胶轮结构悬挂式轨道车辆曲线通过性能仿真

建立了一种基于橡胶轮胎和地面耦合系统的悬挂式轨道车辆转向架横向动力学曲线通过模型,并对橡胶轮胎和地面耦合形式的轮对结构进行了横向、摇头运动的动力学分析.通过对车辆动力学矩阵仿真分析,计算车辆构架及轮对通过曲线路段时刻转向架的位移、加速度响应量.仿真计算表明,该种车辆能够稳定地以30.0m/s速度通过小半径曲线路段.     

干线公路穿越城镇段交通特性的研究

为了提高干线公路穿越城镇路段的行车安全性,探究车辆在干线公路穿越城镇路段上的行驶特性,通过实地调研车辆的速度、加速度及驾驶员操作次数的变化的相关数据,以交通工程学和人因工程学为基础,对干线公路穿越城镇路段上的交通特性进行了研究。根据干线公路穿越城镇路段的道路环境特点,界定了公路段与城镇段之间的适应段;分析车辆实际运行速度与设计速度之间的一致性和相邻路段的速度协调性,确定在交叉口、中央分隔带开口、曲线路段的安全隐患较大并且从公路至城镇方向运行速度呈递减状态;分析公路段、适应段和城镇段相同长度路段上车辆的变速次数和加速度标准,为交通控制措施的制定和道路线形设计的优化提供参考。     

曲线地段直线电机轮轨列车动力学响应

为研究直线电机轮轨列车行驶于曲线段线路上时,铁路线路条件对列车动力响应的影响规律,以便为修改线路设计规范提供理论依据.建立直线电机轮轨交通列车线路动力学模型,模型中直线电机所受垂向电磁力大小随列车牵引速度和电机气隙的变化而时刻改变.仿真模拟并分析垂向电磁力、车速、曲线半径、超高、轨道不平顺对系统动力响应的影响.结果表明:轨道垂向不平顺和高车速对气隙影响显著;列车通过小半径曲线段时,垂向电磁力对脱轨系数和轮重减载率的消减作用显著;脱轨系数、轮重减载率、轮轨横向力、车体横向加速度、车体横向位移这5类动力响应的最大值,同时受车速、曲线半径、超高影响显著.基于5类动力响应最大值的拟合公式,可对车速、曲线半径、超高取值范围进行合理匹配,并确定曲线地段的合理车辆限界.     

山区高速公路平纵组合路段设计安全评估

为定量评估山区高速公路平纵组合路段的设计安全水平,建立了基于驾驶模拟技术的安全评价方法.基于湖南省永吉高速公路的道路设计参数,在驾驶模拟器中搭建高速公路驾驶场景,以平曲线上坡段、平曲线下坡段、平曲线凸曲线段和平曲线凹曲线段4类平纵组合路段为研究对象,选取评价指标,运用多元线性回归建立以驾驶模拟数据为基础的道路安全评价模型.模型结果表明:4类平纵组合路段上,平曲线曲率均与横向加速度呈正相关;平曲线上坡段,最大纵坡坡度与横向加速度呈负相关,而圆曲线长度与横向加速度呈正相关;平曲线下坡段,最大纵坡坡度与横向加速度呈负相关.此外,根据横向加速度分布特征,将平纵组合路段安全性划分为"GOOD"、"FAIR"和"POOR"三个等级.     

地铁小半径曲线不同位置轮轨摩擦因数优化

针对地铁小半径曲线轮轨润滑技术,以小半径曲线不同位置为切入点,通过实际参数建立某地铁 Ｂ型车辆动力学仿真模型,分析摩擦因数变化时曲线不同位置的轮轨磨耗性能、滚动接触疲劳特性以及曲线安全性的相应规律,并通过熵权法对上述３个指标进行曲线不同位置的轮轨摩擦因数优化,得到曲线不同位置处的最佳摩擦因数区间和危险摩擦因数区间。研究表明：车辆在缓圆 点和圆缓点处的磨耗指数、表面疲劳指数和脱轨系数等指标均明显比其他位置更加恶劣;小半径曲 线不同位置处的最佳摩擦因数区间各不相同,缓圆点和圆缓点的最佳摩擦因数区间为 ０．１０～ ０．２０,缓中点２的最佳摩擦因数区间为０．１０～０．２５,曲中点的最佳摩擦因数区间为０．１０～０．３０,缓 中点１和直线点的最佳摩擦因数区间较广为０．１０～０．５０。因此,在地铁车辆实际运行过程中,可 以通过改变润滑剂的材质以及涂抹量使得同一曲线不同位置均在其最佳摩擦因数区间内,以减轻 车轮磨耗,减少疲劳裂纹的萌生,改善车辆安全性能,减少运营成本。     

