驾驶员转向行为与生理反应的混合效应模型

选用8个年龄在35～48岁之间的驾驶员,利用动态心电分析仪、Frecord数据采集系统及动态GPS在交通部试验厂完成了紧急状况下驾驶员行为分析试验.通过综合考虑车距障碍物距离、行驶车速、行车时段、个性特征等因素,建立了混合效应模型,对驾驶员转向行为与生理反应间的关系进行了研究,得出基于心率变化量的方向盘转速预测模型,研究结果表明,车距障碍物距离、行驶车速对方向盘转速估计值均具有明显影响.为进一步分析紧急状况下驾驶行为提供了新的方法.     

隧道反光环设置间距对驾驶员视觉的影响研究

从驾驶员动态视觉角度出发,应用UC-win/Road仿真软件对多种隧道反光环间距设置方案进行仿真模拟,并利用Tobii眼动仪对多名驾驶员展开仿真模拟实验。根据实验数据定性分析了不同行车速度下,反光环间距对驾驶员瞳孔面积及其变化率的影响变化关系,并利用Matlab中的rstool函数构建了速度、反光环间距及驾驶员瞳孔面积三者之间的趋势面模型。研究结果表明,行车速度与驾驶员瞳孔面积呈正相关,隧道反光环间距值与驾驶员瞳孔面积值呈负相关;并根据驾驶员心理状态与其瞳孔面积变化率的关系,得到不同行车速度下隧道反光环间距对驾驶员心理状态影响情况表;根据此表及驾驶员心理紧张状态与行车安全的关系,提出了不同速度下隧道反光环间距设置情况推荐值。     

行车速度对沥青路面力学参数及响应的影响

利用室内试验确定的沥青混合料的动态模量主曲线和时间-温度转化因子,结合实测的冬天和夏天沥青路面结构的典型温度场,定量分析了行车速度对沥青路面材料性能及结构力学响应的影响.结果表明,当行车速度从10 km/h增加到130 km/h时,路面结构内动态模量可增加3倍以上,路表弯沉、沥青层底拉应变和土基顶面压应变等关键力学响应可减少20%以上.在冬天和夏天,材料性质及路面响应随车速的变化幅度有所不同.研究表明,为了得到更客观的结果,在路面结构分析和设计中应考虑行车速度的影响.     

汽车转向盘操作与驾驶负荷的相关性

为证实转向盘转速与驾驶负荷之间的相关性,在4条山区复杂双车道公路上开展了长里程的自然驾驶行为实车试验,采集了被试驾驶员的心率信号和转向盘输入数据,以心率增长率HRI为中介,分析了转向盘转速与驾驶负荷之间的关系。试验结果表明:驾驶员超车时的心率显著高于平静状态,超越大型车时的心率增长率明显高于小客车,并且心率在超车行为开始之前就已显著增加;弯道行驶时驾驶员心率会增加,弯道越急、心率增加值越大,在圆曲线范围内,转向盘转角值在达到峰值之后即刻开始回调,即并不是固定在某一个位置;不管是超车工况还是弯道行驶工况,驾驶员的心率增长率与转向盘转速之间都存在很强的正相关性,但超车时驾驶员的心率增长率对转向盘转速更敏感。     

车速对超车车辆瞬态气动特性的影响

为了研究超车过程中相对车速和绝对车速对汽车气动特性的影响,采用动网格技术实现了超车过程的三维瞬态数值模拟。研究结果表明:超车过程中,相对车速对主超车的影响较小,对被超车的影响很大。被超车侧向力系数和横摆力矩系数的变化量随两车相对车速的增加呈线性增加的趋势。在相同的相对速度下,绝对速度较低的两辆车在超车过程中产生的瞬态气动影响更大。     

侧风下峡谷桥隧连接段汽车的行驶特性

为保障山区高速公路的运营安全,研究了在风环境下峡谷桥隧连接段车辆瞬态气动特性及其规律,借助Carsim软件建立车辆模型,并模拟峡谷桥隧连接处的路段特性,以西汉高速桥隧连接段的实测数据输入风速值和侧风角度等参数,来模拟不同风速及角度对车辆行驶的影响。首先,对运行仿真后得到的车辆纵向速度、侧向加速度、车辆气动三分力(气动阻力、侧向力、气动升力)、气动侧偏角等参数进行分析;其次,通过分析不同车速、风速、风向角的车辆气动力,探究其对行车稳定性的影响程度;最后,研究了车辆在侧风环境下安全稳定行驶的临界车速和临界风速。研究结果表明:车辆行驶在有侧风作用影响下的峡谷桥隧连接段时,车速由60 km/h提升至80 km/h,车辆气动阻力、侧向力及气动升力分别增加160%、53%及89%,并且在风速达80 km/h的冰雪路面下,伴随出现超过1 m的大偏移量侧滑,当经历西汉高速年最大风速31. 5 m/s(约113 km/h)时,车辆出现明显倾覆现象,对行车安全构成了一定的风险。     

