著变化,包括心率加快、脑电β波增长、颈部肌电信号变化和眼动变化。此外,文章还分析了道路不良线形组合导致弯道事故的驾驶人视认原因,以期为弯道路段车辆运行风险防控的相关研究提供参考。

堤防弯道决口逐渐溃决三维数值模拟

针对堤防弯道溃决溃口全过程扩展规律及溃口水流水力学特性难以获取的问题,基于FLOW-3D软件,采用RNG k-ε湍流模型和泥沙模型,建立堤防弯道逐渐决口三维数值模型,模拟水槽内弯道的溃决过程,室内试验验证了所建立的逐渐溃决模型具有较好的精度与可靠性,并对某实际堤防弯道决口进行数值模拟计算。结果显示:位于诱导溃口的背水坡侧最先溃决,溃口呈V形向临水坡堤脚线发展,且每当溃口发展到地基后,溃口呈倒梯形横向展宽;在垂直溃决水流方向,溃口处的水深在溃口处呈两侧高、中部略低的波浪形,溃口处的流速中部快两侧慢,在平行溃决水流方向,水深沿溃决水流方向逐渐降低,水面线随时间逐渐平缓;流速变化规律为溃口下游50~100 m范围流速最大,最大流速的出现位置随着溃决时间沿水流方向推移。

计及质心侧偏角动态自适应的无人驾驶汽车横坡弯道跟踪控制

针对无人驾驶汽车在横坡弯道处因发生偏离期望轨迹甚至严重侧滑而失去稳定性的问题,提出质心侧偏角动态自适应控制策略。为应对汽车垂直载荷发生变化而导致轮胎侧偏刚度改变的情况,通过多组数据拟合得到载荷匹配图,进而设计基于模型预测算法的横向轨迹跟踪控制器,根据汽车入弯速度选择预测时域并结合道路弯度选择瞬态、稳态质心侧偏角,通过在线优化生成最佳前轮转角。最后搭建CarSim/Simulink联合在线仿真系统和实车系统进行验证,结果表明:所提控制策略能够保证汽车在横坡倾角为7%左右及弯道路面下不会出现严重的侧滑,从而提高了无人驾驶汽车在横坡弯道跟踪任务中的跟踪精度,使汽车具有良好的横向稳定性。

弯道车辆自适应巡航横纵向跟踪控制

针对车辆在弯道工况下的跟踪控制问题,提出一种适用弯道工况的自适应巡航(ACC)控制系统。针对复杂的道路情况,将ACC系统划分为定速巡航、跟随、避撞3种模式;设计基于PID定速巡航模式,基于模型预测算法(MPC)的纵向速度跟踪控制器,设计考虑纵向车速的横向路径控制器,引入横向与纵向安全指数,实现车辆横向与纵向运动的跟踪控制;通过Matlab/Simulink和Carsim搭建仿真平台,设计4种仿真工况验证所设计跟踪控制器的有效性。仿真结果表明:所设计的横纵向跟踪控制器能跟踪期望的轨迹,具有较好的鲁棒性。

考虑速度差特性的网联车辆弯道跟驰模型

为了研究网联车辆在弯道的跟驰特性和稳定性条件,在纵向控制模型的基础上,综合考虑速度差、弯道半径和汽车最小转弯半径等因素的影响,建立网联车辆弯道跟驰模型。使用线性傅里叶展开式对所提模型的线性稳定性进行理论分析,得到了网联车辆弯道跟驰模型的稳定性判别条件。根据所提模型稳定性判别条件,分析各关键参数对模型稳定性的影响。将改进模型与LCM、IDM和IDM改进模型在跟驰场景下进行对比分析。结果表明:当速度差权值λ>0.9和弯道半径R>200 m时,交通流处于稳定区域,且稳定性随着λ和R的增大而增强;改进后的网联车辆弯道跟驰模型具有较小的车头间距且各跟驰状态下表现良好。