山区双车道公路延误车头时距分析

跟车时间百分比(延误率)是衡量双车道公路服务水平的一个重要指标.我国将一般双车道公路上小于等于6s的车头时距定义为延误,并作为划分道路服务水平的因素之一.在山区双车道公路进行了阻车实验,并对获得的车头时距、车速等数据进行分析,认为山区双车道公路延误车头时距与前后车速度差的关系不同于一般双车道公路,建议不采用跟车时间百分比作为山区双车道公路服务水平的划分指标,从而为我国山区双车道公路通行能力的研究提供数据依据.     

山区双车道公路运行速度预测模型的加速度标定

为标定运行速度模型中的汽车加速度值,在山区双车道公路上开展小客车连续行驶实验,采集轴向加速度的连续数据,并通过断面观测得到大客车和大货车的加速度值,获得峰值加速度的累积频率曲线以及统计分布特性,并建立加速度-道路几何参数关系模型.结果表明:小客车的入弯减速度幅值要比出弯加速度高一倍左右,不宜将加、减速度简化成同一个值,应该分别进行标定;加速度和减速度累积频率曲线的斜率突变点都不是发生在85~(th)百分位,而是临近95~(th),应重新考虑85~(th)百分位的使用价值;大客车的加、减速度幅值非常接近,而重载货车的减速度要明显大于加速度,同时,重载货车的加速度和减速度值要双双低于大型客车;小客车的加速度与弯道半径负相关,而与弯道转角正相关.     

双车道公路不同线形组合路段划分标准研究

针对驾驶员驾驶安全舒适性特性,以我国双车道公路不同线形组合路段划分标准为研究对象,引入驾驶员驾驶工作负荷理论和驾驶工作负荷度计算模型,通过对驾驶员在双车道公路不同平曲线半径和纵坡坡度条件下的动态驾驶试验方案设计,采集了36名驾驶员在双车道公路不同平曲线半径和纵坡坡度上行车时的运行速度和心电指标数据;在此基础上通过驾驶员在驾驶过程中眼动视频的分析处理,得到小客车和大货车驾驶员在双车道公路不同平曲线半径和纵坡坡度线形、自由流条件下行驶时的驾驶工作负荷度变化规律,发现不同的平曲线半径和纵坡坡度对驾驶员驾驶工作负荷度的影响不同,并确定了满足驾驶安全舒适性的平曲线半径和纵坡坡度划分阈值,最终提出了基于驾驶工作负荷度的双车道公路不同线形组合路段划分标准.     

典型道路场景以及场景切换时的速度行为特性

为明确典型道路场景以及场景切换时的速度行为特性,在重庆选择3条路段开展超过70位被试的实车驾驶试验,用车载仪器采集了自然状态下的车辆运行数据,分析了不同场景对驾驶行为的约束性以及行驶场景交替时的速度变化特征,具体发现如下:驾驶人在跨江大桥主线上的速度选择行为具有较强的离散性,即该环境对驾驶行为的约束性较弱,车辆间的速度差异增加了追尾事故的发生几率。从大桥主线驶入小半径匝道时,驾驶人会提前在主线上减速,驾驶行为受到的约束性增加。驶入隧道时驾驶人会将减速行为持续到隧道洞内一段距离,速度幅值的离散性同时降低,表明隧道入口的环境突变会提高驾驶人速度选择行为的趋同性。驶入小半径曲线匝道时,驾驶人的减速行为会持续至匝道圆曲线范围内,驶入速度越高,减速度越大;匝道圆曲线较长时仅有少部分驾驶人会在圆曲线中部定速行驶;而圆曲线较短时未观察到恒速行驶行为;行驶速度在多层螺旋匝道范围内维持恒定。70%驾驶人的速度幅值分布在较窄的区间内,因此在较小的范围内调整设计参数便可以照顾到大多数驾驶人的行为习惯。     

基于梯度提升决策树的汇合交互作用研究

为了研究高速公路目标车道领跟车在交织区与汇合车辆的交互作用,基于梯度提升决策树(GBDT)建立交织区汇合交互作用模型. 引入目标车道领跟车与前车、后车和汇合车辆的速度差、时间间隙、冲突评价指标及横向位置,分析汇合车辆与领跟车之间的交互行为. 利用美国NGSIM数据集中目标车道领跟车与汇合车辆的轨迹数据对模型进行训练和测试,比较不同损失函数对模型的拟合效果,对汇合加速度进行偏效应分析. 研究结果表明,基于平方损失函数(LS)的GBDT模型精度高于基于最小绝对偏差(LAD)和胡贝尔 (Huber-M) 损失函数的模型. 在汇合行为的各研究对象中,汇合车辆的预测精度高于领跟车,汇合车辆的横向位置在汇合交互作用中的影响程度最高. GBDT模型用于汇合交互行为不仅可以准确预测目标车道领跟车与汇合车辆之间的交互作用,也能够获取影响变量与加速度之间隐藏的非线性关系.     

