高速公路苜蓿葉型立交環(huán)形匝道側(cè)滑事故仿真研究
發(fā)布時間：2021-04-13 02:08
環(huán)形匝道是一類事故高發(fā)的互通立交匝道,為得到環(huán)形匝道的事故發(fā)生機制,以宜瀘高速公路白鶴林樞紐互通對象,在Carsim軟件環(huán)境下建立該互通的三維數(shù)字模型,模擬車輛在主線-匝道-主線的完整運行過程,在仿真中改變汽車行駛工況和道路運行條件,得到了環(huán)形匝道行駛的臨界條件并提出了安全改善對策,主要結(jié)論如下:超速行駛對車輛匝道行駛穩(wěn)定性及車輛側(cè)向偏移量有顯著影響,超速程度越嚴重,車輛在匝道上的側(cè)滑風險越高。路面條件對行駛穩(wěn)定性影響較大,車輛行駛超速20%,在較差的道路條件下（路面有積水、浮雪、霜等）,也可以安全行駛,車輛側(cè)滑的風險較低;行駛超速50%,車輛在稍差的道路條件下（路面濕潤）,可以完成行駛,但存在較高的側(cè)滑風險;超速70%,即使在干燥路面（路面附著系數(shù)0.65）行駛也一定會發(fā)生側(cè)滑;即超速程度越高,道路附著系數(shù)對車輛側(cè)滑影響越大。車輛超速進入匝道時,駕駛員減速操作的起點位置對側(cè)滑存在較大影響,減速起點距離匝道圓曲線越近,側(cè)滑風險水平越高。
【文章來源】：交通信息與安全. 2020,38(03)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：8 頁
【部分圖文】：
仿真道路及行駛路徑Fig.2thesimulatedroadandthetargetpath1.4車輛模型JY匝道主線
μ(z)為峰值附著系數(shù)；Fyi(z)為輪胎側(cè)向力；Fzi(z)為輪胎垂直力，i=L1，L2，R1，R2，分別表示左前輪、左后輪、右前輪、右后輪。以40km/h（匝道限速值）為基礎(chǔ)車速值，根據(jù)匝道測速結(jié)果的分布區(qū)間使車輛以超速0%，20%，50%，70%完成從高速主線到匝道D的定速行駛，即仿真速度為40km/h,48km/h,60km/h,68km/h。從仿真輸出結(jié)果提取出車身側(cè)偏角、橫向加速度、軌跡坐標等汽車運行參數(shù)，然后計算出軌跡橫向偏移量、橫擺角速度、峰值附著系數(shù)等指標值得連續(xù)量，見圖3。（a）質(zhì)心側(cè)偏角（b）側(cè)向側(cè)偏量（c）橫擺角速度（d）臨界附著系數(shù)2.521.510.50-0.5-1車身側(cè)項角/（°）050100150200250300350400距離/m限速超速20%超速50%超速70%050100150200250300350400距離/m軌跡偏移值/m0.20-0.2-0.4-0.6-0.8-1-1.2超速70%超速50%超速20%限速限速超速20%超速70%超速50%超速70%超速50%超速20%限速橫擺角速度/（°/s）50-5-10-15-20050100150200250300350400距離/m050100150200250300350400距離/m0.70.60.50.40.30.20.10峰值附著系數(shù)圖3不同超速程度下的匝道D車輛運行狀態(tài)Fig.3VehiclerunningstatusunderdifferentoverspeedonrampD124