煤矿井下无轨胶轮车行车岔路口和弯道识别方法

针对煤矿运输路线复杂,巷道内岔路口和弯道较多的现状,易给井下运输安全带来隐患;设计了一种煤矿井下无轨胶轮车行车岔路口和弯道识别方法。首先,将中线点结构化,形成巷道地图;其次,利用相邻时刻的车辆位置关系,确定行进方向;再次,结合巷道地图结构属性,判定车辆前方是否存在岔路口或弯道;然后,采用迪杰斯特拉(Dijkstra)算法,求解车辆当前位置至疑似目标的最短路径,进而判定是否为对向目标;最后,借助车载终端为司机提供安全性语音提示。在某矿的试验结果表明:方法逻辑判断准确,逻辑响应时间约为32 ms。

弯道湿滑路面抗滑性能仿真与安全行车速度计算

弯道交通事故高发,车辆超速行驶、潮湿路面抗滑性能不足及离心力作用所造成的车辆侧向滑移是其主要事故类型。明确潮湿弯道车辆最大安全行驶速度对于保证弯道安全驾驶至关重要,由于轮胎-水流-路面之间的相互作用机理复杂,涉及变量较多(包括弯道几何参数、路面表面特征、轮胎运动特性、水膜厚度等),目前还没有从抗滑模拟角度获取降雨工况下弯道最大安全行驶速度的工程实践。基于固体力学和流体力学,建立轮胎-水流-路面耦合的侧偏抗滑模型,并依据抗滑测试值对模型预测准确性进行验证。以侧偏抗滑模型为基础,结合侧滑机理分析,得到所验证沥青路面在不同弯道半径、超高和水膜厚度下的最大安全行驶速度,并与美国国家公路与运输协会(American Association of State Highway and Transportation, AASHTO)设计速度进行对比。结果表明:现有设计速度规范对雨天环境因素考虑不足,当降雨强度较大时,车辆以AASHTO设计速度行驶会发生侧向滑移。该结果验证了所建立侧偏抗滑模型求解最大安全车速的方法对识别具有高滑移风险的雨天环境状况和低抗滑性能路面的有效性,并可为弯道路面摩擦管理和混合料设计提供新手段。

含淹没柔性水生植被群的弯道水流特性PIV试验研究

为了研究淹没柔性水生植被对弯道水流的影响,采用水槽试验的方法,在U形弯道水槽凸岸的25°和45°附近布置相同种类的塑料草模型植被群,设置植被密度分别为密集和稀疏2种工况,采用自动水位测量系统和粒子图像测速仪(PIV)等仪器分别测量了在不同工况下植被附近及U形弯道水槽内水流的流速和水位,研究不同密度(株数/m^(2))的柔性水生植被对水流运动规律的影响。同时,利用测量结果对水位变化、水流流速分布、横比降变化、水头损失、水力坡降等规律进行分析。试验结果表明,弯道凸岸的水流在不同植被密度下各个断面(25°、45°、60°、90°、120°、150°、180°)的流速大小变化均呈先下降后趋于平稳的趋势;凹岸的水流在不同植被密度下各个断面的流速大小变化情况差异较大,在60°断面密集植被的流速小于稀疏植被的流速,同时在150°断面大幅度上升后再下降并在弯道出口处大于稀疏植被的流速;植被群增大水头损失和水力坡降,其中密集植被群影响最大。

U型弯道内L型丁坝群对不同水位水流水力特性影响试验研究

弯道影响通航的同时,易造成水土流失、河床淤积等现象。L型丁坝群是一种常用的水利工程结构,能调整水流速度、改善水流动力学特性,用于保护河岸线、防止淤积。我国多数河流常年无固定水位,布置丁坝群后,不同水位下,丁坝群对水流特性的影响情况值得研究。为此,通过试验,使用粒子图像测速系统和无线水位测量系统,分别对水流流速和水位等物理量进行测量、记录,并通过Matlab软件分析了不同水位下丁坝群对水流的影响情况,得出如下结论:随着水位的增加,水流速度逐渐减小,丁坝群下游部分是防冲刷和淤积的最佳位置,且坝高水深比影响丁坝作用的发挥,当比值为2.5左右时,可使丁坝群的作用得到良好发挥,在工程设计中可予以考虑。