高速动车组转向架悬挂刚度特性

建立了车辆系统数学模型,理论分析了影响转向架悬挂刚度的主要参数,并利用参数试验台对某高速动车组进行悬挂刚度测试,总结了不同条件下的结果分布规律,以验证数学模型和理论分析的可信性。理论分析结果表明:在小半径曲线条件下,转向架回转阻力系数随着空簧纵向刚度及其横向跨距的变化而显著变化,转向架回转刚度和车辆抗侧滚刚度应联合设计。一、二系悬挂刚度试验结果略大于理论值,最大相差11%,表明车辆组装后进行参数校验的必要性。试验表明:回转阻力系数与偏转角度和转动速度成正比。曲线半径为300 m且空簧有气时,转动速度为0.05°/s和0.2°/s时的回转阻力系数分别为0.023和0.065,空簧无气时分别为0.068和0.095,即转动速度越快,回转刚度越大,且空簧无气时的结果显著大于空簧有气时,表明车辆在空簧无气且快速通过小半径曲线时为危险工况。转向架回转刚度的试验值大于理论值,表明在理论计算时应考虑空簧动态刚度特性及其他部件(如抗侧滚扭杆、减振器等)对转向架回转刚度的影响。     

基于改进型元胞自动机模型的双车道公路交通特征分析

根据双车道公路的微观交通特征,考虑车辆驾驶员的不同驾驶特点,将驾驶员特性与车型结构引入CA模型,建立了新的双向双车道CA模型.通过计算机模拟,分析了驾驶员性格、车型比例、双向流量比例等因素对双车道公路车流密度、速度、速度波动性和流量等交通特征的影响.结果表明:路段平均车速取决于小车比例,且在小车比例为0.7时速度波动最明显,同时增加激进型驾驶员的比例能小幅提高路段平均车速,但会引起更大的速度波动.     

山区双车道公路摩托车事故黑点及致因集成分析

为治理山区双车道公路突出的摩托车事故问题,结合山区公路特性提出了摩托车事故黑点鉴别及致因分析集成方法.基于移动步长法比较事故密度选取最佳移动步长,采用累计频率法对黑点进行初选,再将研究路段按线形划分为直线路段、纵坡路段、平曲线路段和平纵组合四类,利用正态分布曲线模型计算各类线形路段黑点阈值进行黑点精确识别.利用Logistic模型对黑点进行事故致因分析,获取摩托车事故的主要诱因.以典型山区双车道公路云南省元双公路为例,进行实例分析.结果表明:元双公路摩托车事故初选黑点12段,共3.2 km,精确识别黑点8段,共2.8 km;曲线路段黑点的危险性整体高于直线路段黑点,有坡路段黑点危险性整体高于无坡路段黑点,直线路段、纵坡路段、平曲线路段和平纵组合路段事故黑点的判别阈值分别为60.8、68、62、69.3;驾驶员年龄、事故时段和事故形态与各类线形路段的摩托车黑点事故相关性较高,纵坡路段事故黑点的主要诱因为黑夜、单车参与事故;平曲线路段和平纵组合路段事故黑点的主要诱因为黑夜、单车参与事故、低龄驾驶员.     

设置广告牌的高速公路平曲线路段驾驶行为分析

为研究广告牌设置对高速公路平曲线路段驾驶行为的影响,收集了50名驾驶员在20组不同广告牌设置参数与平曲线半径上的速度与横向偏移数据,构造速度区域面积、越线行为、横向偏移量指标确定广告牌影响下驾驶行为显著变化的起终点。结果表明：广告牌架设形式、距道沿距离、平曲线半径对驾驶行为的起终点均存在显著性影响,布设密度仅影响速度变化与横向偏移的终点;不适合在半径小于1000 m的平曲线路段设置广告牌,即使是影响程度最小的落地式广告牌。     

车道线图像检测与车辆偏航预警模型构建

研究了车辆偏航预警时道路坐标系与图像坐标系转换精度不稳定问题.对CCD前方道路图像进行了ROI划分,利用自适应动态阈值分割了车道线区域像素,通过Sobel算子提取车道线梯度边缘进行了双重阈值约束,运用Hough变换实现了车道线的直线拟合.根据成像射影原理推导出车道线左右水平倾角与车辆横向偏航率ε之间的关系,给出了基于车道线图像识别的车辆偏航预警策略,建立了车辆偏航预警模型.道路试验表明:当通过车道线图像识别进行车辆偏航预警时,车辆偏航率的平均相对误差为5.7%,满足车辆偏航预警准确性与实时性要求,有效实现了复杂道路环境中车道线识别与偏航预警.     

