寒地城市快速路冰雪路面交通流特性研究

利用视频检测系统采集城市快速路冰雪路面上的交通数据,对城市快速路冰雪路面交通流特性进行了研究;分析了冰雪路面对道路交通安全影响,探讨了城市快速路冰雪路面上车速变化、车头时距分布特性,对比分析了冰雪路面与非冰雪路面上城市快速路交通流量与速度的关系,并建立了冰雪路面快速路交通流量与速度关系模型.研究成果将对寒地城市快速路的运营、管理和评价提供科学依据和数据支持.     

冰雪路面城市快速路跟驰模型研究

针对冰雪路面城市快速路的跟驰模型进行了研究。首先对两种常见的冰雪路面进行了交通调查。根据调查结果对不同冰雪路面城市快速路交通流的自由流速度、平均速度、速度分布,相邻跟驰车辆的车头时距、车头时距与相对速度的相互关系等微观特性进行统计分析,定量地研究不同冰雪路面形态对城市快速路跟驰行为的影响。其次,对不同类型的优化速度函数特征进行对比分析,依据Greenshields速度-密度关系建立期望车速模型,依据车辆不同跟驰状态建立冰雪路面最小安全距离模型,并由此构建冰雪路面优化速度模型。基于现有跟驰理论研究成果,以线性跟驰模型建模思想对全速度差模型进行改造,结合冰雪路面优化速度模型构建适用于冰雪路面的新跟驰模型。最后,利用实测数据对模型参数进行标定,并通过设计实验分析模型的稳定性、加速度非对称性。同时,利用调查数据对新模型和全速度差模型进行模拟分析,结果证明该模型更贴近冰雪路面城市快速路实际交通流,可以为冰雪路面下交通管理措施的制定提供理论支持。     

非对称路面对制动效能影响的仿真分析

针对传统制动性能分析并未涉及路面因素,提出将路面激励非对称度作为制动性能影响因子,利用Carsim联合Simulink对非对称路面下车辆制动效能进行仿真分析。以典型路面激励作为参考基准,在Simulink中构建路面激励可控的车辆制动模型。为保证前后车轮能够以相同概率遍历同一路面,依据车速和轴距确定时间延迟;根据模型计算出的当量方向盘转角界定非稳态制动跑偏,对不同路面激励下的制动减速度、制动距离进行仿真分析;并对路面激励的相关系数与跑偏车速以及制动衰减时间之间的关系进行分析。结果表明:在车速一定情况下,路面的非对称度与制动减速度波动性正相关,与制动距离负相关,且左右路面存在非对称度时,车辆更容易达到非稳态跑偏的临界车速,制动衰减时间与跑偏车速对相关系数在0~0.2内的路面激励特别敏感。     

雀儿山隧道温泉热能融化洞口段路面冰雪的可行性

高海拔隧道冬季洞口路面积雪结冰,极易诱发交通事故发生,威胁行车安全。为分析高海拔隧道温泉热能融化洞口段路面冰雪可行性,开展雀儿山隧道气候与温泉温度变化长期监测,通过模型计算和现场测试研究了温泉管道热源对冬季冰雪影响。结果表明:提高入口温泉温度,减小管道间距有利于高效融化路面冰雪,对比优选出间距24 cm、埋深10 cm、管径2 cm不锈钢管的路面下温泉管道布置参数。现场测试发现30℃温泉24 h能明显融化路面上方3.5 cm厚冰雪,在10～12 cm积雪环境下温泉管道能够保障上方路面无冰雪堆积,保障道路行车安全。研究成果可为利用可再生的温泉热能保障高海拔和寒区隧道洞口路面冬季行车安全提供了借鉴。     

车轮随机动载与路面及车速相互关系的研究

文章利用车辆的两自由度模型 ,分析了车速与路面不平度对车轮随机动载的功率谱密度和方差变化趋势的影响。同时也分析了车轮随机动载的大小对路面疲劳应力的影响 ,指出了不同的车速和路面状况引起的路面动力反应及损伤变化规律的不同 ,提出了针对路面状况来调整车速可以降低车轮随机动载 ,从而达到减轻对路面损伤的要求。     

