本文關(guān)鍵詞：營(yíng)運(yùn)客車典型危險(xiǎn)行駛狀態(tài)識(shí)別方法研究

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【摘要】：相比于其他車輛,營(yíng)運(yùn)客車的運(yùn)行安全保障力度要求更高,但我國(guó)營(yíng)運(yùn)客車的整體安全水平較低,重、特大事故時(shí)有發(fā)生。從事故發(fā)生機(jī)理而言,危險(xiǎn)的行駛狀態(tài)是導(dǎo)致事故的直接因素。營(yíng)運(yùn)客車行駛過(guò)程中,如果能在線對(duì)客車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè),當(dāng)識(shí)別到危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí),通過(guò)對(duì)駕駛?cè)诉M(jìn)行預(yù)警,可有效提升客車的運(yùn)行安全性。針對(duì)上述需求,采用毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、車道線距離傳感器、GPS、CAN采集卡、車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)備搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),在G30高速公路三橋至興平之間進(jìn)行了營(yíng)運(yùn)客車運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集時(shí)長(zhǎng)超過(guò)150小時(shí),試驗(yàn)總行駛里程超過(guò)1萬(wàn)公里,獲取了近900組客車跟車數(shù)據(jù),以及超過(guò)1000次的客車換道數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,分別對(duì)危險(xiǎn)跟車、危險(xiǎn)換道和側(cè)翻三種危險(xiǎn)狀態(tài)的識(shí)別方法進(jìn)行了建模分析。主要的研究?jī)?nèi)容如下:1、營(yíng)運(yùn)客車駕駛?cè)似毡橼呌诜�(wěn)定跟車,平均的跟車時(shí)距為2.39s。隨著車速的增加,客車的跟車間距均值、跟車時(shí)距均值都相應(yīng)增加,這與小型車領(lǐng)域內(nèi)的研究結(jié)果一致�？紤]客車與前車的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化特性,分別建立了適合于客車的安全距離模型和安全時(shí)距模型。除這兩類模型之外,同時(shí)引入ISO15623模型、馬自達(dá)跟車模型以及期望間距跟車模型,利用實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)這些模型的有效性進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明:在相對(duì)速度為-1.5m/s~1.5m/s的穩(wěn)定跟車階段,客車安全距離模型適合于進(jìn)行低等級(jí)的危險(xiǎn)跟車狀態(tài)識(shí)別,而0.6s跟車時(shí)距模型適合于進(jìn)行高等級(jí)的危險(xiǎn)跟車狀態(tài)識(shí)別。當(dāng)客車速度大于前車速度1.5m/s情況下,客車安全距離模型適合于識(shí)別低等級(jí)的危險(xiǎn)跟車狀態(tài),而ISO模型適合于識(shí)別高等級(jí)的危險(xiǎn)跟車狀態(tài)。當(dāng)客車速度小于前車速度1.5m/s情況下,客車安全距離模型適合于識(shí)別低等級(jí)的危險(xiǎn)跟車狀態(tài),而0.6s跟車時(shí)距模型適合于識(shí)別高等級(jí)的危險(xiǎn)跟車狀態(tài)。2、研究樣本中,客車換道持續(xù)時(shí)間的平均值為10.5s,相比于小型車的平均換道持續(xù)時(shí)間6.8s增加了47.1%。以Hussein Jula針對(duì)小型車建立的換道安全性模型為參考,針對(duì)客車與自車道前方車輛、目標(biāo)車道前方車輛、目標(biāo)車道后方車輛三類目標(biāo)車輛,通過(guò)引入經(jīng)典的加利福尼亞跟車模型,建立了考慮客車換道結(jié)束后與周圍車輛保持安全距離的換道安全模型,但檢驗(yàn)結(jié)果表明這三類模型的識(shí)別率較低。