基于车道选择及行车轨迹的左转导向线设置方法

为利用左转导向线提升交叉口车流运行安全和效率,分析了左转车辆从进口道至出口道的车道选择行为和行驶轨迹特点。根据随机效用理论建立了左转车辆出口车道选择模型,采用圆曲线和平曲线构建了左转车辆行驶轨迹模型,并提出两种左转导向线线型和3种左转车流引导方式。搭建交通仿真模型,对6种设计方案进行比选,分析了车型比例对引导效果的影响。结果发现:车辆所处进口车道、自身车型、转弯角度、同车道前车车型均显著影响左转车辆的出口车道选择行为;平曲线和圆曲线均适用于规则和不规则交叉口;设置平曲线引导左转车辆运行不仅可规范车流运行秩序而且可提升车流运行性能;为平衡通行效率和停车次数,不宜设置过多的导向线;这些结论不受车型比例影响。在城市道路交叉口,建议使用平曲线对左转车流设置导向线。当左转车道不止一条时,建议至少设置两条左转导向线。     

冰雪路面公路平曲线路段限速仿真

为了提高冬季北方地区公路的行车安全,减少交通事故,对冰雪路面平曲线路段展开限速研究．应用车辆运动学理论,考虑驾驶员在弯道驾驶车辆的特点,分析车辆在冰雪路面转弯行驶特性,建立车辆在平曲线路段行驶时的运动学模型．选择载货汽车和轿车两种车型,松软雪路面、压实雪路面和冰路面3种路况,分别建立车辆行驶速度与平曲线设计指标的关系模型．选取6％、8％和10％ 3种超高值的平曲线路段,利用Matlab仿真技术对车辆限速模型进行求解,并对车速与圆曲线半径及超高的相关性进行分析．以此为基础,提出车辆在松软雪路面、压实雪路面和冰路面3种路况下,不同圆曲线半径的相应安全行驶速度,为科学合理地确定冰雪路面平曲线路段的车辆限速值提供理论依据．     

基于超车率的双车道公路服务水平量化研究

服务水平是描述交通流内的运行条件及驾驶员与乘客感受的一种质量标准．双车道公路采用延误率和平均速度作为服务水平的分级指标,并按照经验的方法进行等级划分,这种方法缺少强有力的数据说明．在研究双车道公路不同流量情况下的超车行为时发现,超车率能够较好地反映车辆之间的干扰情况和驾驶员行驶的自由度．运用仿真手段,绘制出饱和度和超车率的关系图,根据该图表现出来的不同超车行为特征,可以将双车道公路服务水平分为4个等级,并相应给出了各级之间延误率、平均速度的取值范围,从而为通行能力手册的修订和公路工程实践提供依据．     

山区双车道公路尾随相撞事故与道路线形的关系

为了改善我国山区双车道公路的安全状况,选取负二项分布作为回归分析的模型基础,应用同向纵坡的概念将甘肃省某山区双车道公路长为139 km的路段划分成94个同向纵坡单元,运用Stata 9.0统计软件对该路段内2003—2005年所发生的100起尾随相撞事故与8个反映道路设计要素的线形变量进行了广义的负二项回归分析.结果表明,山区双车道公路上的尾随相撞事故与累计坡长呈很强的正相关关系,累计坡长越长,尾随相撞的事故数越多.     

深圳地铁9号线某区间小半径段地表沉降规律研究

基于三维有限元数值分析法,利用Midas GTS nx软件对深圳地铁9号线某区间小半径曲线段建立有限元模型,研究该区间小曲线半径段在盾构施工过程中的沉降变化规律和应力分布状态,根据数值分析结果结合以往的研究采取相应地表沉降控制措施,并通过监测结果分析数值模拟结果和采取相应沉降控制措施的可行性。最终的监测结果表明:利用有限元数值分析法对小半径曲线段盾构隧道地表沉降预测具有一定参考价值,曲线内侧往往是沉降控制和监测的重点。通过采取对盾构合理选型、出渣量控制、合理注浆和及时设置加强肋等措施,对小半径曲线段地表沉降控制效果十分明显。