双挂汽车列车右转弯内轮差分析与改善

由于双挂汽车列车的车辆组成单元多且车身较长,在右转弯时其一挂车、二挂车后轮与牵引车前轮会产生内轮差,导致车辆整体的运动轨迹向弯道内侧偏移,对弯道内侧的行人及车辆会造成安全威胁。鉴于此,论文基于多体系统运动学理论建立了双挂汽车列车双轨运动学模型,推导出车辆右转弯的运动方程并用MATLAB软件计算仿真得出各个车轮的运动轨迹;通过对一挂车、二挂车后轮轴进行主动转向控制,分析了车辆右转弯时的内轮差和各车轮运动轨迹的变化情况。结果表明,双挂汽车列车右转弯的过程中会产生较大的内轮差并存在尾部放大效应,越靠近车辆尾部的车轮与牵引车前轮的轨迹差值越大,适当对一挂车、二挂车后轮轴进行主动转向控制可以有效减小双挂汽车列车的内轮差,提高车辆的行驶安全性。

一种基于内轮差的汽车转弯行驶安全预警系统

根据车辆内轮差形成的原因设计了一种汽车高速行驶安全预警系统,该系统通过风险数据采集识别汽车转弯行驶过程中因内轮差引起的风险源因素特征,建立内轮差模型以及风险等级评估模型以对风险源因素进行总体风险等级评估,最后根据总体风险等级向驾驶员提供安全预警,以降低或消除行车安全风险,避免汽车在转弯行驶时因内轮差而引发交通事故,保证汽车转弯时的行驶安全。

轮径差对机车动力学性能及轮轨接触的影响

机车同轴左右车轮存在直径不一致的情况,改变了轮轨的接触状态。针对机车同轴轮径差的问题,建立了机车动力学仿真模型和轮轨接触三维弹塑性有限元模型。通过动力学仿真计算和动载荷作用下弹塑性接触计算,分析同轴轮径差对机车运行性能的影响。结果表明:由于同轴轮径差的存在,轮轨间的动载荷发生变化。当内侧车轮直径小于外侧车轮直径时,在一定程度上有利于机车曲线通过;反之则会降低曲线通过性能。与无轮径差相比,同轴轮径差存在时,车轮与钢轨接触位置发生改变,等效应力增大,导致磨耗增加,降低车轮和钢轨的使用寿命。

货车右转弯内轮差的建模研究

分析了3种类型货车右转弯内轮差产生的原因和大小,并进一步分析影响货车右转弯内轮差的重要原因,建立数学模型,运用高等数学基本知识解决前后轮的联系,得到货车右转弯内轮差的数学公式,并计算出3种类型货车的具体内轮差值,给予合理化方案。

轨交车辆轮对弹性振动对轴箱轴承寿命的影响

搭建了某轨交轮对的有限元模型和刚柔耦合的轮对-轴箱动力学模型,并基于所搭建轮对模型进行了相应的模态分析和动力学特性分析,从而计算得到轮对发生弹性振动时轴箱轴承内外侧的振动水平,进而分析轮对弹性振动对轴承寿命的影响,并提出钢轨的定期打磨维护建议。结果表明,轮对的弹性振动随着激扰频率的增加而加强;在所考察的50樼250Hz的不平顺激扰范围内,分别采用刚性轮对模型和柔性轮对模型时,轴箱安装位置处二者的振动加速度相差10.6%樼68.3%;柔性轮对模型中轴箱外侧与内侧轴承寿命的比值随激扰频率的增大而减小,在所考察的不平顺激扰范围内,外侧与内侧寿命的比值的变化区间为0.96樼0.68,轮对的高频弹性振动会引起轴箱外侧轴承寿命显著低于内侧;在进行钢轨打磨时尽量消除波长在100樼150mm范围内的轨道不平顺。

基于汽车内轮差的警示装置设计研究

为了减少汽车转弯时因存在内轮差而与行人或车辆发生碰撞事故,特建立理论模型计算内轮差。以大运N8V重卡复合型8×47.6m自卸车为例,研究不同转角下内轮差的大小;设计一种警示装置,与转向盘转动角度建立联系,建构控制系统,选择遮光板材料,由转向盘转动角度来控制遮光板的移动距离。警示装置安装在汽车车身侧面,在汽车转弯时通过转向盘调整遮光板的位置,照亮由内轮差形成的危险区域,以警示行人和车辆。本研究可使汽车警示装置更直观准确地标识汽车危险区域,从而强化警示作用。

半挂货车内轮差问题改善设想

基于降低货车内轮差安全隐患的考虑,根据已有的研究成果对半挂车内轮差问题改善方向提出设想,基于刚体运动学原理提出具体改进方案,导出转弯时半挂车运动轨迹方程,运用Matlab软件从理论上进行了验证。

