高速公路苜蓿叶型立交环形匝道侧滑事故仿真研究
发布时间：2021-04-13 02:08
环形匝道是一类事故高发的互通立交匝道,为得到环形匝道的事故发生机制,以宜泸高速公路白鹤林枢纽互通对象,在Carsim软件环境下建立该互通的三维数字模型,模拟车辆在主线-匝道-主线的完整运行过程,在仿真中改变汽车行驶工况和道路运行条件,得到了环形匝道行驶的临界条件并提出了安全改善对策,主要结论如下:超速行驶对车辆匝道行驶稳定性及车辆侧向偏移量有显著影响,超速程度越严重,车辆在匝道上的侧滑风险越高。路面条件对行驶稳定性影响较大,车辆行驶超速20%,在较差的道路条件下（路面有积水、浮雪、霜等）,也可以安全行驶,车辆侧滑的风险较低;行驶超速50%,车辆在稍差的道路条件下（路面湿润）,可以完成行驶,但存在较高的侧滑风险;超速70%,即使在干燥路面（路面附着系数0.65）行驶也一定会发生侧滑;即超速程度越高,道路附着系数对车辆侧滑影响越大。车辆超速进入匝道时,驾驶员减速操作的起点位置对侧滑存在较大影响,减速起点距离匝道圆曲线越近,侧滑风险水平越高。
【文章来源】：交通信息与安全. 2020,38(03)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
仿真道路及行驶路径Fig.2thesimulatedroadandthetargetpath1.4车辆模型JY匝道主线
μ(z)为峰值附着系数；Fyi(z)为轮胎侧向力；Fzi(z)为轮胎垂直力，i=L1，L2，R1，R2，分别表示左前轮、左后轮、右前轮、右后轮。以40km/h（匝道限速值）为基础车速值，根据匝道测速结果的分布区间使车辆以超速0%，20%，50%，70%完成从高速主线到匝道D的定速行驶，即仿真速度为40km/h,48km/h,60km/h,68km/h。从仿真输出结果提取出车身侧偏角、横向加速度、轨迹坐标等汽车运行参数，然后计算出轨迹横向偏移量、横摆角速度、峰值附着系数等指标值得连续量，见图3。（a）质心侧偏角（b）侧向侧偏量（c）横摆角速度（d）临界附着系数2.521.510.50-0.5-1车身侧项角/（°）050100150200250300350400距离/m限速超速20%超速50%超速70%050100150200250300350400距离/m轨迹偏移值/m0.20-0.2-0.4-0.6-0.8-1-1.2超速70%超速50%超速20%限速限速超速20%超速70%超速50%超速70%超速50%超速20%限速横摆角速度/（°/s）50-5-10-15-20050100150200250300350400距离/m050100150200250300350400距离/m0.70.60.50.40.30.20.10峰值附着系数图3不同超速程度下的匝道D车辆运行状态Fig.3VehiclerunningstatusunderdifferentoverspeedonrampD124
氲孛嬷?浯嬖诟阶帕Γ?其值见式（3），在路面附着力系数维持稳定时，附着力的大小是一定的。根据行驶方向，附着力含纵向的驱动力/制动力，以及侧向力2个部分，一个方向力的增大必然导致另一方向力的减少。以车辆在曲线路段制动为例，当车辆在高速下制动时，纵向上需求的制动力大，侧向上无法提供足够的力来抵消离心力，车辆进入侧滑甩尾的危险状态[19]。（mgμ）2=F2x+F2y（2）式中，μ为道路附着力系数；Fx为车辆纵向上的驱动力或制动；Fy为车辆法向上的侧向力。图5（a）是仿真输出的不同减速起点位置对应的车身横摆角速度曲线，减速起点5~8曲线超过稳定性阈值，其中减速起点5和6的侧向稳定性较差，减速起点7和8的侧向稳定性则非常差。图5（b）为不同减速起点下车辆在匝道路段的侧向偏移曲线，减速起点1~4的侧向偏移量为0，表明车辆没有侧滑；减速起点5~8的轨迹偏移值曲线发生了较大的波动，表（a）横摆角速度（b）轨迹横向偏移值1050-5-10-15-20-25-30-35横摆角速度/（°/s）0100200300400500600距离/m减速起点1减速起点3减速起点5减速起点7减速起点2减速起点4减速起点6减速起点8轨迹偏移值/（m）10-1-2-3-4-5150200250300350400450500减速起点1减速起点3减速起点5减速起点7减速起点2减速起点4减速起点6减速起点8缓和曲线圆曲线里程/m图5不同减速起点进行制动时的汽车运动学响应Fig.5vehicledynamicresponsewhendriverbrakeatdifferentdecelerationstartpoints（
【参考文献】：
期刊论文
[1]喇叭形互通立交行驶安全性与舒适性仿真研究[J]. 窦同乐,向健,徐进. 公路. 2020(05)
[2]苜蓿叶形立交行驶安全性与舒适性仿真研究[J]. 窦同乐,向健,徐进. 中国科技论文. 2020(02)
[3]苜蓿叶形互通立交进/出口的纵向驾驶行为特征[J]. 徐进,崔强,常旭,符经厚,吴国雄. 东南大学学报(自然科学版). 2019(06)
[4]螺旋匝道和螺旋桥的小客车行驶速度特征[J]. 徐进,崔强,林伟,王郸祁,吴国雄. 中国公路学报. 2019(07)
[5]螺旋匝道（桥）小客车横向行驶特性实测研究[J]. 徐进,李建兴,林伟,崔强,吴国雄,杨奎. 西南交通大学学报. 2019(06)
