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．     

长江隧道大纵坡路面结构数值模型与分析

长大跨江海隧道主体部分离地面较深,路面设计坡度高于一般隧道路面,由于隧道内行车视线差,出入隧道车辆将频繁的加、减速或刹车制动,这大大增加了大纵坡路面结构破坏的不利因素。本文的研究对象武汉长江隧道,匝道出入口路段坡度达到了4.35%-6.00%,隧道内的最大坡度也达到4%以上,形成了典型的大纵坡路面结构特点。文章结合现有路面结构组合层次和坡度条件,建立大纵坡路面结构三维有限元模型,分析在垂直荷载和水平荷载综合作用下的隧道大纵坡路面层间剪应力和沥青表面拉应力分布状况及规律,进行大纵坡路面结构受力性能研究,为武汉长江隧道和其他大型跨江海公路隧道大纵坡路面结构设计与施工提供参考。     

冰雪条件下信号交叉口交通拥堵扩散范围估计

冰雪条件下交叉口交通拥堵范围的正确估计,有助于交叉口交通控制的优化和决策。首先根据冰雪条件调查数据,分析了不同冰雪条件对饱和流率的影响,得到不同等级冰雪条件对交叉口饱和流率的折减值及其回归模型。然后基于信号交叉口车辆排队特点,将交叉口分为过饱和、不饱和以及临界饱和状态,并建立了交叉口实时车辆排队长度计算模型。最后考虑路网中各要素的相互关联和相互影响的特性,提出了冰雪条件下基于交叉口交通拥堵扩散范围估计方法。该交叉口拥堵扩散范围估计方法可作为冰雪天气条件下交叉口信号配时方案优化依据,同时对制定合理有效的交通拥挤疏导策略具有重要意义。     

在冰雪路面上静液驱动履带车辆转向的安全控制策略

在对静液驱动履带车辆转向行驶理论分析的基础上,综合考虑系统可承受最高压力48 MPa、车辆无侧滑、附着力足够(无打滑)等安全条件,设计了在冰雪路面高速履带车辆静液驱动转向控制策略。运用Matlab/Simulink软件对系统进行冰雪路面转向控制仿真分析,仿真结果验证了本文控制策略的可行性和有效性。     

冰雪条件下城市道路路段行程时间模型

为研究如何准确地预测冰雪条件下城市道路路段行程时间,建立冰雪条件下路段行程时间模型.在美国联邦公路局路段行程时间模型的基础上,分别引入冰雪条件下自由行程时间及路段通行能力修正函数,构建基于冰雪条件下的ISB-BPR函数.通过大量实地调查对修正函数及BPR参数进行标定.实例验证结果表明,该函数能够较为准确地预测冰雪条件下...     

基于机械式自动变速器的全时四驱汽车特种工况牵引力控制策略仿真

提出了基于两参数动力性换挡规律自动变速器的全时四驱汽车特种工况牵引力控制策略。建立了全时四轮驱动汽车整车模型和传动系统模型,设计了软件在环仿真平台,进行了特种工况下的仿真。结果表明,所设计的控制策略显著提高了车辆在低坡度分离路面上和对接路面上起步加速时的地面牵引力和变速器挡位。     

汽车行驶道路侧向坡度估计

为了解决侧向坡度估计依赖于轮胎模型精度、受路面附着系数影响较大、对车辆动态响应和车体信息考虑不充分的问题,运用车辆动力学理论,考虑二自由度车辆模型在含侧向坡度路面上的动力学特性,提出了一种能够解耦车辆状态与路面信息的侧向坡度估计方法。综合考虑车辆模型复杂度和辨识误差,采用二自由度车辆模型推导出车体侧倾角与侧向坡度的叠加项,并通过悬架高度信息求解出车体侧倾角,最终实现道路侧向坡度的准确估计。利用Simulink-Carsim搭建的车辆模型以及侧向坡度估计算法进行了离线仿真,结果验证了该方法的有效性。     

高弹蓄盐融冰雪沥青混合料除冰特性

为解决冬季路面结冰带来的行车安全问题,提出了高弹自应力除冰和盐化物降冰点相结合的除冰雪路面技术,制备了高弹型蓄盐类沥青混合料.通过设计的海绵吸附试验与轮碾破冰试验,对高弹蓄盐类沥青混合料的除冰雪效果进行了测试.建立了不同厚度冰层条件下高弹蓄盐类路面除冰有限元模型,分析了其路面的除冰性能.除冰性能试验与仿真结果显示:高弹型蓄盐类沥青混合料在路用性能与除冰雪效果方面均表现出优异的性能,高弹蓄盐类沥青路面可以除去12mm厚度以内的冰层,为冬季冰雪气候下行车安全提供了一种安全的路面技术.     

基于Simulink车辆舒适性和行驶安全性仿真分析

首先根据国标GB/T 7031-2005机械振动道路路面谱测量数据报告,在MatLab中编写了随机路面激励谱仿真程序;利用拉格朗日方程建立了1/2车辆几何模型,并用Simulink对其进行了仿真;以不同等级路面和不同车速下的随机路面激励谱作为输入,分析了车辆在不同等级路面、不同车速下的车身加速度均方根值和后轮的动载均方...     

