半挂汽车列车高速公路弯道下坡路段运行安全研究

论文摘要

为提升半挂汽车列车在高速公路弯道下坡路段的运行安全,采用TruckSim仿真软件,构建了车辆模型、道路模型和驾驶人动力学仿真模型;基于蒙特卡罗可靠性分析法,分别建立了半挂汽车列车发生侧滑失效、侧翻失效、折叠失效和系统失效的功能函数,并选取设计速度80 km·h-1的高速公路为研究路段,通过进行大量车辆动力学仿真试验,对不同圆曲线半径、纵坡坡度、路面附着系数、车速和车辆总质量对半挂汽车列车的运行安全的影响进行了数值分析。研究结果表明:半挂汽车列车发生侧滑和侧翻的概率随着圆曲线半径的增加而显著降低,在一般最小半径400 m的情况下,半挂汽车列车发生侧滑失效和侧翻失效的概率趋近于0;随着下坡坡度的增加,半挂汽车列车发生侧滑失效和侧翻失效的概率基本呈线性增长趋势;车速对于半挂汽车列车运行安全的影响尤为显著,当车速均值由60 km·h-1增加到90 km·h-1时,发生侧滑失效和侧翻失效的概率分别增加了634倍和336倍;车辆总质量的增加对半挂汽车列车侧翻有显著影响;在路面附着系数较低的条件下,半挂汽车列车的主要事故形态为侧滑和折叠,在路面附着系数较高的情况下,半挂汽车列车的主要事故形态为侧翻。因此,在道路设计中,应避免极限最小半径与陡坡组合,严格限速和限载可确保半挂汽车列车的运行安全性能。

论文目录

• 0 引 言
• 1 构建人-车-路动力学仿真模型
•   1.1 车辆模型
•   1.2 道路模型
•   1.3 驾驶人模型
•   1.4 模型精度验证
• 2 蒙特卡罗可靠性分析法
•   2.1 基本思路
•   2.2 构建半挂汽车列车运行安全的功能函数
•     2.2.1 半挂汽车列车在弯道下坡路段的受力分析
•     2.2.2 车辆侧滑失效的功能函数
•     2.2.3 车辆侧翻失效的功能函数
•     2.2.4 车辆折叠失效的功能函数
•     2.2.5 多模式情况下系统失效的功能函数
• 3 仿真分析与实际案例研究
•   3.1 选取试验变量
•   3.2 试验方案及流程
•   3.3 车辆横向失稳的可靠性计算结果及分析
•     3.3.1 圆曲线半径的影响
•     3.3.2 纵坡坡度的影响
•     3.3.3 车速的影响
•     3.3.4 车辆总质量的影响
•     3.3.5 路面附着系数的影响
• 4 结 语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 曲桂娴,贺玉龙,孙小端,田静静

关键词: 汽车工程,运行安全,蒙特卡罗可靠性分析法,半挂汽车列车,弯道下坡,仿真

来源: 中国公路学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 安全科学与灾害防治,公路与水路运输

单位: 北京工业大学城市交通学院,北京工业大学北京市交通工程重点实验室,路易斯安那大学土木工程系

基金: 国家重点研发计划项目(2017YFC0803903),“十二五”国家科技支撑计划项目(2014BAG01B01)

分类号: U492.8

DOI: 10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.02.018

页码: 174-183

总页数: 10

文件大小: 1473K

下载量: 232