路面狀況和道路線形對(duì)行車安全影響的仿真試驗(yàn)研究.pdf

1、道路作為構(gòu)成道路交通安全的基本因素,對(duì)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(duì)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(gè)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(guò)汽車在某些典型道路環(huán)境中行駛時(shí)的運(yùn)動(dòng)特性(主要是操縱穩(wěn)定性),最終從車輛的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)反應(yīng)來(lái)分析、評(píng)價(jià)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(guò)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(shí)際道路設(shè)計(jì)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(dòng)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(gè)開環(huán)試驗(yàn)。仿真試驗(yàn)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(xiǎn)；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(yàn)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了ISO雙移線開環(huán)仿真試驗(yàn),進(jìn)行了開環(huán)試驗(yàn)與閉環(huán)試驗(yàn)的對(duì)比分析以及不同路面狀況下閉環(huán)試驗(yàn)分析。仿真試驗(yàn)結(jié)果表明:在干燥路面條件下閉環(huán)試驗(yàn)與開環(huán)試驗(yàn)區(qū)別不大,在雨天路面條件下,開環(huán)

4、系統(tǒng)中汽車會(huì)在試驗(yàn)中撞到標(biāo)桿,而閉環(huán)系統(tǒng)能夠通過(guò)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(lái)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(dòng)角速度的突變?cè)黾?路面狀況對(duì)正常駕駛的干擾程度將會(huì)變大。
　　 ⑸以安徽至浙江某公路線形設(shè)計(jì)方案為例進(jìn)行了安全性評(píng)價(jià)試驗(yàn)。試驗(yàn)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(jì)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(jì)道路

5、段事故易發(fā)路段。
　　 ⑸對(duì)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(duì)行車安全的影響。試驗(yàn)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(guò)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,