Crash Severity Analysis of Single Vehicle Run-off-Road Crashes

Run-off-road crashes in the United States have become a major cause of serious injuries and fatalities. A significant portion of run-off-road crashes are single vehicle crashes that occur due to collisions with fixed objects and overturning. These crashes typically tend to be more severe than other types of crashes. Single vehicle run-off-road crashes that occurred between 2004 and 2008 were extracted from Kansas Accident Reporting System (KARS) database to identify the important factors that affected their severity. Different driver, vehicle, road, crash, and environment related factors that influence crash severity are identified by using binary logit models. Three models were developed to take different levels of crash severity as the response variables. The first model taking fatal or incapacitating crashes as the response variable seems to better fit the data than the other two developed models. The variables that were found to increase the probability of run-off-road crash severity are driver related factors such as driver ejection, being an older driver, alcohol involvement, license state, driver being at fault, medical condition of the driver;road related factors such as speed, asphalt road surface, dry road condition;time related factors such as crashes occurring between 6 pm and midnight;environment related factors such as daylight;vehicle related factors such as being an SUV, motorcycles, vehicle getting destroyed or disabled, vehicle maneuver being straight or passing;and fixed object types such as trees and ditches.

基于3DS Max的驾驶盲区内非机动车运行安全研究

驾驶盲区的存在致使驾驶员无法准确感知周边路况信息,这是导致交通事故的常见原因之一.由于车辆自身空间结构的布置及尺寸影响,产生了许多驾驶盲区,驾驶员应对车辆的各个盲区区域保持高度警觉,防止交通事故发生.分析机动车驾驶盲区内非机动车发生交通事故的原因,介绍具有代表性的盲区类型,建立典型盲区事故场景模型,分析其可能造成的交通事故,并采用3DS Max模拟驾驶盲区事故发生的全过程,通过FTA模型进一步分析驾驶盲区内发生非机动车事故的原因,进而提出有效的盲区防治对策,以减少驾驶盲区事故的发生.

新型动力轻型飞机飞行性能仿真评估

为评估新型动力轻型飞机的飞行安全性,基于民用航空器适航审定理念和方法,选取飞行关键的阶段,应用MATLAB软件模拟该型飞机起飞地面滑跑和起飞爬升性能,计算滑跑距离和爬升率。结果表明混合动力型轻型飞机的起飞地面滑跑距离缩短了10%,爬升性能提高了22%,同时混合动力型飞机对起飞机场的高度和温度环境适应能力也明显提升。该方法可作为混合动力轻型飞机适航审定中验证符合中国民航CCAR-23-R4规章第23.2115条款“起飞性能”和第23.2120条款“爬升”要求的一种方法。

考虑轮轨多点接触关系的车轨系统地震响应分析

为研究地震作用下轮轨多点接触关系及其对车轨系统地震响应的影响,本文基于虚拟渗透理论分析了轮轨多点接触的几何关系,采用修正的Kik-Piotrowski方法和Kalker线性理论求解轮轨接触力,并建立了地震作用下考虑轮轨多点接触关系的列车-无砟轨道系统模型;以某高速铁路为对象,研究了车轨系统的地震响应及列车的行车安全性。研究结果表明:地震作用下轮轨之间会出现2点接触情况,次接触斑对轮轨接触行为具有重要影响;轮轨多点接触关系对地震作用下的轮轴横向力和脱轨系数具有重要影响,不考虑该多点接触关系会低估列车的行车安全性;车轮抬升量对地震动强度不是特别敏感。

模块化多电平铁路功率调节器接入的机车混跑车网耦合系统稳定性分析

基于模块化多电平换流器的铁路功率调节器(modular multilevel converter-railway static power conditioner,MMCRPC)能够有效解决牵引供电系统存在的电能质量问题,但接入MMC-RPC对车网耦合系统低频稳定性的影响尚不明确。针对此问题,首先考虑频率耦合效应,基于多谐波线性化方法建立了CRH3型、CRH5型机车变流器及MMC-RPC的端口序导纳模型,并实现了不同控制策略、不同变流器负荷序导纳模型在单相静止坐标系的统一。其次,分别研究了MMC-RPC接入牵引网前后车网耦合系统的低频振荡现象。接着,根据主导相角裕度和灵敏度指标首次定量评估了MMC-RPC接入机车混跑系统工况下不同控制器参数对系统稳定性的影响,并提出相应调参准则以提升系统稳定性。最后基于Matlab/Simulink仿真和硬件在环半实物实时仿真验证了对系统稳定性分析结果的正确性。

