危化品运输车匝道行驶防侧翻控制系统研究
发布时间：2021-11-19 05:28
随着危险化学品及其附属产品的需求持续增长,危化品道路运输安全问题已引起众多学者的关注。为保证危化品运输车安全行驶,安全辅助驾驶技术已成为危化品道路运输的研究热点和技术前沿。另外,匝道作为一种复杂的弯道路段,危化品运输车在匝道路段处易发生侧翻,致使匝道成为侧翻事故多发路段,且事故案例众多。针对危化品运输车在匝道行驶的安全控制,国内外众多学者已对其安全控制展开了深入的研究,并取得了众多成果,但仍存在一些需要完善的地方。本文针对危化品运输车特性和匝道线形,分析危化品运输车的事故类型,并对事故主要原因进行分析,设计危化品运输车匝道行驶安全控制系统。该系统包括匝道行驶安全速度模型、匝道几何参数获取方法和分段式防侧翻控制系统。这为解决危化品运输车匝道安全行驶提供了帮助。针对匝道安全速度的研究,本文考虑匝道曲率半径、横坡度和纵坡度的影响,以及危化品运输车参数的影响,构建危化品运输车匝道行驶安全速度模型,该模型比现有安全速度模型更符合危化品运输车实际工作环境和状况。该安全速度模型同样适用于其他车辆的弯道行驶安全控制。其中,车辆各参数可根据车辆配置和装载质量获取,匝道几何参数可利用图像识别技术获取。在G...
【文章来源】：淮阴工学院江苏省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
危化品运输车侧翻事故图
2匝道安全速度数学模型13心位置等车辆参数相关。针对特定车辆在匝道行驶时安全速度的研究，该车辆的满载质量和轮距等参数一定，可根据实时监测的匝道几何参数计算安全速度，以保证危化品运输车在匝道安全行驶。2.3多因素权重分析对于特定的危化品运输车，车辆的满载质量和轮距等参数是固定的，车辆质心高度也可快速获龋匝道的几何参数中，曲率半径、横坡度和纵坡度对其安全速度影响程度不同。利用响应面法设计实验，对匝道各几何参数进行权重计算和分析。针对不同曲率半径、横坡度和纵坡度的匝道安全速度计算，考虑到高速公路匝道和城市立交桥匝道的设计线形数据，设置实验中匝道曲率半径取值范围为0~1000m。由于入口匝道与出口匝道的线形分别为凹曲线和凸曲线，但均为道路左侧超高，即横坡度大于0，如图2.2所示。因此，设置实验中匝道横坡度取值范围为0~5%。匝道纵坡度主要与设计车速和地形相关，并且入口匝道多为上坡、出口匝道多为下坡，因此设置匝道纵坡度取值范围为-10~10%。图2.2匝道示意图Fig.2.2Rampdiagrams根据以上匝道几何参数取值范围，利用响应面法设计一种3因素7水平的实验模型，为了提高各参数权重占比分析的精确性，选取所有实验候选点，共获得101组实验。其中，响应面法实验的因素与水平如表2.1所示。表2.1响应面法实验的因素与水平表Table2.1Factorsandhorizontaltableofresponsesurfacemethod因素类型因素名水平数值因素1曲率半径（m）0250333.33500666.677501000数值因素2横坡度（%）01.251.672.53.333.755数值因素3纵坡度（%）-10-5-3.3303.33510利用2.2节提出的匝道安全速度模型分别计算出各组安全速度阈值，然后利用SPSS软件对匝道曲率半径、横坡度和纵坡度等因素进行权重分析。首先，针对匝道曲率半径、横
3匝道信息获取及案例分析153匝道信息获取及案例分析由于危化品运输车装载介质多为易燃易爆、有毒害的液体，在道路运输过程中，其行驶安全性尤为重要。根据危化品特性可知，在运输过程中，危化品运输车一旦发生事故导致泄漏，介质遇热或明火易发生燃烧甚至爆炸。另外，由于匝道为危化品运输车的事故多发路段，因此危化品道路运输经过匝道时，需谨慎驾驶，避免紧急制动。主要由于危化品运输车在紧急制动下，液体晃动会产生巨大的冲击力，不仅影响车辆行驶稳定性，还可能导致介质泄漏，造成经济损失甚至危害。另外，危化品运输车在匝道行驶时，由于同时存在制动和转向，液体晃动产生的影响更加严重，降低车辆的横向稳定性，甚至导致危化品运输车发生侧翻。为避免进行紧急制动，利用图像识别技术分析和提取匝道几何参数，作为对危化品运输车施加提前减速控制的依据，以降低液体晃动产生的纵向冲击力。以2016年5月3日一辆装载液化气的危化品运输车在南京六合侧翻事故为例，对发生侧翻事故的匝道进行处理和分析，获取匝道几何参数，以计算该车辆的匝道安全速度阈值。3.1事故案例2016年5月3日，一辆充装介质为液化气且满载质量为30吨的危化品运输车，在G40南京六合山北立交桥匝道处，因速度控制不当发生侧翻事故。