基于车速的公路连续长坡路段纵断面安全性研究

为研究公路连续长坡路段纵断面与运行车速之间的关系,选择9名驾驶人进行实际道路实车试验.用动态GPS采集试验车辆的实时车速数据,分别得到上、下坡方向的85%车速,速度的表征参数选用速度增长率(车速的均值相对于85%车速的增长率,用表示),依次研究公路连续长坡路段纵断面要素与速度增长率之间的关系.研究结果表明:驾驶人对下坡方向坡度的敏感性较弱,坡度对车速的影响较小;速度增长率和缓坡坡长存在三次函数关系,但上坡方向的速度增长率随缓坡坡长的增长而波动较大,下坡方向起伏相对平缓;速度增长率和陡坡坡长亦存在三次函数关系,上坡方向坡长在400 m附近时,对安全行车较有利;下坡方向坡长在550 m附近时,对安全行车较有利;较利于公路连续长坡路段安全行车的竖曲线半径取值范围为900~950 m.     

积雪路面特性分析及其造成驾驶员行车紧张性评价

为定量研究积雪条件下的路面摩擦因子特性及驾驶员行车紧张特性,在现场观测的基础上,采用回归分析方法对积雪路面的摩擦因子与温度、湿度、积雪厚度及积雪压实度关系进行了研究,发现积雪路面的摩擦因子与温度和积雪厚度相关性较弱,与湿度和积雪压实度相关性较强,并构建了三者的多元线性回归模型。分别对经验丰富与经验欠缺驾驶员在静态条件、正常行车条件和积雪路面行车条件下的血流量、皮肤温度和呼吸量3项指标进行了测试。对比分析了积雪路面条件下驾驶员行车时血液循环系统、神经系统与呼吸系统的变化特性,建立了驾驶员行车心理紧张度评价模型。     

车速变化对吸收/压缩混合制冷循环的影响

通过对不同车速下客车发动机排气参数的定量分析和吸收/压缩混合制冷循环计算,确定了发生器的结构形式和换热面积,建立了发动机排气参数和发生器内工作流体的传热分布参数模型。进而分析了在不同车速下发生器负荷特性对混合制冷循环的影响。结果表明,制冷负荷为30kW的条件下,车速大于100km/h时,废热制冷就能满足客车冷负荷需求;车速在35～100km/h时,废热制冷和压缩制冷联合运行才能满足客车冷负荷需求;车速低于35km/h时,客车冷负荷完全由压缩制冷提供。     

系杆拱桥动挠度及竖向刚度分布现场试验研究

为评价行车荷载下系杆拱桥的振动特性,以三轴卡车为激振源,在一座钢管混凝土系杆拱桥上进行车致振动现场试验,实测了不同轴重和车速下桥梁的竖向振动位移响应。结果表明:桥梁最大动挠度随着轴重的增加而增大,但在试验车速范围内(10～60 km/h),动挠度随车速变化的规律性不明显。不同工况下的试验结果均表明跨中动挠度最大值小于1/4或3/4跨的动挠度最大值。通过有限元分析了该桥梁竖向刚度的纵向分布情况,解释了桥梁跨中挠度最值相对较小的试验现象。     

基于乘客感受的沥青路面平整度评价方法

从道路使用者的角度对乘车舒适性与路面平整度之间的关系进行研究.以乘客的心电指标RMSSD(rootmean square of the squared differences of successive n-n intervals)为主要评价依据,选取平整度范围为1.06～5.53 m/km的12条沥青路面进行室外乘车试验.实验数据表明:不同速度下RMSSD随平整度的变化有明显的变化规律,同时结合主观打分法和振动加速度评价法,提出基于乘客舒适性的平整度临界值.     

基于BP神经网络的车辆碳排放测算研究

研究轻型车辆碳排放测算方法,分析车辆碳排放与运行工况关系。基于车辆实际行驶污染物排放(Real Drive Emission, RDE)车载测试数据,以CO2当量CO2e代表碳排放,分析得出碳排放速率随车速、比功率(Vehicle Specific Power, VSP)增大而上升;运用BP (Back Propagation)神经网络算法建立车辆碳排放与车速、加速度、比功率多参数间非线性关系测算模型,计算得出世界轻型车测试循环(World Light Vehicle Test Cycle,WLTC)、新欧洲行驶循环(New European Driving Cycle, NEDC)和中国轻型商用车行驶工况(China Light-duty Vehicle Test Cycle-commercial Car,CLTC-C)3种台架测试循环工况下的碳排放因子。比较发现3种台架测试循环工况下的碳排放因子均高于实际道路行驶碳排放因子,其中WLTC下碳排放因子最高,其次是NEDC,再是CLTC-C,原因是加速度越大、车速越高的测试工况导致碳排放增加。     

