基于车辆运动控制的人地碰撞损伤防护新技术接受度研究

近年来,有学者提出通过控制车辆运动以防护人地碰撞损伤的行人自动紧急制动系统被动安全技术(Autonomous Emergency Braking System with Passive Safety Function,PAEB),为了解公众对这种新技术的接受度,参考已有研究成果设计问卷并调查,在对437份有效问卷进行因子分析及信度、效度检验后,采用图表及Kruskal-Wallis显著性差异检验、皮尔逊相关性检验与结构方程模型等统计学方法分析调查结果。结果表明,公众对PAEB的了解程度总体偏低,83.3%的人能接受低于1万元的PAEB商用价格,认为PAEB能实现且支持相关科研工作的比例很高。中年、有驾照、硕士及以上学历、理科类汽车领域工作且是专技人员者更了解PAEB,女性对PAEB的感知风险显著高于男性,硕士及以上学历群体对PAEB使用意愿显著低于本科学历群体,非汽车交通领域被调查者对PAEB的行为态度最积极,专技人员使用意愿最低。随着对PAEB了解程度的加深或降低,认为PAEB肯定能实现并非常支持PAEB科研及担忧事故责任归属问题的比例均增加,但越了解PAEB越会降低对PAEB的感知有用性。PAEB接受意向模型显示,为提高PAEB的使用意愿,需降低感知风险并提升感知有用性。相关结果能为PAEB后续研究工作指明方向。

一种降低人-地撞击损伤的车辆制动控制方法

为降低车人碰撞事故中人与地面撞击所致损伤,提出一种车辆制动控制策略。该策略在检测到人体头部与车辆首次接触后松开车辆制动,之后依据若干准则再次完全制动车辆直到车辆停止。选择10种车型、两种制动方法(完全制动和控制制动)和一个虚拟仿真系统(包含3种车速×4种行人尺寸×2种行人步态)设计了共480次MADYMO仿真试验。结果发现控制制动能降低人-地撞击所致损伤但不会加重车辆的损伤,且能将83.75%案例中车辆与人体主要部位首次触地点位置之间的距离缩短至1 m内。进一步讨论了车型和车速对制动控制策略防护效果的影响、人车首次接触与再次完全制动车辆的时间间隔取值规律和控制制动中损伤加重案例的原因等问题,为今后开发更实用且高效的制动控制策略提供技术支持。

负气门重叠对掺氢天然气HCCI发动机燃烧特性的影响研究

为提高掺氢天然气均质压燃(HCCI)发动机性能,降低NOx排放,运用GT-power和Chemkin软件搭建发动机仿真模型,在不同负气门重叠(NVO)方案下,对发动机缸内燃烧以及NOx的排放进行了仿真分析。结果表明:NVO策略可以降低掺氢天然气HCCI发动机缸内温度和压力峰值,改善自燃着火特性,缓解噪声和爆震。3种方案中,单独改变进气门开启(IVO)时刻的NVO策略对发动机动力损失影响最小,同时改变IVO和EVC时刻的对称NVO策略,能最大程度的实现废气缸内稀释作用与加热效果,使缸内燃烧放热速率的缓和作用以及压力升高率的降低效果最优化,最大限度的降低NOx排放。

基于SVR的汽油机过渡工况进气流量预测研究

针对目前汽油机进气流量预测精度不高的问题,分析支持向量回归机(SVR)应用在进气流量预测的可行性,提出一种基于SVR的进气流量预测模型。该模型通过结合支持向量回归机的结构优势,采用灰色关联分析法(GRA)对模型的特征向量进行提取,并利用遗传算法(GA)对模型参数进行寻优辨识,以提高模型的泛化性能和预测精度。运用汽油机过渡工况仿真试验数据对模型进行了训练和预测,并应用MATLAB/LIBSVM工具箱实现SVR模型的回归预测功能。结果表明:SVR模型的预测值与试验值的误差控制在2%范围之内,有效实现了过渡工况进气流量的预测;与常规的RBF神经网络预测模型、BP神经网络预测模型相比,SVR模型具有更高的预测精度,适用于汽油机过渡工况空燃比的精准控制。

