排水性路面在山区高速公路中的应用

为了客观、准确确定排水性路面的矿料级配及其最佳沥青用量,以20%的空隙率为目标空隙率,通过空隙率与2.36mm通过率的关系研究了矿料的级配;以混合料的流淌试验和飞散试验确定了最佳用油量,并对根据马歇尔试验结果对混合料级配进行了调整,在此基础上形成了排水性沥青混合料配合比组成设计方法。室内试验和试验路的研究结果表明,排水性沥青混合料的各项路用性能均满足规范要求。     

高速公路服务区加速车道长度对驾驶舒适性的影响

为明确不同长度加速车道对驾驶员舒适性的影响,从驾驶员角度设计实车实验,通过眼动仪采集不同长度高速公路服务区加速车道下的注视时间百分比、平均注视时间、扫视幅度、眨眼率、瞳孔尺寸和心率增长率等生理指标,使用多元线性回归方程对数据进行分析与建模,描述不同长度高速公路服务区加速车道下眼动指标与心率增长率的关系,以紧张度为中间量对驾驶舒适性进行分析。结果表明：在不同长度高速公路服务区加速车道下,平均注视时间、扫视幅度、瞳孔尺寸与心率增长率存在显著相关性,而注视时间百分比、眨眼率与心率增长率显著性不足;基于心率增长率将驾驶舒适性划分为3个等级,阈值为32.120和37.900;加速车道长度对驾驶舒适性有负向影响,在长度较短的加速车道上行驶时,驾驶员表现为紧张甚至恐惧,易发生误操作,安全性较差。     

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.     

基于广义路谱与常规车速的轿车平顺性评价研究

为了研究基于一定路面谱下常规车速对轿车平顺性的影响,在ADAMS/CAR多体系统下,基于实际车型的主要特性参数建立包含悬架等子系统的多体整车模型,参照相关车辆平顺性道路试验方法,探讨了路面谱的建立方法,对3种常规车速工况进行平顺性仿真分析,分别获取各车速下的三轴向加速度时间历程,利用MAT-LAB编制程序计算各车速下三轴向总加权加速度均方根值;在类同于B级路面谱的某机场路进行3种稳速工况下道路试验,同样可获取各车速工况下三轴向总加权加速度均方根值.对比研究发现,总加权加速度均方根值随车速的变化趋势基本一致,且车速变大时平顺性降低,表明仿真试验与道路试验的一致性较好.     

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。     

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。     

振动的时效性对道路行驶舒适性评价的影响

将每个振动时刻对应于评分时刻均有一个时滞的多对一情形转化为每个过程只有一个代表时滞与之对应的一对一情形,并检验和回归了代表时滞对主观评分的影响.在考虑时滞的基础上,使用分数阶微积分以考虑每个振动时刻之前的历史过程,选取预测主观评分精度最好的阶次为最优阶次.结果表明,较短的时滞不会影响评分结果,但较大的时滞能显著降低主观评分,使用结构行为学方程能较好地拟合两者的关系.对按频率加权的主轴加速度、旋转轴角速度分别取0.7、0.3阶积分可降低11.9%的预测误差,这反映人对振动的累积过程比较敏感.     

车辆行驶平顺性的计算机辅助分析

介绍了作者开发的平顺性计算机辅助分析程序,能对二维五自由度,三维八自由度非独立悬架或独立悬架车辆的振动模型进行平顺性计算,分析评价及系统特性参数修改。该程序用Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ５．０语言编写,运行于Ｗｉｎｄｏｗｓ９５环境下,与以往运行于ＤＯＳ环境下的同类程序相比,操作更为直观方便,功能和适用性更强,最后给出了某四轮农用运输车的平顺性计算和评价结果,并作了试验验证。     

基于驾驶模拟实验的山区高速公路运行速度建模

提出以连续变化的道路上下游设计参数为自变量的运行速度曲线建模方法.研究基于高仿真驾驶模拟实验采集山区高速公路自由流车速,提取运行速度曲线,以当前位置上下游的坡度、曲率、超高和动态视距值为模型自变量,构建通用的运行速度预测模型.模型结果表明路段的平均坡度、平均曲率、最大超高值以及是否存在反向曲线会显著降低当前位置的运行速度,且下游路段越曲折,驾驶员越倾向于提前减速.通用运行速度回归模型的R~2为0.74,模型训练集和测试集的预测平均绝对误差均小于3 km·h~(-1).研究提出的运行速度曲线建模方法充分利用驾驶模拟器高精度速度数据的优势,提供了一种面向连续车速数据的建模思路,验证了通用运行速度预测模型的有效性.     

基于ADAMS／Car微型观光电动汽车典型路面平顺性仿真

基于国内以传统汽车底盘为基础进行改装设计所研制的电动汽车出现平顺性差等缺点,以唐山市电动汽车重点实验室前期研制的微型观光旅游电动汽车为基础,建立整车ADAMS／Car虚拟样机模型。使此微型电动汽车以一定车速驶过长坡形凸块路面和三角形凸块路面进行典型路面的平顺性仿真分析。在后处理模块中绘制汽车质心垂向加速度特性曲线,进而评价此车平顺性能。为今后改善电动汽车各方面性能提供一定的理论数据基础。     

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.     