半挂车转弯盲区实时监测预警与安全保障

针对半挂车转弯内轮差和视觉盲区引发的交通安全问题,基于汽车转弯原理,构造动态直角坐标系下半挂车转弯轨迹方程,结合现有雷达检测技术,建立转弯盲区障碍物危险判别轨迹模型,并据此提出一个包括车侧相控探测雷达、可调后视镜、声光报警、夜间补光等硬件设施和以单片机为核心的软件程序构成的实时监测预警与安全保障一体化系统。结果表明:系统能够实时为半挂车驾驶员和车外交通参与者提供精确的车辆转弯状态与安全预警信息,避免转弯盲区内发生危险,实现转弯预警与安全保障的功能。

铰链车右转内轮差区域范围确定方法

为解决铰链车内轮差引发的交叉口交通安全问题,提出一种考虑交叉口几何参数以及车辆参数的铰链车右转内轮差区域范围确定方法;以太原市晋源区、清徐县不同车型参数铰链车为研究对象,基于其在不同类型交叉口右转内轮差变化情况,建立铰链车右转内轮差计算模型,生成铰链车右转时,牵引车前内轮、挂车后轮的行驶轨迹,较精确地计算出内轮差区域范围;据此运用Python软件构建程序实现铰链车内轮差区域范围可视化;而后以相同时间点牵引车前内轮、挂车后轮坐标值作为评价指标,使用Tracker软件提取行驶轨迹数据来验证模型。结果表明:该方法所预测内轮差值与实际内轮差值相对误差最大值为8.32%,相对误差平均值为5.12%;该方法可有效确定铰链车右转时内轮差区域范围。

基于机动车右转弯内轮差的交叉口慢行优化设计

在机动车右转弯内轮差的形成机制及计算模型基础上,分析设计车辆内轮差在典型车辆轴距、路缘石转弯半径情况下的变化规律。通过对非机动车道断面组合型式下机动车右转弯与非机动、行人的冲突进行仿真分析与对比评估,提出了相应的建议措施,为预防交叉口右转弯事故提供设计参考。

高精度的货车内轮差危险区域测距方法研究

针对货车内轮差危险区域检测场景下,通过目标检测算法获取到待检测物体位置信息,深度信息测量点选取不准确导致精度下降的问题,研究了对检测目标深度信息获取的方法,给出了货车内轮差危险区域检测系统方案,提出了一种基于YOLOV5目标检测和改进的深度图多点测量相结合的测距方法。实验结果表明,经改进后的深度信息获取方法可以有效降低目标框深度信息匹配错误的概率,且有效提高检测距离的精度。

车辆内轮差问题的优化分析

由于车辆内轮差的存在而导致的交通事故屡见不鲜。对于大型车辆或是狭窄路况此问题尤为严重。通过建立数学模型,借助MATLAB,可以模拟绘制车辆转弯时前、后内侧车轮的运动轨迹,制作车辆转弯过程动画,分析车辆各参数与内轮差的关系,进而提出由车辆内轮差导致的相关安全问题的解决方案,尽量减少和避免此类事故的继续发生。

一种基于大型货车视野盲区的层叠式预警系统

因内轮差现象导致驾驶员右转存在视线盲区而引发交通事故的案例层出不穷,研究设计并开发了一套根据大型货车速度和转弯角度以及危险区域外障碍物的移动来实现以探测器定向探测及光线投射为特点,并向司机端进行声音报警,且地面危险区域可调的层叠式预警系统。开展此研究可在大型商用车于弯道转弯时,提醒行人或其他小型乘用车注意避让,对降低事故发生率,减少人员伤亡有积极作用。

一种大货车右转盲区警示装置

为了减少货车在右转过程中因为内轮差而引起的交通事故,让人们更加直观地观察到大货车盲区,并引起重视,降低因盲区引起的事故发生的频率,保障人们出行和大货车行车的安全,提出了一种大货车右转盲区警示装置。该装置使用计算机编程精准计算盲区,使用激光照射盲区,使行人和非机动车辆远离危险区域,并安装报警装置,提醒司机注意已经进入盲区的行人和非机动车辆。

载货汽车在途监测系统的开发

载货汽车的内轮差是造成重大交通事故的主要原因之一,对于其完全透明化设计研究保障行车安全显得至关重要。鉴于此,通过对载货汽车内轮差建模的研究,进一步确定内轮差范围,应用红外光电传感器对内轮差区域的状况进行采集,采用STM32单片机为控制核心,搭建系统的硬件及相应的控制电路对采集信息进行分析、处理,进行危险状况预警提醒。这套系统具有研发成本低、实用性强、能有效消除了转向内轮差视野盲区等优点,因此其具有很好的推广价值。