轿车-行人事故中人体损伤来源与相关性分析

为更好地了解车-人碰撞事故中人体不同部位的损伤来源及其相关性,从大量事故案例中选取64例附着弹出类型车-人碰撞事故,用PC-Crash对事故进行再现后读取相关数据,经验证,数据可靠。然后借助做图和相关性分析等技术对数据进行分析。结果表明,头部损伤和大腿部位的损伤主要来源于人与车碰撞的过程中;胸部由加速度引起的损伤主要来源于与车碰撞过程中,而由碰撞力引起的损伤则主要来源于与地面碰撞过程中;小腿部位的损伤来源,则须具体问题具体分析。通过相关性分析表明,行人头部HIC15与胸部3ms加速度值之间的相关系数最高,具有显著统计学意义,表明行人头部损伤与胸部损伤之间具有高度相关性。

汽车-摩托车碰撞事故中骑乘人员损伤差异对比研究

为探索骑乘人员的损伤差异,基于PC-Crash仿真软件,以车型、碰撞车速和碰撞形态为变量进行147组汽车碰撞载人摩托车的仿真,在此基础上用统计学方法分析所得数据。结果表明:绝大多数碰撞条件下,包括不同碰撞车速,骑车人头、胸部和撞击侧下肢损伤指标参数的均值均高于后座乘员;此外,当碰撞车速分别为45和50 km/h时,骑车人和后座乘员的头、胸部损伤都超过其安全界限。

基于事故再现的骑车人与行人各部位损伤的对比研究

选取与汽车碰撞事故发生后人体与发动机罩接触并被抛出的57例电动自行车事故和64例行人事故,用PC-Crash进行再现,读取人体头部、胸部、大腿和小腿4个部位的损伤数据。利用现有模型对所得数据进行验证后,通过处理和对比的结果表明,同等条件下,骑车人头部损伤风险低于行人,当车速低于47km/h时,骑车人胸部的损伤风险高于行人,而当车速高于47km/h时,骑车人胸部损伤风险低于行人。在大多数速度工况下,骑车人下肢损伤风险均高于行人;损伤来源方面,骑车人和行人头部损伤大体上均来源于车辆撞击,骑车人胸部损伤的来源没有明显的倾向性,而行人胸部损伤在车速低于42km/h时主要来源于地面撞击,车速高于42km/h时主要来源于车辆撞击。骑车人下肢和行人大腿的损伤来源于车辆撞击,而行人小腿损伤来源则随车速高低而异。

汽车-摩托车碰撞事故车速及碰撞位置预估方法

为给汽车-摩托车碰撞事故再现提供初始碰撞车速与碰撞位置的预估值,基于Pc-Crash软件所获得的仿真试验数据及支持向量回归方法,得到碰撞车速、车辆制动距离与汽车-骑车人静止位置间距离、汽车-摩托车静止位置间距离、摩托车-骑车人静止位置间距离的回归关系模型。用案例对所得模型进行演示及验证。结果表明,相关模型中决定系数大于0.993,而剩余标准差小于0.003,回归关系显著;用支持向量回归模型所得预估碰撞车速、车辆制动距离与借助Pc-Crash软件再现得到的结果很接近,相对误差均小于2%。

车人碰撞事故中车头参数敏感性分析

为更好地了解车人碰撞事故中车头参数对碰撞后人体动力学响应的影响,实测获得411辆车的车头数据,利用PC-Crash软件仿真试验,获得行人抛距及行人损伤等响应;采用参数敏感性分析方法对车头参数敏感性进行分析。结果表明:8个车头参数对行人动力学响应的敏感性顺序,最高的为前挡风玻璃底端距地面高度,其次为引擎盖长度,最低的为车头前面板长度及保险杠底端距地面高度;给出车头长度、高度和车速对行人动力学响应的敏感性顺序依次为车速、车头长度、车头高度;车头参数与行人动力学响应组合分析显示各个参数对细化后的人体动力学响应的影响程度,前挡风玻璃底端距地面高度最为敏感。该研究对于更好地开展事故再现、痕迹采集及车头设计等均具有实用价值。

面向痕迹采集的汽车-两轮车碰撞事故痕迹参数敏感性分析

为了快速、准确地采集与汽车-两轮车碰撞事故车速鉴定紧密相关的痕迹信息,通过经验分析初步获得车速鉴定所需及时关注的17个敏感参数。为进一步获得这些参数的敏感性,提出了基于随机森林模型的参数敏感性分析方法,并确定了各个需要及时关注的参数取值范围,再用所给方法分析了这些参数的敏感性。分析结果表明,汽车制动距离、骑车人和行人抛距在所有参数中对碰撞速度最为敏感。

