路面狀況和道路線形對行車安全影響的仿真試驗研究.pdf

1、道路作為構(gòu)成道路交通安全的基本因素,對交通安全的影響不容忽視,不良的道路條件很容易誘發(fā)道路交通事故。本文對道路因素中路面狀況的摩擦系數(shù),道路線形的縱坡度和平曲線半徑三個因素進(jìn)行了研究。使用ADAMS／Car仿真軟件,結(jié)合車輛、駕駛員、道路,形成人-車-路閉環(huán)系統(tǒng),通過汽車在某些典型道路環(huán)境中行駛時的運動特性(主要是操縱穩(wěn)定性),最終從車輛的動力學(xué)和運動學(xué)反應(yīng)來分析、評價車輛的行車安全性。本研究主要內(nèi)容包括：
　　 ⑴建立人-車-

2、路閉環(huán)系統(tǒng)。使用MSC ADAMS／Car軟件建立某車型汽車的多自由度虛擬樣機(jī)模型。通過修改道路模型文件,建立反應(yīng)不同路面摩擦系數(shù)的二維平整道路模型；使用ADAMS中道路建模模塊Road Builder,建立反應(yīng)實際道路設(shè)計方案的三維道路模型。在研究駕駛員模型基本理論的基礎(chǔ)上,選用ADAMS中專門的駕駛員模塊ADAMS／Driver,作為本文的駕駛員控制系統(tǒng)。
　　 ⑵結(jié)合車輛動力學(xué)模型和二維平整道路模型,進(jìn)行車輛的單移線仿真和

3、階躍轉(zhuǎn)向仿真兩個開環(huán)試驗。仿真試驗結(jié)果表明:單移線仿真情況下,隨著路面摩擦系數(shù)的降低,側(cè)向位移增大,車輛超出車道,容易產(chǎn)生危險；階躍轉(zhuǎn)向仿真情況下,車速為40 km／h,在雪天路面條件下,車輛將失去控制。
　　 ⑶在ISO雙移線閉環(huán)仿真試驗的基礎(chǔ)上,設(shè)計了ISO雙移線開環(huán)仿真試驗,進(jìn)行了開環(huán)試驗與閉環(huán)試驗的對比分析以及不同路面狀況下閉環(huán)試驗分析。仿真試驗結(jié)果表明:在干燥路面條件下閉環(huán)試驗與開環(huán)試驗區(qū)別不大,在雨天路面條件下,開環(huán)

4、系統(tǒng)中汽車會在試驗中撞到標(biāo)桿,而閉環(huán)系統(tǒng)能夠通過改變方向盤轉(zhuǎn)角修正汽車的側(cè)向位移；車輛在閉環(huán)控制下,可以很好的修正路面濕滑帶來的側(cè)向偏移,但是隨著路面摩擦系數(shù)的降低,方向盤轉(zhuǎn)動角速度的突變增加,路面狀況對正常駕駛的干擾程度將會變大。
　　 ⑸以安徽至浙江某公路線形設(shè)計方案為例進(jìn)行了安全性評價試驗。試驗結(jié)果顯示該路段前段線形較復(fù)雜,行車較為困難,應(yīng)優(yōu)化線形設(shè)計指標(biāo)；該路段后段車輛行駛速度變化較大,駕駛員操縱也比較困難,是該設(shè)計道路

5、段事故易發(fā)路段。
　　 ⑸對道路后段中的彎坡路段進(jìn)行分析,分別分析了縱坡路段的縱坡度和彎道路段的圓曲線半徑對行車安全的影響。試驗結(jié)果顯示在本節(jié)道路模型其它參數(shù)指標(biāo)不變的情況下,隨著縱坡度的增加,汽車滑行至坡底的速度隨之增加,導(dǎo)致車輛進(jìn)入彎道的速度和側(cè)向加速度增加,當(dāng)縱坡度達(dá)到6％后,汽車不能安全通過該彎道路段；在其它道路參數(shù)指標(biāo)不變的情況下,隨著彎道圓曲線半徑的減小,汽車的側(cè)向加速度和方向盤轉(zhuǎn)角增大,汽車左右輪的側(cè)向力差值變大,