汽车DYC的LQG/LTR鲁棒控制方法研究

针对直接横摆力矩控制(DYC)系统控制方法,建立了车辆侧向动力学的线性二自由度状态空间模型,设计了DYC系统的LQG/LTR鲁棒控制器.建立了能反映车辆转向工况基本动力学性质的七自由度车辆系统动力学模型,在MATLAB/Simulink环境下对开发的LQG/LTR控制器进行了系统仿真分析.仿真结果验证了该控制方法的可行性和有效性,不同路面附着系数与不同转向工况的控制效果表明,设计的控制器具有较强的鲁棒性和自适应性.     

冰雪条件下城市道路路段交通量

为研究冰雪条件下城市路网交通特性,以冰雪条件对路段交通量的影响为研究对象,在界定冰雪条件以及进行实际交通调查的基础上,引入冰雪交通量因子来表征冰雪条件对路段交通量的影响程度,并对路段冰雪交通量因子与冰雪条件建立回归模型,通过大量的实际调查数据对函数参数进行标定.结果表明标定函数的精度较高,能够为冰雪条件下交通特性研究提...     

Car-following Model and Its Stability under Ice and Snowfall Conditions

冰雪条件下车辆跟驰模型及稳定性

冷军强^1* , 安 实², 李文翔³, 刘维怡¹, 赵韩涛¹

(1.哈尔滨工业大学（威海）,汽车工程学院,威海 264209,山东;

2.哈尔滨工业大学 交通科学与工程学院,哈尔滨 150006;

3.道路与交通工程教育部重点实验室,上海 201804)

摘要：为研究冰雪条件下车辆的跟驰规律及稳定性,基于全速度差(FVD)模型,提出一种考虑不同道路条件的交通流跟驰模型。通过线性稳定性分析,得到各种道路条件下模型的临界稳定曲线,道路条件越恶劣,交通流的稳定区域越小。通过非线性分析获得不稳定区域下的扭结-反扭结密度波。最后使用数值仿真技术,模拟验证本文结论：道路条件越差,即路面摩擦系数越小,交通流稳定性越差,遇小扰动时越容易发生拥堵甚至事故。该结论对解决冰雪条件下交通拥堵与安全问题有重要意义。

关键词：车辆跟驰模型;冰雪条件; 稳定性

创新点说明：本文基于全速度差模型构建了一能够应用于不同道路条件下的交通流跟驰模型,并利用该模型对冰雪条件下交通流进行了稳定性分析。

     

基于双功率流差速转向履带车辆关键参数研究

为了适应复杂环境和非结构化地形,提出一种具有平衡摇臂的双功率流差速转向的履带车辆动力底盘。该履带车能够实现调节地隙、自适应路面、障碍物跨越、灵活的姿态调节和稳定的姿态保持以及轮履复合的设计要求。本文确定了具有差速转向机构的履带车辆的总体构型方案,根据驱动力和行驶阻力的平衡建立了行驶模型,根据履带车辆爬坡角度和爬坡速度,建立了爬坡时所需功率模型,以此为基础,确定了移动机器人爬坡时驱动电机最大功率与最大爬坡度和爬坡时的车速之间的关系,分析和计算了履带车辆直线行驶电机、转向行驶电机、摆臂调节电机的功率,推导出了转向时内外侧履带所受的转向阻力矩,并确定了车辆对质心总转向阻力矩。该研究成果能为履带车辆的样机研制和试验提供了理论依据和研究手段。     

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．     

Evolvement regularity of signal control parameters of urban road in cold region

In snow-icy road environment, the survey data indicate that the largest decrease in traffic flow running characters occurs when snow and ice begin to accumulate on the road surface. Saturation flow is decreased by 16%, speed is decreased by 30%, and start-up lost time is increased by 27%. Based on the signal control theory of HCM and Webster, the character values of traffic flow in different urban road environments were investigated, and the evolvement regularity of signal control parameters such as cycle, split, green time, offset, yellow time and red time in snow-icy road environment was analyzed. The impact factors and the changes in the scope of signal control parameters were achieved. Simulation results and practical application show that the signal control plan of road environment without snow and ice will increase the vehicle delay, stop length and traffic congestion in snow-icy road environment. Thus, the traffic signal control system should address a suitable signal control plan based on different road environments.     

轮毂马达液驱系统控制与仿真

通过加入一套由泵和马达等组成的轮毂马达液压驱动系统,将传统重型车辆改为液驱混合动力车辆,使其在坏路况下可使其前轮同时参与驱动。分析了该系统的结构原理与工作模式,研究并建立了动力学理论方程,并在Matlab/Simulink和AMESim软件中分别建立其机械动力系统和液压系统模型,重点提出了该液驱系统的控制策略,进行了车辆的牵引力及爬坡性能仿真。结果表明:加入轮毂马达液驱系统后,车辆的牵引力和爬坡度明显提高,整车通过性得到改善;同时,该系统结构简单,整车改造成本低,具有很好的应用前景。     

动态载荷下半刚性路面应力分析

针对半刚性路面的特点,依据弹性层状体系理论,将半刚性路面的沥青层、半刚性基层、半刚性底基层及土基层按线弹性来考虑,建立了半刚性路面的三维有限元分析模型,采用ANSYS有限元分析软件分析了动态荷载下半刚性路面的应力特性。结果表明,路面的疲劳破坏是动载引起的水平应力、横向应力和垂直应力共同作用的结果,水平应力的交变变化是使路面产生疲劳破坏的主要因素。在一定的车速下,随着载荷的增加,半刚性底基层底部的最大水平拉应力增大;在一定的载荷下,随着行车速度的提高,半刚性底基层底部的最大水平拉应力减小,提高行车速度可以减小路面的损伤程度。