侧风对公路行车安全影响的仿真分析与对策研究

发布时间：2017-04-18 17:11

  本文关键词：侧风对公路行车安全影响的仿真分析与对策研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国高等级公路建设的快速发展和车速的提高,人们对汽车的行驶稳定性、安全性和舒适性提出了越来越高的要求。由于自然风的普遍存在,路面上行驶车辆的气动特性经常会受到侧风的影响。汽车行驶速度较高时,若受到较高速度的侧风作用,其行驶稳定性和乘坐舒适性都会显著降低,极端情况下还会使汽车偏离正确的行驶路线甚至发生侧翻,导致严重的安全问题。为了减轻侧风对车辆的影响,驾驶员需要连续调整方向盘或减小车速,这会导致驾驶员过度紧张、过早疲劳而增加行车的危险性。研究侧风对高速行车稳定性的影响并提出保障对策,对于提高侧风路段行车安全具有重要的实用价值。本文以随机变化的阵风模型为模拟侧风,基于大小车市场占有率等情况确定大车和小车的典型车型,应用动力学仿真软件Trucksim和Carsim分别构建了大车与小车的车辆模型,考虑车辆行驶速度、风速、风向、载重量、质心高度、路面摩擦系数等因素,对车辆在侧风环境下行驶进行了大量仿真实验与分析,并以横向偏离量0.5m作为判断汽车在侧风环境下安全行驶的阈值,确定了不同风速等级下的汽车安全行驶的速度值。根据不同风速等级对汽车的影响,对侧风影响分为四个等级:Ⅰ级,安全;Ⅱ级,较安全;Ⅲ级,较危险;Ⅳ级,危险。针对不同的危险等级采取不同的防风对策,以保障行车的安全。并构建了风速监测系统和智能化信息发布系统,给出了系统运作流程,其实用性较强,为高速公路侧风监测预警系统建设提供指导。本文有助于丰富公路行业对侧风影响行车安全的研究。
【关键词】：侧风 行车稳定性 横向偏移 摩擦系数
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U492.84
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究的目的和意义9-12
• 1.2 国内外研究综述12-14
• 1.2.1 国外研究概况12-13
• 1.2.2 国内研究概况13-14
• 1.3 问题的提出14-15
• 1.4 研究的主要内容、方法及技术路线15-17
• 1.4.1 主要研究内容及方法15-16
• 1.4.2 技术路线16-17
• 第二章 风速特征及实际侧风问题17-23
• 2.1 风的形成17
• 2.2 风速变化特征17-18
• 2.3 风速风向18-19
• 2.4 实际侧风问题19-20
• 2.5 影响汽车稳定性的气动六分力20-22
• 2.5.1 气动阻力20-21
• 2.5.2 气动升力与纵倾力矩21
• 2.5.3 侧倾力矩21
• 2.5.4 侧向力及横摆力矩21-22
• 2.6 本章小结22-23
• 第三章 基于Trucksim/Carsim的汽车行驶稳定性模型建立23-33
• 3.1 仿真软件概述23-25
• 3.1.1 TruckSim仿真软件概述23-24
• 3.1.2 CarSim仿真软件概述24
• 3.1.3 Trucksim和CarSim软件特点24-25
• 3.2 汽车行驶稳定性模型的建立25-32
• 3.2.1 仿真车辆选取和参数设置25-30
• 3.2.2 侧风模型30-31
• 3.2.3 道路模型和表格参数的选取31-32
• 3.2.4 仿真运行32
• 3.3 本章小结32-33
• 第四章 汽车侧风稳定性评价指标及影响程度分析33-60
• 4.1 稳定性评价指标33-39
• 4.1.1 横向偏移33-35
• 4.1.2 纵向速度35-36
• 4.1.3 侧向加速度36-38
• 4.1.4 横摆角速度38-39
• 4.2 影响因素程度分析39-57
• 4.2.1 车速的影响39-44
• 4.2.2 路面摩擦系数的影响44-47
• 4.2.3 风速和角度的影响47-54
• 4.2.4 质心高度与载重量的影响54-57
• 4.3 侧风危险等级57-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第五章 多侧风路段风速监测、预警系统及保障对策60-72
• 5.1 风速监测、预警系统的构成60-61
• 5.2 技术设备的选择61-64
• 5.2.1 侧风测量设备61-62
• 5.2.2 路面状况检测设备62-64
• 5.3 设备布设64
• 5.3.1 风速监测设备的布设64
• 5.3.2 路面状况监测设备的布设64
• 5.4 数据处理系统64-66
• 5.5 智能信息化系统66-67
• 5.6 设置标志标线67-69
• 5.6.1 侧风专用提示标志67-68
• 5.6.2 振动减速标线68-69
• 5.7 设置风障69-70
• 5.8 本章小结70-72
• 结论与展望72-77
• 研究结论72-76
• 展望76-77
• 参考文献77-80
• 致谢80

【共引文献】

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本文编号：315349