氳孛嬤?浯嬖詬階帕Γ?其值見式（3），在路面附著力系數(shù)維持穩(wěn)定時，附著力的大小是一定的。根據(jù)行駛方向，附著力含縱向的驅(qū)動力/制動力，以及側(cè)向力2個部分，一個方向力的增大必然導致另一方向力的減少。以車輛在曲線路段制動為例，當車輛在高速下制動時，縱向上需求的制動力大，側(cè)向上無法提供足夠的力來抵消離心力，車輛進入側(cè)滑甩尾的危險狀態(tài)[19]。（mgμ）2=F2x+F2y（2）式中，μ為道路附著力系數(shù)；Fx為車輛縱向上的驅(qū)動力或制動；Fy為車輛法向上的側(cè)向力。圖5（a）是仿真輸出的不同減速起點位置對應的車身橫擺角速度曲線，減速起點5~8曲線超過穩(wěn)定性閾值，其中減速起點5和6的側(cè)向穩(wěn)定性較差，減速起點7和8的側(cè)向穩(wěn)定性則非常差。圖5（b）為不同減速起點下車輛在匝道路段的側(cè)向偏移曲線，減速起點1~4的側(cè)向偏移量為0，表明車輛沒有側(cè)滑；減速起點5~8的軌跡偏移值曲線發(fā)生了較大的波動，表（a）橫擺角速度（b）軌跡橫向偏移值1050-5-10-15-20-25-30-35橫擺角速度/（°/s）0100200300400500600距離/m減速起點1減速起點3減速起點5減速起點7減速起點2減速起點4減速起點6減速起點8軌跡偏移值/（m）10-1-2-3-4-5150200250300350400450500減速起點1減速起點3減速起點5減速起點7減速起點2減速起點4減速起點6減速起點8緩和曲線圓曲線里程/m圖5不同減速起點進行制動時的汽車運動學響應Fig.5vehicledynamicresponsewhendriverbrakeatdifferentdecelerationstartpoints（
【參考文獻】：
期刊論文
[1]喇叭形互通立交行駛安全性與舒適性仿真研究[J]. 竇同樂,向健,徐進. 公路. 2020(05)
[2]苜蓿葉形立交行駛安全性與舒適性仿真研究[J]. 竇同樂,向健,徐進. 中國科技論文. 2020(02)
[3]苜蓿葉形互通立交進/出口的縱向駕駛行為特征[J]. 徐進,崔強,常旭,符經(jīng)厚,吳國雄. 東南大學學報(自然科學版). 2019(06)
[4]螺旋匝道和螺旋橋的小客車行駛速度特征[J]. 徐進,崔強,林偉,王鄲祁,吳國雄. 中國公路學報. 2019(07)
[5]螺旋匝道（橋）小客車橫向行駛特性實測研究[J]. 徐進,李建興,林偉,崔強,吳國雄,楊奎. 西南交通大學學報. 2019(06)
[6]彎道超速行駛對客車橫向穩(wěn)定性的影響[J]. 吳初娜,曾誠,王藝穎. 公路交通科技. 2016(06)
[7]基于小客車側(cè)滑微觀仿真曲線路段行車風險分析[J]. 張馳,邵東建,張敏. 系統(tǒng)仿真學報. 2015(07)
[8]基于車輛側(cè)向穩(wěn)定性分析的彎道行駛安全評價[J]. 孫川,吳超仲,褚端峰,傅宇浩,崔海龍,于躍. 交通信息與安全. 2014(06)
本文編號：3134411
【文章來源】：交通信息與安全. 2020,38(03)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：8 頁
【部分圖文】：
仿真道路及行駛路徑Fig.2thesimulatedroadandthetargetpath1.4車輛模型JY匝道主線
μ(z)為峰值附著系數(shù)；Fyi(z)為輪胎側(cè)向力；Fzi(z)為輪胎垂直力，i=L1，L2，R1，R2，分別表示左前輪、左后輪、右前輪、右后輪。以40km/h（匝道限速值）為基礎(chǔ)車速值，根據(jù)匝道測速結(jié)果的分布區(qū)間使車輛以超速0%，20%，50%，70%完成從高速主線到匝道D的定速行駛，即仿真速度為40km/h,48km/h,60km/h,68km/h。從仿真輸出結(jié)果提取出車身側(cè)偏角、橫向加速度、軌跡坐標等汽車運行參數(shù)，然后計算出軌跡橫向偏移量、橫擺角速度、峰值附著系數(shù)等指標值得連續(xù)量，見圖3。