基于ADAMS的山区公路安全行驶速度仿真研究

论文摘要

我国道路交通安全已成为影响人们生活的重要议题之一。通过调查分析发现,重特大事故在山区公路上发生的概率比平原要高得多。在造成道路交通事故的众多因素中,超速行驶是最为直接的原因之一。世界各国都颁布相应法律法规对车辆行驶速度加以限制,因此,限速成为保障交通安全的有效措施之一。然而,如何制定科学合理的限速标准一直是世界各国密切关注的问题。目前我国限速值设定主要依赖设计速度,并在此基础上进行调整,尤其是对山区公路限速,没有统一的标准。出现了限速标志可信度不高、执法压力增大等一系列问题。本文对山区公路安全行驶速度仿真研究就是基于此考虑,使通过实验得到的限速值,对于合理制定限速标准、提高交通安全水平具有十分重要的意义。论文在充分分析山区公路车辆运行特性的基础之上,借助虚拟仿真技术,对山区公路车辆安全行驶状态进行判定,提出了一种基于动态虚拟实验的限速值确定方法。首先从车辆行驶稳定性角度出发,根据不同道路条件可能出现的危险状况来选择判定参数,并赋予阈值,作为山区公路车辆安全行驶状态判定标准；基于机械系统动力学分析软件ADAMS平台,建立了车辆模型、道路模型、车—路耦合模型以及驾驶员控制模型,构建了山区公路安全行驶速度仿真系统。最后选择山区某二级公路LK2-LK4连环弯道路段作为实际仿真路段,选择恒速策略与跟踪道路中线策略组合作为仿真方案,以车辆安全行驶状态判定标准为依据。经过多次重复试验得出此路段的最高安全行驶车速,并采用工程研究法对仿真结果进行了可靠性验证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本文研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第二章 车辆安全行驶基本理论
• 2.1 车辆性能对安全行驶的影响分析
• 2.1.1 制动性
• 2.1.2 行驶稳定性
• 2.2 车速对安全行驶的影响分析
• 2.2.1 车速与交通事故的关系
• 2.2.2 车速与交通事故严重程度关系
• 2.3 车辆行驶稳定性对安全行驶影响分析
• 2.3.1 纵向稳定性
• 2.3.2 横向稳定性
• 2.4 车辆安全行驶状态判定参数确定
• 2.4.1 安全行驶状态判定参数
• 2.4.2 判定参数确定
• 第三章 山区公路安全行驶速度仿真系统
• 3.1 仿真软件
• 3.1.1 ADAMS软件简介
• 3.1.2 ADAMS设计流程
• 3.1.3 ADAMS仿真算法基本理论
• 3.2 安全速度仿真系统构建流程
• 3.3 安全速度仿真系统模型建立
• 3.3.1 ADAMS/Car建模的基本原理
• 3.3.2 车辆模型
• 3.4 道路模型
• 3.4.1 路面谱文件
• 3.4.2 道路模型的生成
• 3.5 驾驶员控制模型
• 3.5.1 驾驶员控制方式
• 3.5.2 驾驶员控制有关的文件
• 3.6 车—路耦合模型
• 3.6.1 轮胎模型选用
• 3.6.2 车—路耦合模型的生成
• 3.7 仿真实验模块
• 3.8 安全行驶速度判定模块
• 3.9 安全速度仿真系统
• 第四章 山区公路安全行驶速度仿真实验
• 4.1 特征路段模拟场景的建立
• 4.1.1 弯道场景
• 4.1.2 坡道场景
• 4.1.3 坑洼不平及破损路面场景
• 4.1.4 小附着系数路面场景
• 4.2 驾驶员控制策略
• 4.3 仿真方案设计
• 4.3.1 下坡道仿真方案
• 4.3.2 弯道仿真方案
• 4.4 仿真实验步骤
• 4.5 仿真实例分析
• 4.5.1 实际道路模型的建立
• 4.5.2 安全速度仿真实验
• 4.5.3 仿真实验结果可靠性验证
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附录