自动化集装箱码头水平运输工具调度模型设计

在传统集装箱码头自动化改造工作中,水平运输系统的调度设计是影响改造工程质量的重要因素之一。针对有人和无人驾驶混合模式下的车辆调度设计问题,建立以所有车辆的无效作业时间、岸边集装箱起重机作业延迟时间和所有车辆完成集装箱任务的时长最短为目标的动态调度优化模型,并以实际算例进行求解,验证了模型的有效性。该模型可为后续传统码头的自动化改造提供决策依据。

关于低空监管发展的思考

主要探讨了民用无人驾驶航空器监管的重要性和涉及内容。首先,介绍了无人驾驶航空器的广泛应用和监管对公众安全和权益保护的重要性,详述了无人驾驶航空器监管(以下简称低空监管)的主要政策和要求;其次,讨论了低空监管涉及到的核心关键技术,并阐述了如何构建低空监管平台的整体框架,包括机载采集终端、企业平台和政府监管平台;然后,重点提出一套无人驾驶航空器运行数据监管系统,详述了其主要功能和应用价值;最后,探讨无人驾驶航空器在物流和巡检等商业活动监管中的应用。旨在为低空监管提供有价值的洞见,引导低空行业健康发展,确保无人机与社会、环境和个人权益的和谐共处,进而推动低空经济的健康发展。

基于行驶轨迹的道路出入口标线精细化设计

在道路出入口经常发生车辆换道碾压实线的违章事件,严重时还导致交通事故的发生。本文以太原市玉门河南沿岸近西中环出入口为研究对象,测定了该出入口的物理尺寸,收集分析了车辆换道运行数据据,利用Matlab建立了基于车辆运行车速-行驶轨迹的换道轨迹模型,对该出入口的交通标线进行了精细化设计。Matlab、VISSIM仿真表明,考虑运行车速-行驶轨迹的标线设计更符合车辆的实际运行情况,可减少因设计不合理而造成车辆碾压实线的违章现象。研究表明,标线设计要结合道路物理结构、运行车速、车辆行驶轨迹等,具体问题具体分析,方能促进人、车、路的和谐发展。

某公轨同层合建三塔斜拉桥列车走行性分析

以某公轨同层合建三塔钢箱梁斜拉桥为例,分析公轨合建多塔斜拉桥的特点和主要问题。通过建立斜拉桥结构空间杆系有限元模型和列车车辆有限元模型,分析各种荷载工况下车桥耦合动力响应,对轨道列车的走行性、旅客过桥乘坐的舒适度等做出评价。结果表明,该三塔斜拉桥结构可以同时满足静力受力和列车走行安全性、舒适性的要求,对多塔斜拉桥体系梁端位置应予重点关注。

基于离散海鸥算法求解循环取货车辆路径问题

针对如何降低循环取货车辆路径问题(VRP:Vehicle Routing Problem)中的运输成本,提出一种离散海鸥算法。首先,在海鸥迁移过程中,采用insert、 reverse操作更新海鸥位置加快算法寻优速度;其次,在海鸥攻击过程中,采用swap、 3-opt操作更新海鸥位置提升算法局部搜索能力;最后,结合模拟退火算法避免算法在运行过程中陷入局部最优,重新定义了在离散的车辆路径问题下的更新策略。以总成本最低为目标函数,构建相应的数学模型。实验结果表明,该算法具有高效解决循环取货车辆路径问题的能力,寻优效果及求解质量均高于标准海鸥优化算法、粒子群算法、模拟退火算法、灰狼优化算法、鲸鱼算法和飞蛾扑火算法。

基于车桥耦合振动的跨座式轨道梁铺装面层影响分析

为了考察轨道梁铺装面层对跨座式单轨交通车桥耦合系统振动响应影响,基于多体动力学理论建立了含有路面不平整度模型的跨座式单轨车桥耦合系统数值模型,以探究轨道梁铺装面层的材料、厚度及阻尼比等设计参数对行车舒适度和轨道梁跨中振动加速度最大值的影响。结果表明,行车舒适度和轨道梁跨中振动加速度最大值对铺装面层设计参数的敏感程度不同。采用较高阻尼比的水泥混凝土铺装面层对车桥动力响应有小幅改善;采用沥青混凝土铺装面层时,车体垂向、轨道梁跨中横向振动主要受铺装厚度影响,车体横向、轨道梁跨中垂向振动主要受铺装阻尼比影响。

