加速度变化对道路平面线形行车舒适性评价方法

公路行车舒适性与平面道路线形密切相关,在分析车辆在不同道路线形下运行特性的基础上,提出采用加速度和加速度变化对道路平面线形舒适性评价的方法,阐述横向加速度、轴向加速度与舒适性的关系及评价指标。通过分析加速度的变化对舒适性的影响,建立加速度变化率模型和加速度干扰模型。用加速度干扰表示速度摆动大小和变化频繁度,给出在直线、缓和曲线、圆曲线路段上加速度干扰的离散化模型。通过对不同道路线形的实例仿真,定量分析加速度变化率对舒适性的影响,以加速度干扰大小分析不同线形路段条件对行车舒适性的影响程度及变化趋势,并针对不同道路线形给出提高舒适性的改善方法。仿真结果表明,该评价方法为检验道路平面线形舒适性提供了参考依据。     

基于加速度干扰的圆曲线上行车舒适性的研究

车辆速度的变化影响到行车舒适性,而加速度干扰正是对车辆速度变化的描述,因此加速度干扰可作为行车舒适性的定量评价指标.选择平面线形中三要素之一的圆曲线上的行车舒适性进行研究,将车辆的加速度按水平和竖直方向进行分解,结合加速度干扰理论,分别建立2个方向的分加速度干扰模型.根据人体对不同振动方向的敏感程度不同,给予不同的计权系数,建立了圆曲线上合加速度干扰模型.最后,选用实际圆曲线道路进行实例仿真,并分析加速度干扰值的变化过程及行车舒适性,分析结果表明圆曲线半径和行车速度均对行车舒适性有较大影响.新模型既可为全面准确评价行车舒适性提供定量的计算表达式,又可在圆曲线道路设计时提供一定的参数设计依据.     

基于加速度干扰的路面平整度评价与行车舒适性研究

公路路面平整度与行车舒适性密切相关。在分析路面平整度评价指标的基础上,提出了用垂直方向振动加速度干扰来评价公路路面的行车舒适性。结合路面的正弦波理论,建立垂直方向的振动加速度干扰模型,最后,通过实例仿真,将模型应用于行车舒适性评价,并分析路面振幅、波长与速度对加速度干扰及行车舒适性的影响。新模型的建立既能为行车舒适性提供准确的评价指标,达到定量分析的目的,又能在道路路面设计阶段提供一定的参数设计依据。     

基于横、轴、竖加速度干扰模型的行车舒适性评价

由于加速度干扰可以用来描述车辆速度摆动,而车辆速度摆动又恰与乘车舒适性紧密相关,因此加速度干扰可用作乘车舒适性的定量评价指标.从横、轴、竖三个方向建立了新的加速度干扰模型,从而能为乘车舒适性做出准确的评价预测及提供合理的数学模型,达到定量分析的目的.     

直圆连接路段K型线与回旋线对比分析

为了从多个维度对比直圆连接路段回旋线与K型线的差异,分析对比K型线与回旋线在横向运动、侧倾运动和横摆运动3个自由度下的动力学差异,验证K型线作为缓和曲线的可行性的同时,研究分析车辆在基于K型线的直圆连接路段上的行车稳定性。利用K型线航向角特点,从微分和解析几何角度分析验证K型线和回旋线的曲率及曲率变化率状态。利用动力学软件CarSim对5种基于不同设计速度建立的道路模型进行仿真模拟,选取车辆横向加速度、车辆侧倾角、车辆横摆角及车辆方向盘转角4个指标作为评价依据,分析车辆在由2种不同缓和曲线连接的直圆连接路段上行驶时,其行车稳定性、驾驶人舒适性的状态差异。采用熵值法对各指标进行赋权,综合比较由K型线和回旋线连接的直圆路段的优劣。研究结果表明：K型线具有曲率及曲率变化率连续的优点;在设计指标相同条件下,K型线上车辆的各维度稳定参数均满足现有《公路路线设计规范》(JTG D20—2017)要求,且优于回旋线;随着设计速度的减小,K型线与回旋线之间的差异愈加明显,K型线在行车稳定性和舒适性方面的优势愈显著;在设计速度相同的前提下,K型线在驾驶稳定性、驾驶人行车舒适性方面整体优于回旋线;在设计速...     

基于小客车运行特性的立交桥出口匝道安全性研究

为研究立交桥出口匝道的行车安全性,以模拟驾驶实验为手段,利用Uc-win/Road软件构建出口匝道三维道路场景模型,对7名驾驶员在三维道路上进行模拟驾驶行车数据采集。把采集的行车速度、横向加速度、纵向加速度等参数进行运行特性分析。运用速度一致性原理对出口匝道特征点运行速度值进行分析,发现|ΔV85|大部分小于10km/h,出口匝道线形具有良好的舒适性。同时运用加速度变化率法对出口匝道进行安全性分析,得到出口匝道特征点横向加速度变化率在安全性与舒适性 αh≤0.6m/s3的要求内。最终为立交桥出口匝道安全性研究提出一种新的思路。     