基于证据理论的多模型事故再现结果融合

本研究通过引入证据理论对多个模型结果进行融合,探讨了2种基本概率分配(BPA)的赋值方法,同时给出了模型结果为区间时的融合方案。通过一个真实案例的演示表明,选用第一种BPA赋值方法进行融合时本质上是对模型结果取均值,第二种赋值方法则因引入了专家意见而使融合结果更客观;当结果为区间时融合后的结果虽复杂但可获得更多信息。本研究为科学描述多模型结果提供了解决方案,可为进一步提升再现结果的客观性提供支持。

基于人车相互作用时间的人地碰撞损伤防护新视角

采用PC-Crash再现145例人车碰撞事故视频案例,通过调整车辆制动以延长案例中的人车相互作用时间,采集行人抛距、人体各部位损伤及人车相互作用时间等参数并分析所得数据。结果显示:人车相互作用时间与人地碰撞损伤显著负相关;延长人车相互作用时间能显著降低地面所致头部、臀部损伤及车速≥40 km/h的胸部损伤,且不会明显增加地面所致四肢及车辆所致头、胸部和臀部的损伤。研究结果表明可从人车相互作用时间角度出发探索人地碰撞损伤防护的新方法。

区间痕迹下汽车事故再现结果不确定性问题的求解策略

为更好地了解区间痕迹下事故再现结果不确定性分析问题的求解策略,在介绍常用不确定性分析方法后,基于分析和算例给出的求解建议,借助蒙特卡洛法探讨了车速大于事故路段限速值时概率的求解方法;且通过数值算例和真实案例等对相关方法进行了演示与验证。结果表明,不确定性分析方法可分为数值和理论分析两类,对于数值分析类,如对计算时间无要求可直接选用蒙特卡洛法,如对计算时间有要求则可选择遗传算法来满足需求;对于理论分析类,子区间技术是确保各方法所得结果逼近真值的有效方法。另外,若假定区间痕迹服从均匀分布,则可借助蒙特卡洛方法分析车速大于路段限速值的概率。

基于视频的自行车事故特征及控制人致伤因素观察

采用描述统计的方法对184例从网上免费下载的自行车事故视频进行统计分析,探求事故特征及控制人致伤因素。发现自行车事故常发生在白天、晴朗、路面干燥、不需照明且驾驶员视野良好的十字路口;85.4%的碰撞车型为轿车和SUV,碰撞前78.4%的汽车和85.9%的自行车处于直行状态,73.9%的汽车采取了制动措施,汽车碰撞车速集中在5~45 km/h,52.5%的碰撞形态为侧面直角碰撞,汽车和自行车的碰撞部位分别集中在前保险杠和自行车车身,67.2%的控制人第一落地部位为下肢,控制人损伤程度为重伤+的比例为36.0%。致伤因素方面,高的车速、第一落地部位为头部、碰撞部位在前保险杠中部或右侧、事故前未采取应急措施及碰撞形态为侧面碰撞或碾压均会使控制人损伤更严重。低速下重伤+比例高与碾压事故发生概率高有关,不同第一落地部位下损伤程度不同与碰撞车速有关,不同碰撞部位下损伤程度不同与驾驶室的布置和碰撞形态有关。研究结果为国内相关法规的完善提供依据,为后续仿真研究及人体损伤防护提供支持。

基于逻辑回归的老年行人事故致伤因素研究

为了更好地了解老年行人交通事故的特征以及致伤因素,通过网络渠道收集到了事故过程清晰并且完整的166例老年行人车辆碰撞事故视频,并采集了事故时间、地点、道路干湿度、车辆类型、车辆运动轨迹、行人运动学响应及损伤情况等事故信息。166例事故案例中,获得了105例老年行人轻伤、重伤以及死亡的损伤信息。依托所采集到的有效事故数据,通过统计、逻辑回归等方法进行了分析。结果表明:事故多发于白天的无人行道、路面干燥、光照充足处,轿车处于直行状态、车速集中在20~40 km/h,对于行人的碰撞位置主要为侧碰,但碾压事故亦占一定比例;老年行人多为男性、处于行走状态并且在事故中很少对碰撞做出反应;老年行人在通过道路中心线后的事故率明显降低,在未过道路中心线前碰撞发生在道路中部的概率最高;当老年行人头部首先触地时、超低车速(<20 km/h)下、驾驶员在碰撞发生前无反应时、碰撞发生在靠近人行道与/或道路两侧区域时、光照不充足时,更有可能发生重伤以上事故;在事故车辆左转弯过程中,由于冲突点过多及车辆A柱遮挡等导致的事故发生率明显高于车辆右转弯过程,车辆低速下的碾压也比较容易对老年行人造成严重的伤害。