公轨合建上加劲连续钢桁梁桥抗震设计研究

永宁大桥主桥为主跨260 m的公轨合建上加劲双层连续钢桁梁桥,集市域铁路、快速路、一级公路、慢行系统、市政管线等功能于一体。针对该桥抗震设计,根据合理安全度原则,确定抗震设防标准和性能验算方法,采用SAP2000建立全桥常规抗震体系动力有限元模型,分析上、下部结构的抗震性能和行车安全性能,在此基础上确定合理的抗震设计措施。鉴于列车质量不足主梁质量的4%,有限元模型中列车质量可忽略。结果表明:主、引桥上部结构在E2地震下处于弹性工作状态,主桥下部结构在E2地震下保持基本弹性,引桥在E2地震下部分桥墩屈服,E1地震下行车安全验算满足规范要求。综合考虑桥梁性能要求和经济指标,该桥采用常规抗震体系,仅通过局部增加桥墩配筋,桥梁按延性设计即可满足抗震设防标准要求。

地铁车辆走行部关键部件状态维修研究及实践

针对目前城市轨道交通车辆走行部在线监测系统分散、数据利用率低、不能有效指导维修和维护等问题,从资源优化配置和降本增效需求出发,提出了基于监测数据智能诊断分析的城轨车辆走行部关键部件状态维修理念,形成了集隐患挖掘、健康管理、寿命预测与维修建议于一体的方法论,建立了基于大数据的走行部和轮轨智能分析诊断平台,实现了走行部关键部件实时监测、预警报警、故障诊断、寿命预测和维护辅助决策功能,应用于车载走行部实时监测系统和地面智能分析平台两大场景,并在城轨车辆轴箱和齿轮箱的状态维修、轮对踏面经济镟等方面进行了实践应用,效果表明可显著提高检修效率并有效降低全寿命周期维护成本。

风屏障破坏所致风载突变对桥梁列车行车安全影响研究

为研究桥上风屏障局部破坏对桥梁列车行车安全性的影响,以某四塔公铁两用斜拉桥为背景,进行列车动力响应和行车安全性影响参数分析。推导列车通过风屏障破坏段时车辆和桥梁的风荷载,并通过桥梁和列车节段模型风洞试验,测得计算所需气动力系数;在此基础上建立风-车-轨-桥耦合振动模型,研究了风屏障破坏段长度、平均风速和列车车速对列车动力响应及行车安全的影响。结果表明:突风效应会导致列车横向位移达到最大值,遮风效应会使列车横向加速度达到最大值;随风屏障破坏段长度、平均风速和列车车速的增加,列车动力响应随之增加;风屏障破坏会增加列车的轮重减载率和脱轨系数,并且高风速下各节车辆在风屏障破坏段的脱轨系数差异较大;仅在风速不大于10 m/s时,列车可以180 km/h的车速安全通过风屏障破坏段。

波浪-地震联合作用下高速铁路跨海斜拉桥车桥耦合振动研究

高速铁路跨海桥梁长期受到波浪力的作用,当地震偶然发生时还会受到地震和地震附加动水压力的作用,需研究波浪-地震联合作用的影响。基于线性波浪理论和Morsion方程模拟波浪力,采用附加质量法模拟地震附加动水压力,建立波浪-地震联合作用下的列车-轨道-桥梁耦合振动模型。在此基础上,以某主跨400 m的跨海斜拉桥为例,根据桥址处的波浪参数和地震动参数,系统研究了波浪-地震联合作用下跨海斜拉桥的车桥耦合振动问题。研究结果表明:对于高速铁路跨海斜拉桥,考虑地震附加动水压力会显著增大斜拉桥主梁跨中的横向动力响应及桥上列车的行车安全性指标;当考虑波浪-地震联合作用时,桥梁的横向动力响应及列车的行车安全性指标均随波浪重现期的增大而增大;根据算例,单独地震作用下的安全车速阈值为250 km/h,而一般波浪-地震联合作用和极端波浪-地震联合作用下在计算范围内无安全车速。该研究成果可为高速铁路跨海斜拉桥的设计提供技术支撑。