基于车辆右转内轮差的道路交叉口安全隐患预防方法

大货车右转内轮差导致碾压和剐蹭事故危险性较大且发生频繁。为了有效避免车辆右转内轮差引发的交通事故,提高道路交叉口交通运行安全性,在对车辆右转内轮差进行危险性分析基础上充分把握内轮差发生机制,利用运动学相关知识分别建立单车与挂车的右转内轮差模型,通过定量分析法对内轮差的各种影响因素进行分析。结果表明:影响车辆右转内轮差的主要因素为转向角与车辆轴距。基于此,从交叉口设计、驾驶员、非机动车驾驶人与行人、车辆4个方面为预防内轮差事故的发生提供相关建议。

基于STM32F103的货车转弯报警系统设计

采用ARM Cortex-M3内核微处理器STM32F103作为计算控制单元,采用模块化设计实现报警、转弯障碍检测、危险区域投射与内轮差面积计算等功能.通过采集速度和转弯角度等数据,并利用内轮差算法计算出内轮差大小,再由投射系统向地面投射出危险区域.货车在转弯时,还能探测到危险区域内的人或其他障碍物,并通过声音报警提示,较传统报警装置报警更精确.

Research on the Optimization Design of Intersections for Safe Operation of Large Trucks

When big trucks are running at urban road intersections,they are easy to interfere with other motor vehicles,and the turning big trucks are easy to have conflicts with non-motor vehicles and pedestrians,which will affect the safety of intersections.This paper first studied the intersection of trucks to the running trajectory,on this basis,through the establishment of mathematical model analysis of large truck steering conditions inside the wheel,and the influence of blind area to the driver.In the research of intersection safety design,the safety design is divided into three parts:Entrance road,internal operation and signal control.At the same time,the design method of the entrance road,the interior of the intersection and the signal control is given,which improves the safety of the truck driving at the intersection.Finally,the intersection of Jungong road and Zhoujiazui road in Yangpu district of Shanghai was selected as a case,and the optimal design of the intersection for large trucks was carried out through the investigation and analysis of actual data.The evaluation and analysis were carried out by using the multi-index matter-element model.The results show that the comprehensive safety correlation degree of the intersection is reduced to 0.42,and the safety level of is improved by one level.

半挂列车转弯盲区预警装置设计

本文针对半挂列车转弯产生的内轮差危险区域进行了研究,建立了半挂列车简化模型。通过该模型推导计算出稳态转弯工况内轮差公式,设计了可为行人展示的动态内轮差区域投影装置。装置安装在左右后视镜下方,依靠车轮转角控制舵机进行角度调整。实现了半挂列车内轮差的主动预警,直观的展示汽车转弯危险区域,强化装置对行人的警示作用。

半挂汽车列车右转弯后视镜失效机制

为研究半挂汽车列车(简称半挂汽车,下同)右转弯后视镜的失效机制,基于实车试验,探究其右转过程中轨迹盲区与右后视镜视野盲区的形成过程及其相互关系。通过引入虚拟轴建立半挂汽车右转内轮差模型,并计算模型的修正参数,确定右转轨迹盲区与转弯角度的关系、右转轨迹盲区最大宽度值,以此作为半挂汽车右转时的最小安全距离;采用车辆右转实车试验验证内轮差形成过程,并构建其右转弯过程中右侧后视镜可视车长与转弯角度的关系模型,进而得到轨迹盲区与右后视镜视野盲区随转弯角度变化的关系;基于右转弯盲区事故中半挂汽车不同部位碰撞伤亡情况的统计,建立右后视镜可视车长与事故危险程度的评价指标,结合右转弯盲区范围与右后视镜可视车长关系提出有效的右后视镜补盲建议。研究结果表明:通过引入虚拟轴优化了半挂汽车右转内轮差计算模型,得到其修正参数为0.8;半挂汽车在路口右转过程中,内轮差盲区随牵引车与挂车夹角的增大而增大,当牵引车与挂车夹角大于28.8°时,右后视镜可视车长恰好达到挂车车尾端边缘,此后右侧后视镜视野逐渐进入内轮差盲区而失效;当牵引车与挂车夹角达到63.44°时,内轮差盲区径向宽度达到最大值,约为4.4 m,可视车长仅为3.22 m,右后视镜视野失效严重;在车辆右转过程中,可视车长小于2L/5时(L为实际车长),最大危险系数为0.7,此时,若维持正常驾驶,右侧后视镜视野需补盲的角度为41°。将后视镜与摄像装置有机结合能有效地减少后视镜视野盲区,降低交通事故率。