基于驾驶员心率的高速公路纵坡路段驾驶舒适度评价

为了量化分析高速公路纵坡路段的驾驶舒适度,进行实车试验,采集驾驶员心生理数据、道路参数以及车辆运行速度数据。运用傅里叶变换转化驾驶员心率随机信号来研究心率变化的规律。采用偏相关分析,确定上、下坡路段影响驾驶员心率增长率的显著性因素。以交通工程学、人因工程学和心理学为基础,探究坡度和速度差对驾驶员心率增长率的影响,构建了基于心率增长率阈值的驾驶舒适度评价模型。研究结果表明：坡度、速度差与驾驶员心率增长率显著相关,而坡长与驾驶员心率增长呈弱相关;上坡路段行车时驾驶员心率增长率主要分布在15%～32%之间,坡度对驾驶舒适度影响较大;下坡路段行车时驾驶员心率增长率主要分布在15%～35%之间,速度差对驾驶舒适度影响较大。研究结果可为高速公路纵坡路段安全管理提供理论依据。     

基于自然驾驶数据的变道切入行为分析

基于上海自然驾驶数据,建立变道切入行为自动化提取标准,得到4 734个行为片段.从变道切入准备、实施过程以及对后随车的影响等方面解析变道切入行为特征.结果表明,规避原车道前方慢车是车辆采取变道切入行为最主要的原因;中国驾驶员的变道切入持续时间与转向灯使用比例均小于美国,表现出较为激进的驾驶风格;近15%的后随车驾驶员在前车变道切入时速度增幅超过10%,表现出明显的不礼让或不容忍.相比于高速公路和快速路,地面道路的变道切入行为对后随车的影响更大,危险程度也更高.     

基于自然驾驶数据的匝道行驶典型场景聚类分析

匝道行驶由于存在潜在的车辆间交通冲突,对自动驾驶汽车来说是一项挑战,因此,有必要对匝道的典型场景开展研究,以便应用于自动驾驶汽车的开发和测试。基于自然驾驶数据（naturalistic driving data, NDD）研究了匝道行驶典型场景。首先,通过对车辆在匝道上交互时的3个主要元素进行定义,包括初始状态（initial state, S）、驾驶动作（driving action, A）和交互性能（interaction performance, P）,并以此来描述车辆的交互行为;然后,选取用于表征A和P的变量作为聚类特征,通过基于Calinski-Harabasz（CH）指数的K-means聚类方法获得8种聚类结果,根据聚类结果对各变量进行分析,得到4种典型的交互方式;再后,通过分析表征初始状态的变量,运用置信椭圆提取典型的逻辑场景;最后,基于逻辑场景随机选择两个具体场景对自动驾驶系统（autonomous driving system, ADS）进行测试和评估。结果表明,运用研究获得的匝道行驶典型场景进行测试,可揭示自动驾驶汽车与其他交互车辆间的交互能力,说明基于NDD并运用聚类分析方法生成的匝道行驶典型场景是有效的。     

基于虚拟样机技术的摩托车平顺性仿真

建立了一种基于虚拟样机技术的摩托车整车的虚拟动力学模型，并对虚拟动力学建模系统中零件之间的连接关系处理、动载荷的合理施加等技术难点进行了研究；通过输入路面载荷谱，分析了摩托车的平顺性能，并对结果进行评价和优化，大大提高了摩托车的设计质量，该方法为摩托车产品的开发及改进提供了有力的手段。     

不同平顺性评价指标对悬架最优阻尼比的影响

为研究不同汽车平顺性评价指标对悬架最优阻尼比的影响,以1/4汽车悬架线性模型为研究对象,采用MATLAB/Simulink软件建立路面不平度时域模型及悬架二自由度模型。首先仿真验证路面不平度时域模型的准确性;接着分别采用加速度均方根值和频率加权加速度均方根值作为平顺性评价指标计算最优阻尼比并进行比较,研究表明考虑加权作为评价指标的最优阻尼比小于未考虑加权作为评价指标的最优阻尼比,且两个评价指标下的最优阻尼比均与路面等级和车速无关;最后提出了同时考虑加权加速度均方根值、动挠度均方根值、车轮动载均方根值的综合平顺性评价指标,研究了基于该指标下不同路面不同车速的最优阻尼比,结果表明,采用综合平顺性评价指标时的最优阻尼比与路面等级和车速相关。研究结论为车辆悬架阻尼优化及控制提供了依据。     

基于虚拟样机技术的汽车平顺性仿真研究

以某双横臂悬架汽车为研究对象,运用虚拟样机技术,建立前悬架虚拟样机模型.通过虚拟仿真,得到其前轮定位参数,揭示其运动学规律.基于ADAMS/Car建立整车仿真模型;建立粗糙水泥路面随机激励及脉冲路面激励,并分别进行汽车平顺性仿真.得到相应的人体振动加权加速度均方根值和座椅处的最大垂向加速度,分别对随机路面激励和脉冲路面激励下的汽车平顺性进行评价.结果表明:随机路面激励下汽车具有较好的平顺性,脉冲路面激励下对乘员健康无危害.