根据事故报告，事故车车速为55.7km/h，事故如图3.1。事故车辆的发动机型号为dCi420-51，其最大输出功率为309kW，额定转速为1800rpm；变速箱型号为法士特12JSD180T，分别为2挡倒车挡和12挡前进挡。图3.1事故案例侧翻图Fig.3.1Accidentcaserollover通过事故分析可知，发生侧翻事故的匝道路段为高速公路匝道出口处，该匝道曲率半径小，且同时存在横坡度和纵坡度，事故匝道出口航拍图如图3.2所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种去除椒盐噪声的自适应模糊中值滤波算法[J]. 万丰丰,周国民,周晓. 浙江大学学报(理学版). 2019(04)
[2]常见危化品种类及安全运输知识[J]. 汽车与安全. 2019(01)
[3]危化品运输车辆的“危险”你知多少[J]. 汽车与安全. 2019(01)
[4]弯道安全车速建模及影响因素分析[J]. 杨俊儒,褚端峰,王维锋,万剑,邓泽健,吴超仲. 交通信息与安全. 2018(06)
[5]一种基于卡方统计的弯道识别算法[J]. 胡延平,王乃汉,魏振亚,唐叩祝. 汽车工程学报. 2018(06)
[6]考虑路面附着系数的车辆差动制动控制策略[J]. 肖佩,龙祥,胡剑. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2018(11)
[7]主动转向与差动制动协同作用车辆稳定性控制[J]. 杜峰,关志伟,高博麟,戴金钢,魏朗. 汽车安全与节能学报. 2018(01)
[8]基于TruckSim的装载工况影响下弯道安全车速阈值[J]. 王传连,胡月琦,李平. 北京航空航天大学学报. 2018(06)
[9]基于主动转向与差动制动最优控制客车侧翻研究[J]. 王宁宁,方树平,李进,苑风霞. 山东理工大学学报(自然科学版). 2018(02)
[10]基于道路几何参数的弯道临界安全车速模型[J]. 何江李,龚波,朱彤,杨晨煊,孙一帆. 长沙理工大学学报(自然科学版). 2017(04)
博士论文
[1]城市化工集聚区危化品道路运输风险分析方法及应用研究[D]. 刘刚.北京科技大学 2019
硕士论文
[1]车辆侧翻预警及半主动悬架防侧翻优化控制研究[D]. 杨益.吉林大学 2018
[2]基于差动制动的商用车防侧翻控制研究[D]. 寇胜伟.湖南大学 2017
[3]基于差动制动的重型车辆防侧翻控制[D]. 张超.长安大学 2017
[4]基于Trucksim的公路弯道路段车辆安全速度仿真研究[D]. 李平.长安大学 2017
[5]自主驾驶系统中道路检测技术研究[D]. 郑军.福州大学 2015
[6]车辆弯道安全辅助驾驶控制系统设计[D]. 黄晓慧.大连理工大学 2013
本文编号：3504383
【文章来源】：淮阴工学院江苏省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
危化品运输车侧翻事故图
2匝道安全速度数学模型13心位置等车辆参数相关。针对特定车辆在匝道行驶时安全速度的研究，该车辆的满载质量和轮距等参数一定，可根据实时监测的匝道几何参数计算安全速度，以保证危化品运输车在匝道安全行驶。2.3多因素权重分析对于特定的危化品运输车，车辆的满载质量和轮距等参数是固定的，车辆质心高度也可快速获龋匝道的几何参数中，曲率半径、横坡度和纵坡度对其安全速度影响程度不同。利用响应面法设计实验，对匝道各几何参数进行权重计算和分析。针对不同曲率半径、横坡度和纵坡度的匝道安全速度计算，考虑到高速公路匝道和城市立交桥匝道的设计线形数据，设置实验中匝道曲率半径取值范围为0~1000m。由于入口匝道与出口匝道的线形分别为凹曲线和凸曲线，但均为道路左侧超高，即横坡度大于0，如图2.2所示。因此，设置实验中匝道横坡度取值范围为0~5%。匝道纵坡度主要与设计车速和地形相关，并且入口匝道多为上坡、出口匝道多为下坡，因此设置匝道纵坡度取值范围为-10~10%。图2.2匝道示意图Fig.2.2Rampdiagrams根据以上匝道几何参数取值范围，利用响应面法设计一种3因素7水平的实验模型，为了提高各参数权重占比分析的精确性，选取所有实验候选点，共获得101组实验。其中，响应面法实验的因素与水平如表2.1所示。表2.1响应面法实验的因素与水平表Table2.1Factorsandhorizontaltableofresponsesurfacemethod因素类型因素名水平数值因素1曲率半径（m）0250333.33500666.677501000数值因素2横坡度（%）01.251.672.53.333.755数值因素3纵坡度（%）-10-5-3.3303.33510利用2.2节提出的匝道安全速度模型分别计算出各组安全速度阈值，然后利用SPSS软件对匝道曲率半径、横坡度和纵坡度等因素进行权重分析。首先，针对匝道曲率半径、横