基于小客车运行特性的立交桥出口匝道安全性分析

为研究立交桥出口匝道的行车安全性,以模拟驾驶实验为手段,利用Uc-win/Road软件构建出口匝道三维道路场景模型,对7名驾驶员在三维道路上进行模拟驾驶行车数据采集。把采集的行车速度、横向加速度、纵向加速度等参数进行运行特性分析。运用速度一致性原理对出口匝道特征点运行速度值进行分析,发现|ΔV85|大部分小于10 km·h~(-1),出口匝道线形具有良好的舒适性。同时运用加速度变化率法对出口匝道进行安全性分析,得到出口匝道特征点横向加速度变化率在安全性与舒适性αh≤0. 6 m·s~(-3)的要求内。最终为立交桥出口匝道安全性研究提出一种新的思路。     

互通式立交出口匝道分流鼻端平纵组合指标研究

为研究不同平纵线形指标条件下的互通式立交出口匝道分流鼻端行车安全性,采用小客车行车动力学仿真的方法,建立人、车、路仿真模型.通过改变分流鼻端的圆曲线半径、纵坡坡度,模拟不同条件下的行驶工况,分别对分流鼻端进行了平面线形和纵断面线形研究,得出不同工况条件下的车辆侧向加速度的响应输出,分析不同线形指标参数对分流鼻端行车安全的影响.研究结果表明:在匝道出口分流鼻端处,长缓和曲线+小半径圆曲线线形组合安全性优于短缓和曲线+大半径圆曲线线形组合.当主线设计速度为120 km/h(分流鼻处的设计速度为70 km/h),纵坡为-5%时,车辆的侧向加速度最大值为0. 58g,此时车辆侧滑危险性较大,建议设计中分流鼻端纵坡小于等于-4%.为保障分流鼻端行车安全,主线设计速度为120 km/h时,分流鼻端圆曲线半径为350 m,则纵坡应小于-3. 5%;当圆曲线半径为300 m,则纵坡应小于-3%.主线设计速度为100 km/h时,分流鼻端圆曲线半径为300 m,则纵坡应小于-4%;圆曲线半径为250 m,则纵坡应小于-3. 5%.     

基于心生理反应的山区高速公路线形安全分析

山区高速公路受地理环境限制呈现地形高差大、线性组合多等特点,其复杂的线形使驾驶人的心生理发生变化,行车风险增大。为提高山区高速公路的行车安全性,选取16名驾驶员在典型山区高速公路纵坡路段、平曲线路段和弯坡路段进行驾驶试验,结合驾驶模拟技术和计算机仿真技术采集心率、速度等参数,探究心率增长率与坡度、平曲线半径、线形组合指标、速度差和交通量之间的关系。结果显示：纵坡路段坡度＞3%时,在下坡速度差大于17.6 km·h-1、上坡速度差大于18.5 km·h-1条件下驾驶员心率增长率均超过舒适阈值,处于紧张状态;平曲线路段平曲线半径>0.65 km时,心率增长率处于舒适阈值范围内,平曲线半径<0.65 km时,心率增长率处于紧张阈值范围内;弯坡路段上坡方向线性组合指标大于6、速度差大于14.8 km·h-1,下坡方向线性组合指标大于4.7、速度差大于16 km·h-1时,驾驶员均处于紧张状态。建立道路线形安全评价模型,并通过实测数据对模型进行验证,为山区高速公路的交通安全建设与管理提供了理论依据。     

基于D-S证据法的路面行车舒适性综合评价方法

路面行车舒适性主要受路面平整度的影响,目前主要有主观感受、行车振动以及驾乘人员的心生理变化3种评价方法.由于测试对象、测试方法及评价标准不同,不同方法对路面行车舒适性评价的准确性不同,评价结果也有一定的差异.为了提升路面行车舒适性评价的准确性和客观性,文中利用平整度范围为1.06～5.53 m/km的12条沥青路面的室外乘车试验结果,提出了采用D-S(Dempster-Shafer)证据法对3种评价方法进行决策融合的路面行车舒适性综合评价方法.研究结果表明:采用D-S证据法建立的基于路面平整度的行车舒适性综合评价体系能够显著降低各评价方法的不确定性,验证了模型的有效性,得到了综合3种舒适性评价方法的路面平整度绝对阈值;速度对综合评价体系的不确定性下降比例有重要的影响,符合实际情况.     