滤波白噪声路面时域模拟方法与悬架性能仿真

为合理模拟路面时域模型,通过路面不平度空间功率谱密度分析路面频域模型,并由路面频域模型推导路面时域模型的滤波白噪声数值模拟方法.提出了采用滤波白噪声方法模拟路面时域模型时,改变仿真车速的同时需调整白噪声采样频率使之与车速相配.通过分析生成的路面时域模型的空间功率谱密度,验证了路面时域模型的准确性.比较只改变车速和所提出的改变车速并调整相应白噪声采样频率模拟的路面时域模型的高度历程、频谱和空间功率谱密度,得到了后者模拟方法更符合标准等级路面的结论.并通过仿真,分析比较了某1/4车辆悬架模型在不同方法生成的路面时域模型输入下的系统响应精确性,体现了所提方法的重要性.     

季节性冰雪蓄冷技术在建筑空调中的应用

为研究季节性冰雪蓄冷技术在建筑空调中应用的可行性,在稳态传热及集总参数分析方法基础上,建立了圆柱形地下储库冰雪储存与释冷过程的数学模型,并得出模型的分析解。运用该模型对北京市商场、办公楼、宾馆和医院四类典型建筑应用季节性冰雪蓄冷技术进行空调供冷的特征参数进行了计算。提出了冰雪蓄冷匹配系数的定义,分析了其在不同储冰初始温度及年平均单位面积冷负荷条件下的变化规律。计算表明,冰雪蓄冷匹配参数主要受年平均单位面积冷负荷影响,而受储冰初始温度影响较小。     

汽车-路面-路基系统动态响应及参数分析

为了研究汽车与公路路面的相互作用机理,采用二自由度四分之一汽车悬架模型模拟汽车系统,用无限长Bernoulli-Euler梁模拟公路路面,用Kelvin黏弹性地基模拟公路路基,同时对汽车和路面建模,构成二维汽车-路面-路基系统.通过线性振动理论、积分变换和广义杜哈梅积分得到了汽车和路面的动力响应解析解及路面响应在时间域和空间域的分布规律.另外,分析了车速、地基反应模量、地基阻尼系数、悬架刚度、悬架阻尼、轮胎刚度和轮胎阻尼7个参数对路面动力响应的影响.结果表明,地基反应模型的影响最大,而车速的影响与地基阻尼系数密切相关.     

冬季道路养护场站空间布局优化研究

撒布融雪剂是国际上较常用的一种路面除冰雪的手段,可以通过降低冰雪融点清除积雪及积冰.优化储存融雪剂和融雪剂撒布车辆的场站布局可以提高养护作业的效率和减少作业成本,从而降低融雪剂对环境的影响.虽然场站布局属于战略层面的规划问题,但它必须有效考虑操作层面的车辆路径规划问题.根据选址-路径问题(Location-Routing Problem)建立冬季道路养护场站的选址模型,并用两阶段TABU禁忌搜索算法进行求解.长春市的案例分析结果证明了模型的有效性.     

北方林区冰雪路面平面线形驾驶员心电特性研究

我国北方林区由于地形复杂和森工企业自建道路等级较低等因素导致北方林区道路直线段长度短、平曲线半径小等特点,再加之冬季冰雪路面附着力小,制动与转向控制困难等因素的作用,从而使驾驶员行车时承受了很大的心理压力。进行了北方林区公路冰雪道路上6位驾驶员的心电实驾试验,分析了驾驶员在直线路段和曲线路段行驶时其心率的变化情况,得出了驾驶员在冰雪路面上行车时的心率增长率随直线段长度和平曲线半径大小的变化规律,并建立了直线段长度和平曲线半径与驾驶员心率增量的数学回归模型,为下一步研究驾驶员的心电指标变化规律提供理论参考。