（a）質(zhì)心側(cè)偏角（b）側(cè)向側(cè)偏量（c）橫擺角速度（d）臨界附著系數(shù)2.521.510.50-0.5-1車身側(cè)項角/（°）050100150200250300350400距離/m限速超速20%超速50%超速70%050100150200250300350400距離/m軌跡偏移值/m0.20-0.2-0.4-0.6-0.8-1-1.2超速70%超速50%超速20%限速限速超速20%超速70%超速50%超速70%超速50%超速20%限速橫擺角速度/（°/s）50-5-10-15-20050100150200250300350400距離/m050100150200250300350400距離/m0.70.60.50.40.30.20.10峰值附著系數(shù)圖3不同超速程度下的匝道D車輛運行狀態(tài)Fig.3VehiclerunningstatusunderdifferentoverspeedonrampD124
氳孛嬤?浯嬖詬階帕Γ?其值見式（3），在路面附著力系數(shù)維持穩(wěn)定時，附著力的大小是一定的。根據(jù)行駛方向，附著力含縱向的驅(qū)動力/制動力，以及側(cè)向力2個部分，一個方向力的增大必然導致另一方向力的減少。以車輛在曲線路段制動為例，當車輛在高速下制動時，縱向上需求的制動力大，側(cè)向上無法提供足夠的力來抵消離心力，車輛進入側(cè)滑甩尾的危險狀態(tài)[19]。（mgμ）2=F2x+F2y（2）式中，μ為道路附著力系數(shù)；Fx為車輛縱向上的驅(qū)動力或制動；Fy為車輛法向上的側(cè)向力。圖5（a）是仿真輸出的不同減速起點位置對應的車身橫擺角速度曲線，減速起點5~8曲線超過穩(wěn)定性閾值，其中減速起點5和6的側(cè)向穩(wěn)定性較差，減速起點7和8的側(cè)向穩(wěn)定性則非常差。圖5（b）為不同減速起點下車輛在匝道路段的側(cè)向偏移曲線，減速起點1~4的側(cè)向偏移量為0，表明車輛沒有側(cè)滑；減速起點5~8的軌跡偏移值曲線發(fā)生了較大的波動，表（a）橫擺角速度（b）軌跡橫向偏移值1050-5-10-15-20-25-30-35橫擺角速度/（°/s）0100200300400500600距離/m減速起點1減速起點3減速起點5減速起點7減速起點2減速起點4減速起點6減速起點8軌跡偏移值/（m）10-1-2-3-4-5150200250300350400450500減速起點1減速起點3減速起點5減速起點7減速起點2減速起點4減速起點6減速起點8緩和曲線圓曲線里程/m圖5不同減速起點進行制動時的汽車運動學響應Fig.5vehicledynamicresponsewhendriverbrakeatdifferentdecelerationstartpoints（
【參考文獻】：
期刊論文
[1]喇叭形互通立交行駛安全性與舒適性仿真研究[J]. 竇同樂,向健,徐進. 公路. 2020(05)
[2]苜蓿葉形立交行駛安全性與舒適性仿真研究[J]. 竇同樂,向健,徐進. 中國科技論文. 2020(02)
[3]苜蓿葉形互通立交進/出口的縱向駕駛行為特征[J]. 徐進,崔強,常旭,符經(jīng)厚,吳國雄. 東南大學學報(自然科學版). 2019(06)
[4]螺旋匝道和螺旋橋的小客車行駛速度特征[J]. 徐進,崔強,林偉,王鄲祁,吳國雄. 中國公路學報. 2019(07)
[5]螺旋匝道（橋）小客車橫向行駛特性實測研究[J]. 徐進,李建興,林偉,崔強,吳國雄,楊奎. 西南交通大學學報. 2019(06)
[6]彎道超速行駛對客車橫向穩(wěn)定性的影響[J]. 吳初娜,曾誠,王藝穎. 公路交通科技. 2016(06)
[7]基于小客車側(cè)滑微觀仿真曲線路段行車風險分析[J]. 張馳,邵東建,張敏. 系統(tǒng)仿真學報. 2015(07)
[8]基于車輛側(cè)向穩(wěn)定性分析的彎道行駛安全評價[J]. 孫川,吳超仲,褚端峰,傅宇浩,崔海龍,于躍. 交通信息與安全. 2014(06)
本文編號：3134411
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3134411.html