基于货-车-轨耦合动力学分析的重车重心高度及管控规则研究

我国现行重车重心高度管控规则已凸显限制铁路货运系统运输能力的矛盾。针对此问题,通过深度剖析货物-车体耦合机制,建立货-车-轨耦合动力学模型,并采用动态Nadal限度评估车辆运行脱轨风险,基于模型仿真分析我国铁路通用货车在正常速度运行时应限制的重车重心限制高度,以及重心高度超过该限值时的相应限速规定。研究结果表明:针对货物装载参数影响车辆动力学行为的研究,动态Nadal限度可有效减小脱轨误判率,相比于经典Nadal限度更适宜作为脱轨风险的评判依据;基于动态Nadal限度判定车辆脱轨风险,我国铁路通用货车的重车重心限制高度可提升至2400 mm;在保证车辆运行安全的前提下,重心超高时的区间限速规定可以合理地适当放宽。

基于CNN-LSTM的轨道车辆轮对运行状态识别方法研究

轨道车辆的轮对运行实时状态是评价车辆运行安全性及轮对导向控制的关键信息,针对轨道车辆在运行过程中轮对横移、摇头角实时状态直接测量成本高、难度大等问题,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)内嵌长短记忆(LSTM)网络的轮对运动状态识别及预测方法。以轮对横向加速度、轮对摇头角加速度、一系悬挂位移量等易测信号构成特征集,通过CNN对时序信号进行多维度空间特征提取并输入到LSTM中捕获时序特征,最后通过全连接层输出轮对横移及摇头角的预测值,结合车辆运行的实际工况特点,对预测模型的泛化性及鲁棒性进行检验。仿真结果表明:相较于传统的单LSTM识别模型,CNN-LSTM模型能有效降低轮对运动状态的识别误差,且在不同运行工况以及车辆物理参数变化的情况下,该模型具有高鲁棒性,能够保持较高的预测精度。

高速列车蛇行运动分岔类型及评价方法研究

主要研究高速列车超临界和亚临界分岔蛇行运动的基本特征和评价方法.首先考虑不同轨道激励对蛇行运行分岔图的影响,并且提出一种在轨道激励的基础上增加横向脉冲的方法,然后根据极限环波幅、构架横向加速度均方根值及轮轴横向力均方根值分别对高速列车蛇行运动稳定性进行对比.针对不同高速列车进行极限环失稳后的安全性评估,分析高速列车蛇行失稳的脱轨安全性.另外,对于具有磨耗型车轮踏面的车辆,也对其蛇行运动稳定性和运行安全性评估进行了探讨.最后,在滚动振动试验台上进行了稳定性测试,比较了不同蛇行运动稳定性评价方法并验证了仿真结果.

车体偏载对系列化标准地铁80B车辆动力学性能的影响研究

建立了考虑车体偏载的理论模型,理论分析了车体偏载对系列化标准地铁80B车体刚体振型频率的影响规律;建立了系列化标准地铁80B车辆系统动力学模型,计算分析了车体偏载对车辆动力学性能指标的影响。结果表明:随着纵向偏载量增大,车体摇头、车体点头模态频率增大,车体浮沉、车体下心滚摆模态频率减小,而车体上心滚摆模态频率基本不变;横向偏载对车体模态频率影响较小。临界速度随着车体重心的前移而逐渐增加。相比横向偏载而言,纵向对车辆横向及垂向运行平稳性的影响更大,纵向偏载发生后,减载端转向架垂向平稳性指标会增加,导致运行平稳性变差。

地铁车辆异常振动问题分析与改进

随着地铁车辆制式不断变化和运营速度不断提高,地铁车辆噪声及振动问题愈加突出。文章针对武汉地铁7号线车辆异常振动的问题,以ATO(载客运营)模式在正线开展车辆振动测试,分析车辆运行时大功率设备、车辆悬挂系统及轮轨关系对车辆振动的影响规律,并基于轮轨关系提出相应的改进措施和优化策略。经分析,轨道波磨引起的80~120 Hz振动频率和车轮失圆引起的15~20倍车轮转频是导致车辆异常振动的根本原因,因此,针对此问题将轮对镟修策略由传统的故障修优化为预防修,并进行了跟踪试验。经试验验证,优化后的轮对镟修策略能有效抑制车辆异常振动,乘坐舒适度指标衰减幅值最大达64.6%,能够显著延长轮对维护周期,降低生产成本。