侧向风作用下跨座式单轨车辆运行平稳性研究

 针对侧向风作用下跨座式城市单轨车辆的运行平稳性问题,利用多体动力学软件Adams 建立跨座式单轨车辆“车体-轮胎-轨道梁”耦合系统动力学模型,基于空气动力学原理,研究了侧向风风压中心随着车辆运动过程的变化情况,并对不同车速、风速、轨道梁线形下跨座式单轨车辆在侧向风作用时的运行平稳性进行仿真计算和对比分析,结果表明,车速和风速的变化对在侧向风条件下的跨座式单轨车辆横向加速度影响很大,会进一步影响车辆的运行平稳性,且当车速或风速过大时,车辆不满足平稳性指标,会发生失稳现象。     

基于智能手机的公交运行舒适性测度指标研究

为量化分析公共汽车运行过程中行驶平顺性以及车体振动状态对乘车舒适性的影响.以智能手机作为数据采集终端,通过对速度、经纬度数据的统计分析构建表征平顺性的多维变量,并以主成分分析法降维获得平顺舒适性指标;另一方面,通过对高频采集的加速度数据进行傅氏变换构建振动舒适性指标.该研究弥补了以往研究中忽略车辆运行状态对舒适性影响的不足.通过多项Logit回归法分析调查数据表明,该研究基于智能手机采集数据所构建的舒适性测度指标值能客观反映乘客对公交运行状态的舒适性主观感知.     

路桥过渡段容许台阶高度的确定

为确定路桥过渡段的容许台阶高度,对车辆通过路桥过渡段时的整车舒适度和车桥安全性进行了研究.以平均加权加速度均方根值作为整车舒适度指标,以车轮动力荷载最小值作为车辆安全性指标,以局部冲击系数作为桥梁安全性指标,提出了一种基于整车舒适度和车桥安全性的容许台阶高度确定方法.分析了车速和台阶高度等因素对整车舒适度和局部冲击系数的影响.结果表明:对高速公路和一级公路,整车舒适度对容许台阶高度的要求更为严格,其次是车辆安全性.对二级公路,容许台阶高度各控制指标的严格程度由高到低依次为:整车舒适度、桥梁安全性和车辆安全性.对二级以下公路,其严格程度由高到低依次为:桥梁安全性、整车舒适度和车辆安全性.该方法从车辆舒适度、车辆安全性及桥梁安全性对台阶高度提出了更合理的控制标准.     

满载汽车动力学模型及仿真

以某款轿车为研究对象,建立12自由度汽车乘坐动力学模型,通过达朗贝尔原理推导动力学方程.首先,采用滤波白噪声法建立路面不平度时域模型,生成的C级路面随机激励高程变化在-0.05~0.05 m范围以内,符合实际路面.然后,在Simulink中建立人-车-路系统仿真模型,对轿车在不同车速下不同位置的人体振动响应进行仿真分析,并进行舒适性评价.最后,进行实车试验,验证模型的正确性.结果表明:在50 km·h^-1车速下,所有乘员的主观感受为稍有不舒适;随着车速的增加,前排乘客和驾驶员稍有不舒适的主观感受越来越强,而后排乘客的主观感受由稍有不舒适增加到有些不舒适.     

自适应模糊控制车辆悬架系统试验

根据车辆操纵稳定性及行驶平顺性的评价标准，以车辆系统的簧上质量加速度、车轮动栽荷和悬架动挠度为主要评价指标，针对路面-车辆系统特点，提出一种以解析方法确定模糊控制规则的算法，利用LMS自适应模块调整模糊控制器的修正因子，提高模糊控制算法对路面一车辆系统的适应性，在以路面信号作为激励源的仿真过程中，与自适应控制悬架系统相比较，簧上质量加速度峰值减至1／20．对简化车辆模型，在2DOF系统试验台架上进行了试验验证，对比结果进一步证明自适应模糊控制方法更适合车辆悬架系统的振动控制，     

载人月球车馈能悬架技术及其AMESim仿真分析

基于载人月球车对行驶速度、乘坐舒适性及能量储备的要求,提出一种滚珠丝杠式馈能悬架技术方案。分析了其结构、馈能原理及悬架输出力,利用AMESim软件建立了传统悬架系统和馈能悬架系统模型,在阶跃激励和正弦激励下仿真了其车身加速度和车轮动载。结果表明,馈能悬架系统的两项评价指标较传统悬架小,其平顺性和稳定性更好,能够为可靠的月面运行提供保障。     

基于Matlab分析的路面平整度控制方法

为了在摊铺过程中控制和实现路面的平整度要求，从路面平整度的均方差评价指标及其测量方法出发，用Matlab开发了相应的模拟计算程序，分析了平整度均方差值与理想的正弦波形不平整路面的波长、幅值之间的定量关系，并根据车辆与路面相互作用时的行驶舒适性要求，确定了平整度指标、路面状态参数以及行驶舒适性三者之间的定量关系。分析结果给出了既满足给定的平整度指标又满足行驶舒适性要求的路面波长与幅值的取值范围，从而为定量控制路面平整度提供了一种新思路和方法。     

汽车一般双轴悬架模型及其平顺性分析

对前后悬架幅频特性不同，悬挂质量分配系统不等于1的一般的汽车双轴悬架模型，由于前后悬架存在动力学上的耦合，单纯采用微分方程分析会出现困难，笔者采用动力学微分方程转化为状态方程的分析方法，将前后轮双输入折算为前轮单输入，从而方便地求出车身上任一点垂直加速度对前轮路面不平度速度输入的幅频特性和车身俯仰角加速度对前轮路面不平度速度输入的幅频特性，基于此方法，分析了不同的悬挂质量分配系数对一般双轴模型平顺性的影响。