【摘要】：近年來,隨著我國公路建設(shè)的不斷發(fā)展完善以及汽車保有量的飛速增長,行車安全成為當(dāng)前社會(huì)輿論普遍關(guān)注和亟待解決的問題。與直線路段相比,當(dāng)汽車行駛于圓曲線路段時(shí),容易因側(cè)向失穩(wěn)引發(fā)道路交通事故,而超速行駛又進(jìn)一步增加了事故風(fēng)險(xiǎn)。因此,在圓曲線路段設(shè)置科學(xué)、合理的限速值,對(duì)于改善道路行車安全有著至關(guān)重要的作用。然而,現(xiàn)有的限速策略中,存在著汽車穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)不準(zhǔn)確、輪胎模型過于簡化等問題。針對(duì)上述問題,本文基于汽車動(dòng)力學(xué)理論深入分析汽車在圓曲線路段的側(cè)向失穩(wěn)模式,依據(jù)各失穩(wěn)模式的安全邊界,提出一種圓曲線路段臨界安全車速的理論推導(dǎo)方法,從而為公路圓曲線路段限速策略的制定提供可靠的理論依據(jù)。首先,從汽車穩(wěn)定性出發(fā),分析推算設(shè)計(jì)速度的不足,將汽車側(cè)向失穩(wěn)狀態(tài)解耦為轉(zhuǎn)向失穩(wěn)、失去軌跡保持能力、側(cè)翻三種模式,提出各失穩(wěn)模式安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)。其次,構(gòu)建7自由度非線性整車—圓曲線路段耦合Simulink模型,通過理論推導(dǎo)、回歸擬合得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)的安全邊界。再次,采用Carsim仿真驗(yàn)證不同路面附著系數(shù)和圓曲線半徑條件下各評(píng)價(jià)指標(biāo)安全邊界的準(zhǔn)確性。最后,以大別山斑竹園至天堂寨兩圓曲線路段(樁號(hào)為K46+106.308—K46+267.726、K50+337.028—K50+414.988)為例,基于7自由度非線性車—路耦合模型和各評(píng)價(jià)指標(biāo)安全邊界,修正考慮汽車側(cè)向穩(wěn)定性的推算設(shè)計(jì)速度并提出基于汽車側(cè)向安全邊界的公路圓曲線路段限速策略,比較該限速策略與推算設(shè)計(jì)速度、運(yùn)行速度、設(shè)計(jì)速度等限速策略的差異。結(jié)果表明,當(dāng)路面干燥、潮濕時(shí),采用推算設(shè)計(jì)速度或設(shè)計(jì)速度限速過于保守;當(dāng)路面潮濕、積雪時(shí),運(yùn)行速度往往大于修正推算設(shè)計(jì)速度,應(yīng)降低限速值,以保障行車安全。本文提出的限速策略充分考慮了汽車側(cè)向運(yùn)動(dòng)的非線性特征,可作為面向行車安全、通行效率等公路圓曲線路段限速策略的有益補(bǔ)充。
【圖文】：

第四章 汽車側(cè)向安全邊界精度驗(yàn)證，選擇[Constant target speed]速度控制模塊，通過輸入速度值 中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在制動(dòng)控制方面，考慮到汽車進(jìn)入圓曲線路減速狀態(tài)，在離心力作用下，汽車制動(dòng)時(shí)極易出現(xiàn)失去軌跡保能力甚至出現(xiàn)側(cè)翻等失穩(wěn)現(xiàn)象，故正常行駛狀態(tài)下，汽車在圓動(dòng)，因此，在[Braking: brake contral]制動(dòng)控制模塊中選擇具體設(shè)置界面如圖 4.1 所示。

圖 4.2 基于 Carsim 人—車—路動(dòng)力學(xué)仿真模型Fig 4.2 The driver-vehicle-road CarSim model車側(cè)向安全邊界的驗(yàn)證驗(yàn)證橫擺角速度、前輪側(cè)偏角均值安全邊界的準(zhǔn)確性，首先，基 中建立的人—車—路動(dòng)力學(xué)仿真模型，分別在不同路面附著系數(shù)和件下，獲取汽車在圓曲線路段失穩(wěn)時(shí)橫擺角速度、前輪側(cè)偏角均值偏移量等動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的數(shù)值。然后，通過觀察仿真過程中本文提出橫向力系數(shù)與各自安全邊界之間的關(guān)系，并與 Carsim 中車輛的實(shí)際比較，，驗(yàn)證各指標(biāo)安全邊界的準(zhǔn)確性。過 Carsim 仿真過程中汽車的橫向偏移程度來判斷汽車是否失穩(wěn)。設(shè)軌跡是沿道路中心線行駛，其橫向偏移程度為[74]：0( )( )W tD tW W 為汽車實(shí)際行駛軌跡與道路中心線間的橫向距離，W0為車道寬
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U461.6;U492.8

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本文編號(hào)：2641100