3匝道信息获取及案例分析153匝道信息获取及案例分析由于危化品运输车装载介质多为易燃易爆、有毒害的液体，在道路运输过程中，其行驶安全性尤为重要。根据危化品特性可知，在运输过程中，危化品运输车一旦发生事故导致泄漏，介质遇热或明火易发生燃烧甚至爆炸。另外，由于匝道为危化品运输车的事故多发路段，因此危化品道路运输经过匝道时，需谨慎驾驶，避免紧急制动。主要由于危化品运输车在紧急制动下，液体晃动会产生巨大的冲击力，不仅影响车辆行驶稳定性，还可能导致介质泄漏，造成经济损失甚至危害。另外，危化品运输车在匝道行驶时，由于同时存在制动和转向，液体晃动产生的影响更加严重，降低车辆的横向稳定性，甚至导致危化品运输车发生侧翻。为避免进行紧急制动，利用图像识别技术分析和提取匝道几何参数，作为对危化品运输车施加提前减速控制的依据，以降低液体晃动产生的纵向冲击力。以2016年5月3日一辆装载液化气的危化品运输车在南京六合侧翻事故为例，对发生侧翻事故的匝道进行处理和分析，获取匝道几何参数，以计算该车辆的匝道安全速度阈值。3.1事故案例2016年5月3日，一辆充装介质为液化气且满载质量为30吨的危化品运输车，在G40南京六合山北立交桥匝道处，因速度控制不当发生侧翻事故。根据事故报告，事故车车速为55.7km/h，事故如图3.1。事故车辆的发动机型号为dCi420-51，其最大输出功率为309kW，额定转速为1800rpm；变速箱型号为法士特12JSD180T，分别为2挡倒车挡和12挡前进挡。图3.1事故案例侧翻图Fig.3.1Accidentcaserollover通过事故分析可知，发生侧翻事故的匝道路段为高速公路匝道出口处，该匝道曲率半径小，且同时存在横坡度和纵坡度，事故匝道出口航拍图如图3.2所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种去除椒盐噪声的自适应模糊中值滤波算法[J]. 万丰丰,周国民,周晓. 浙江大学学报(理学版). 2019(04)
[2]常见危化品种类及安全运输知识[J]. 汽车与安全. 2019(01)
[3]危化品运输车辆的“危险”你知多少[J]. 汽车与安全. 2019(01)
[4]弯道安全车速建模及影响因素分析[J]. 杨俊儒,褚端峰,王维锋,万剑,邓泽健,吴超仲. 交通信息与安全. 2018(06)
[5]一种基于卡方统计的弯道识别算法[J]. 胡延平,王乃汉,魏振亚,唐叩祝. 汽车工程学报. 2018(06)
[6]考虑路面附着系数的车辆差动制动控制策略[J]. 肖佩,龙祥,胡剑. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2018(11)
[7]主动转向与差动制动协同作用车辆稳定性控制[J]. 杜峰,关志伟,高博麟,戴金钢,魏朗. 汽车安全与节能学报. 2018(01)
[8]基于TruckSim的装载工况影响下弯道安全车速阈值[J]. 王传连,胡月琦,李平. 北京航空航天大学学报. 2018(06)
[9]基于主动转向与差动制动最优控制客车侧翻研究[J]. 王宁宁,方树平,李进,苑风霞. 山东理工大学学报(自然科学版). 2018(02)
[10]基于道路几何参数的弯道临界安全车速模型[J]. 何江李,龚波,朱彤,杨晨煊,孙一帆. 长沙理工大学学报(自然科学版). 2017(04)
博士论文
[1]城市化工集聚区危化品道路运输风险分析方法及应用研究[D]. 刘刚.北京科技大学 2019
硕士论文
[1]车辆侧翻预警及半主动悬架防侧翻优化控制研究[D]. 杨益.吉林大学 2018
[2]基于差动制动的商用车防侧翻控制研究[D]. 寇胜伟.湖南大学 2017
[3]基于差动制动的重型车辆防侧翻控制[D]. 张超.长安大学 2017
[4]基于Trucksim的公路弯道路段车辆安全速度仿真研究[D]. 李平.长安大学 2017
[5]自主驾驶系统中道路检测技术研究[D]. 郑军.福州大学 2015
[6]车辆弯道安全辅助驾驶控制系统设计[D]. 黄晓慧.大连理工大学 2013
本文编号：3504383
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