[6]弯道超速行驶对客车横向稳定性的影响[J]. 吴初娜,曾诚,王艺颖. 公路交通科技. 2016(06)
[7]基于小客车侧滑微观仿真曲线路段行车风险分析[J]. 张驰,邵东建,张敏. 系统仿真学报. 2015(07)
[8]基于车辆侧向稳定性分析的弯道行驶安全评价[J]. 孙川,吴超仲,褚端峰,傅宇浩,崔海龙,于跃. 交通信息与安全. 2014(06)
本文编号：3134411
【文章来源】：交通信息与安全. 2020,38(03)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
仿真道路及行驶路径Fig.2thesimulatedroadandthetargetpath1.4车辆模型JY匝道主线
μ(z)为峰值附着系数；Fyi(z)为轮胎侧向力；Fzi(z)为轮胎垂直力，i=L1，L2，R1，R2，分别表示左前轮、左后轮、右前轮、右后轮。以40km/h（匝道限速值）为基础车速值，根据匝道测速结果的分布区间使车辆以超速0%，20%，50%，70%完成从高速主线到匝道D的定速行驶，即仿真速度为40km/h,48km/h,60km/h,68km/h。从仿真输出结果提取出车身侧偏角、横向加速度、轨迹坐标等汽车运行参数，然后计算出轨迹横向偏移量、横摆角速度、峰值附着系数等指标值得连续量，见图3。（a）质心侧偏角（b）侧向侧偏量（c）横摆角速度（d）临界附着系数2.521.510.50-0.5-1车身侧项角/（°）050100150200250300350400距离/m限速超速20%超速50%超速70%050100150200250300350400距离/m轨迹偏移值/m0.20-0.2-0.4-0.6-0.8-1-1.2超速70%超速50%超速20%限速限速超速20%超速70%超速50%超速70%超速50%超速20%限速横摆角速度/（°/s）50-5-10-15-20050100150200250300350400距离/m050100150200250300350400距离/m0.70.60.50.40.30.20.10峰值附着系数图3不同超速程度下的匝道D车辆运行状态Fig.3VehiclerunningstatusunderdifferentoverspeedonrampD124
氲孛嬷?浯嬖诟阶帕Γ?其值见式（3），在路面附着力系数维持稳定时，附着力的大小是一定的。根据行驶方向，附着力含纵向的驱动力/制动力，以及侧向力2个部分，一个方向力的增大必然导致另一方向力的减少。以车辆在曲线路段制动为例，当车辆在高速下制动时，纵向上需求的制动力大，侧向上无法提供足够的力来抵消离心力，车辆进入侧滑甩尾的危险状态[19]。（mgμ）2=F2x+F2y（2）式中，μ为道路附着力系数；Fx为车辆纵向上的驱动力或制动；Fy为车辆法向上的侧向力。图5（a）是仿真输出的不同减速起点位置对应的车身横摆角速度曲线，减速起点5~8曲线超过稳定性阈值，其中减速起点5和6的侧向稳定性较差，减速起点7和8的侧向稳定性则非常差。图5（b）为不同减速起点下车辆在匝道路段的侧向偏移曲线，减速起点1~4的侧向偏移量为0，表明车辆没有侧滑；减速起点5~8的轨迹偏移值曲线发生了较大的波动，表（a）横摆角速度（b）轨迹横向偏移值1050-5-10-15-20-25-30-35横摆角速度/（°/s）0100200300400500600距离/m减速起点1减速起点3减速起点5减速起点7减速起点2减速起点4减速起点6减速起点8轨迹偏移值/（m）10-1-2-3-4-5150200250300350400450500减速起点1减速起点3减速起点5减速起点7减速起点2减速起点4减速起点6减速起点8缓和曲线圆曲线里程/m图5不同减速起点进行制动时的汽车运动学响应Fig.5vehicledynamicresponsewhendriverbrakeatdifferentdecelerationstartpoints（
【参考文献】：
期刊论文
[1]喇叭形互通立交行驶安全性与舒适性仿真研究[J]. 窦同乐,向健,徐进. 公路. 2020(05)
[2]苜蓿叶形立交行驶安全性与舒适性仿真研究[J]. 窦同乐,向健,徐进. 中国科技论文. 2020(02)
[3]苜蓿叶形互通立交进/出口的纵向驾驶行为特征[J]. 徐进,崔强,常旭,符经厚,吴国雄. 东南大学学报(自然科学版). 2019(06)
[4]螺旋匝道和螺旋桥的小客车行驶速度特征[J]. 徐进,崔强,林伟,王郸祁,吴国雄. 中国公路学报. 2019(07)
[5]螺旋匝道（桥）小客车横向行驶特性实测研究[J]. 徐进,李建兴,林伟,崔强,吴国雄,杨奎. 西南交通大学学报. 2019(06)
[6]弯道超速行驶对客车横向稳定性的影响[J]. 吴初娜,曾诚,王艺颖. 公路交通科技. 2016(06)
[7]基于小客车侧滑微观仿真曲线路段行车风险分析[J]. 张驰,邵东建,张敏. 系统仿真学报. 2015(07)
[8]基于车辆侧向稳定性分析的弯道行驶安全评价[J]. 孙川,吴超仲,褚端峰,傅宇浩,崔海龙,于跃. 交通信息与安全. 2014(06)
本文编号：3134411
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