利用客車跟車行為研究中建立的0.6s跟車時(shí)距模型替換加利福尼亞跟車模型,結(jié)果優(yōu)化后的三類模型識(shí)別準(zhǔn)確率較高,平均識(shí)別率達(dá)到了93.3%。3、客車駕駛?cè)说鸟{駛模式存在潛在的固定模式。一方面,跟車或者換道過(guò)程中,當(dāng)車速、交通環(huán)境發(fā)生變化時(shí),駕駛?cè)丝們A向于控制跟車過(guò)程或者換道過(guò)程符合個(gè)體潛在的駕駛模式,這對(duì)提升駕駛?cè)说男睦戆踩芯哂辛己靡饬x。另一方面,本文的研究過(guò)程表明,換道過(guò)程中駕駛?cè)藢?duì)縱向車間距的控制模式類似于正常跟車過(guò)程。通過(guò)將客車跟車規(guī)律引入到客車換道安全模型中,相比于使用現(xiàn)有成熟的跟車模型,換道安全模型的識(shí)別準(zhǔn)確率有了大幅度的提升,并且模型的識(shí)別結(jié)果更符合駕駛?cè)说闹饔^特性。4、在TruckSim和Matlab聯(lián)合仿真環(huán)境下,采用三自由度車輛模型對(duì)客車側(cè)翻過(guò)程進(jìn)行建模分析。轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入情況下,客車動(dòng)力學(xué)模型仿真得到的橫擺角速度、側(cè)向加速度和側(cè)傾角均與真實(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)保持了良好的一致性。以車速、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、側(cè)向加速度作為輸入,以營(yíng)運(yùn)客車橫向載荷轉(zhuǎn)移率門限值作為側(cè)翻預(yù)警參數(shù),建立了客車側(cè)翻模型,并將橫向載荷轉(zhuǎn)移率絕對(duì)值的閾值設(shè)定為0.85。驗(yàn)證結(jié)果表明,該側(cè)翻識(shí)別模型能夠準(zhǔn)確應(yīng)用于魚(yú)鉤試驗(yàn)與雙移線試驗(yàn)中,LTR、TTR與時(shí)間變化曲線的分析結(jié)果也表明客車側(cè)翻模型具有較好的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確度。
【關(guān)鍵詞】：營(yíng)運(yùn)客車 危險(xiǎn)行駛狀態(tài) 跟車 換道 側(cè)翻
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U492.8;U463.6
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 主要符號(hào)對(duì)照表12-13
• 第一章 緒論13-27
• 1.1 問(wèn)題的提出13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-25
• 1.2.1 危險(xiǎn)跟車狀態(tài)14-19
• 1.2.2 危險(xiǎn)換道狀態(tài)19-22
• 1.2.3 轉(zhuǎn)彎側(cè)翻危險(xiǎn)狀態(tài)22-24
• 1.2.4 相關(guān)研究總結(jié)24-25
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容與研究方法25-27
• 第二章 危險(xiǎn)行駛狀態(tài)及實(shí)車試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集27-37
• 2.1 危險(xiǎn)行駛狀態(tài)的確定27
• 2.2 參數(shù)分析與試驗(yàn)?zāi)康?/span>27-28
• 2.2.1 采集參數(shù)27-28
• 2.2.2 試驗(yàn)?zāi)康?/span>28
• 2.3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)28-29
• 2.4 數(shù)據(jù)采集試驗(yàn)29-35
• 2.4.1 試驗(yàn)儀器29-33
• 2.4.2 試驗(yàn)線路的確定33-34
• 2.4.3 被試駕駛?cè)?/span>34-35
• 2.5 數(shù)據(jù)預(yù)處理35
• 2.6 小結(jié)35-37