侧风条件下加速超车过程车辆气动特性

利用动网格技术和滑移交界面技术,研究侧风条件下加速超车过程对车辆气动特性的影响,开展两辆厢式货车超车过程的三维瞬态数值模拟. 研究结果表明：主超车和被超车的侧向力系数和横摆力矩系数均随着侧风速度的增大而增大,侧风速度越大,两车的操纵稳定性越差. 与匀速超车过程相比,加速超车过程使主超车的侧向力系数增大,被超车的侧向力系数减小;加速超车过程对主超车侧向力系数的影响幅度大于被超车. 通过分析匀速超车过程和加速超车过程z=1.4 m截面上的压力云图和流线图,得到2种工况下侧向力系数变化的主要原因.     

纯电动轿车传动系统匹配仿真与优化研究

纯电动轿车传动系统参数的合理匹配和优化设计对提高其动力性能和续航里程至关重要。以某款直接挡微型纯电动轿车为研究对象,根据其动力性能和续航要求,对动力传动系统的关键部件进行初步的设计匹配;用ADVISOR建立更适应微型纯电动轿车行驶道路情况的组合工况,在该组合工况下对车辆的动力性和续航里程进行仿真;在50 km/h的等速工况下对其续航里程进行仿真;为了提高续航里程,利用遗传算法对传动系传动比进行优化。仿真结果表明,优化后车辆的续航里程得到了明显提升,动力性也满足整车性能的要求。     

国Ⅳ柴油公交车在实际道路上的排放特征

应用车载式尾气排放测试设备对北京国Ⅳ排放标准的柴油公交车在实际道路上的尾气排放特征进行实测研究,测试时间为10 645 s,行驶里程达51.3 km,共获得10 645组有效数据,测试数据能反映车辆在实际道路上的排放特征.车辆在实际道路上尾气排放NOx、CO、总碳氢化合物(total carbureted hydrogen,THC)和颗粒物(particulate matter,PM)的排放因子分别为(11.02±1.46)、(1.44±0.12)、(0.038±0.01)和(0.053±0.03)g/km.车辆的油耗、排放状况与车辆的行驶状态等因素有密切关系:车速越快,加速度越大,油耗速率越高;NOx排放随工况点分布与油耗速率的分布趋势基本相似;CO排放速率在低速和减速工况下较低,车速超过30 km/h及加速区域排放升高;THC高排放主要集中在车速低于30 km/h的加速区域。     

高速公路平曲线路段半挂汽车列车的横向稳定性

为提升半挂汽车列车在高速公路平曲线路段行驶的安全性,采用TruckSim软件构建车辆动力学仿真系统,选取车轮临界横向附着系数和横向载荷转移比作为车辆横向稳定性评价指标,通过单因素分析和多因素方差分析,确定了高速公路平曲线路段的几何线形、车速和车辆总质量对横向稳定性指标的影响.运用SPSS软件建立了半挂汽车列车的横向稳定性参数模型,并对半挂汽车列车在雨雪路面的运行安全进行评价.研究结果表明:总质量48 t的半挂汽车列车以任何速度在结冰路面上行驶都会发生侧滑;在积雪路面上均可保证低速安全运行;在积雨路面上,半挂汽车列车可以保证以90 km/h的车速安全运行.研究成果量化了平曲线几何线形、车速和车辆总质量对半挂汽车列车横向稳定性的影响,所建立的车辆横向稳定性模型可以为构建高速公路行车安全保障体系提供理论依据.     

太阳能相变储热系统对木材干燥速率的影响

针对木材太阳能干燥间歇性的不足,在原有太阳能干燥装置的基础上,增设了多管道叉排石蜡相变储热系统,并在小型试验台上模拟了木材太阳能干燥过程。试验研究表明:该干燥装置中储热系统供风温度对木材干燥速率的影响最大,干燥速率随着供风温度的升高而增加,最大的差值达到0.29%/h。;其次是循环风速,随着循环风速的提高干燥速率先增大后减小,在风速为1.5 m/s时的干燥速率最高,为1.0%/h;而石蜡管的管排数对干燥速率几乎没有影响,不同管排数下最大的差值为0.05%/h。此装置最优的干燥条件为:石蜡管管排为9排,循环风速为1.5 m/s,供风温度为65℃,此条件下干燥速率可达1.06%/h。上述研究结果可为木材太阳能干燥设备储热系统的研发提供参考。