• 第三章 營(yíng)運(yùn)客車危險(xiǎn)跟車狀態(tài)識(shí)別方法37-75
• 3.1 客車跟車特性分析37-51
• 3.1.1 跟車間距37-39
• 3.1.2 跟車速度及相對(duì)速度39-41
• 3.1.3 跟車過(guò)程客車的加速度41-42
• 3.1.4 TTC42-43
• 3.1.5 跟車間距與速度的關(guān)系43-49
• 3.1.6 跟車時(shí)距與車速之間的關(guān)系49-51
• 3.2 營(yíng)運(yùn)客車跟車安全狀態(tài)識(shí)別模型51-60
• 3.2.1 經(jīng)典安全距離模型回顧52-55
• 3.2.2 基于制動(dòng)過(guò)程運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的客車跟車安全距離模型55-60
• 3.2.3 基于車間時(shí)距的安全距離模型60
• 3.3 客車跟車預(yù)警規(guī)則確立和驗(yàn)證60-73
• 3.4 小結(jié)73-75
• 第四章 營(yíng)運(yùn)客車危險(xiǎn)換道狀態(tài)識(shí)別方法75-117
• 4.1 客車換道特性分析75-90
• 4.1.1 換道軌跡75-78
• 4.1.2 換道橫向偏移量78-79
• 4.1.3 換道時(shí)間79-81
• 4.1.4 換道軌跡與車道中心線夾角81-84
• 4.1.5 換道初始時(shí)刻客車與周圍車相對(duì)位置84-86
• 4.1.6 換道初始時(shí)刻客車與周圍車輛相對(duì)速度86-89
• 4.1.7 換道過(guò)程客車加速度分析89-90
• 4.2. 客車換道安全性模型建立90-97
• 4.2.1 客車與本車道前方車輛位置關(guān)系91-93
• 4.2.2 客車與目標(biāo)車道前方車輛位置關(guān)系93-95
• 4.2.3 客車與目標(biāo)車道后方車輛位置關(guān)系95-97
• 4.3 客車換道危險(xiǎn)狀態(tài)識(shí)別模型97-115
• 4.3.1 識(shí)別模型的建立97-98
• 4.3.2 模型識(shí)別結(jié)果98-104
• 4.3.3 考慮駕駛?cè)颂匦缘哪Ｐ蛢?yōu)化104-111
• 4.3.4 模型有效性驗(yàn)證111-115
• 4.4 本章小結(jié)115-117
• 第五章 營(yíng)運(yùn)客車側(cè)翻狀態(tài)識(shí)別方法117-138
• 5.1 營(yíng)運(yùn)客車動(dòng)力學(xué)模型的建立117-125
• 5.1.1 基于Trucksim的營(yíng)運(yùn)客車模型117-120
• 5.1.2 營(yíng)運(yùn)客車側(cè)翻危險(xiǎn)行駛狀態(tài)識(shí)別簡(jiǎn)化模型120-122
• 5.1.3 營(yíng)運(yùn)客車動(dòng)力學(xué)模型仿真驗(yàn)證122-125
• 5.2 營(yíng)運(yùn)客車側(cè)翻危險(xiǎn)行駛狀態(tài)識(shí)別算法125-128
• 5.2.1 營(yíng)運(yùn)客車側(cè)翻危險(xiǎn)行駛狀態(tài)參數(shù)選取125-126
• 5.2.2 營(yíng)運(yùn)客車側(cè)翻危險(xiǎn)行駛狀態(tài)識(shí)別模型126-128
• 5.3 營(yíng)運(yùn)客車側(cè)翻危險(xiǎn)行駛狀態(tài)識(shí)別算法驗(yàn)證128-137
• 5.3.1 魚(yú)鉤(Fishhook)試驗(yàn)工況128-134
• 5.3.2 雙移線(Double Lane Change)試驗(yàn)工況134-137
• 5.4 小結(jié)137-138
• 結(jié)論138-142
• 研究結(jié)論138-140
• 研究的創(chuàng)新點(diǎn)140-141
• 進(jìn)一步研究的建議141-142
• 參考文獻(xiàn)142-147
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果147-148
• 攻讀博士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果147
• 參與的主要科研項(xiàng)目147-148
• 致謝148

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本文編號(hào)：1110030