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冰雪路面摩擦特性与运营风险管控研究综述

中国公路学报 2022年第7期35卷 1-17页

作者：谭忆秋李济鲈徐慧宁哈尔滨工业大学交通科学与工程学院黑龙江哈尔滨150040

冰雪路面的交通安全问题一直是中国交通行业面对的难题,对冰雪路面运营风险进行智能管控是保障交通安全的有效途径。为了推动冰雪路面智能管控技术的应用,明确研究中的关键问题和未来发展方向,综述了国内外冰雪路面智能管控的相关研究... 详细信息

冰雪路面的交通安全问题一直是中国交通行业面对的难题,对冰雪路面运营风险进行智能管控是保障交通安全的有效途径。为了推动冰雪路面智能管控技术的应用,明确研究中的关键问题和未来发展方向,综述了国内外冰雪路面智能管控的相关研究进展。首先,阐述了冰雪对交通带来的影响,揭示了人、车、路三者与交通事故的关系,明确了冰雪路面交通事故的根本诱因是由冰雪导致的路面摩擦特性下降;然后,讨论了冰雪路面的胎-冰-路摩擦机理、影响因素、预估模型及其评价方法;进而,对比分析了路表冰雪状态感知技术的多种原理及其适用性,提出了可以用于智能管控的冰雪感知技术要求;最后,总结归纳了常见的冰雪路面运营的静态、动态风险管控方式,其中静态管控方式包括气象法、历史事故数据法和力学特性法,动态方式包括动力学特性法、交通流特性法和综合风险分析法,综合风险分析法可以表征道路运营风险的多因素动态变化,是未来冰雪路面智能管控的主要方式。

关键词：道路工程冰雪路面综述交通安全摩擦特性风险评价智能管控

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冰雪路面下智能汽车的认知推理决策方法研究

冰雪路面下智能汽车的认知推理决策方法研究

作者：季言实吉林大学

学位级别：硕士

安全合理的行为决策是智能驾驶车辆实现拟人化驾驶的必要前提。冰雪路面长期存在于我国北方地区,在这种极端工况下路面的附着系数降低、车辆的轮胎力发生变化,容易导致驾驶员出现精神紧张、汽车发生打滑等问题,进而影响到车辆行驶的安... 详细信息

安全合理的行为决策是智能驾驶车辆实现拟人化驾驶的必要前提。冰雪路面长期存在于我国北方地区,在这种极端工况下路面的附着系数降低、车辆的轮胎力发生变化,容易导致驾驶员出现精神紧张、汽车发生打滑等问题,进而影响到车辆行驶的安全性。本文针对冰雪路面下驾驶员的驾驶经验不尽相同导致的驾驶行为不确定和驾驶风险提升的问题,研究基于认知推理的智能驾驶行为决策方法,具体研究内容包含以下几个方面:(1)对冰雪路面下智能驾驶行为决策系统进行分析与设计。针对冰雪路面下车辆的制动距离变大、驾驶员的换道意图减弱等问题分析了车辆的驾驶行为决策机制与行为决策系统的设计准则。对本文智能驾驶行为决策系统的整体框架结构进行介绍,并设计了冰雪路面下智能驾驶推理决策模型的结构。(2)冰雪路面下驾驶规则的提取与知识库的建立。针对冰雪路面下驾驶场景信息丰富、难以通过人工经验和专家知识对驾驶规则进行有效编写的问题,通过CART决策树算法对冰雪路面下各种典型驾驶场景的驾驶规则进行提取。通过本体论的方法将提取、归纳的驾驶规则存储在驾驶行为决策知识库,并使用模块化的存储方式改善知识库的结构。将CART决策树剪枝前后提取的驾驶规则进行对比来验证本文设计的驾驶规则提取方法的有效性。(3)设计了一种基于知识推理的智能驾驶行为决策模型。基于层次状态机模型完成驾驶场景和路面条件的状态转换,通过基于条件属性频率的排序算法和基于TLB的规则快速匹配算法对Rete网络进行优化,通过仿真实验验证了本文设计的基于改进Rete网络的推理决策算法在构造网络的内存消耗和匹配推理的时间消耗上的优势。并通过Pre Scan、Car Sim与Matlab/Simulink的联合仿真来验证冰雪路面下智能驾驶推理决策模型的有效性。

关键词：智能驾驶驾驶行为决策冰雪路面知识推理

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冰雪路面公路平曲线路段限速仿真

哈尔滨工业大学学报 2012年第10期44卷 66-69页

作者：李松龄裴玉龙哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150090

为了提高冬季北方地区公路的行车安全,减少交通事故,对冰雪路面平曲线路段展开限速研究.应用车辆运动学理论,考虑驾驶员在弯道驾驶车辆的特点,分析车辆在冰雪路面转弯行驶特性,建立车辆在平曲线路段行驶时的运动学模型.选择载货汽车和... 详细信息

为了提高冬季北方地区公路的行车安全,减少交通事故,对冰雪路面平曲线路段展开限速研究.应用车辆运动学理论,考虑驾驶员在弯道驾驶车辆的特点,分析车辆在冰雪路面转弯行驶特性,建立车辆在平曲线路段行驶时的运动学模型.选择载货汽车和轿车两种车型,松软雪路面、压实雪路面和冰路面3种路况,分别建立车辆行驶速度与平曲线设计指标的关系模型.选取6%、8%和10%3种超高值的平曲线路段,利用Matlab仿真技术对车辆限速模型进行求解,并对车速与圆曲线半径及超高的相关性进行分析.以此为基础,提出车辆在松软雪路面、压实雪路面和冰路面3种路况下,不同圆曲线半径的相应安全行驶速度,为科学合理地确定冰雪路面平曲线路段的车辆限速值提供理论依据。

关键词：车辆限速冰雪路面平曲线路段

山区公路冰雪路面侧风环境下半挂汽车列车行驶安全分析

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山区公路冰雪路面侧风环境下半挂汽车列车行驶安全分析

作者：汪国鹏东北林业大学

学位级别：硕士

半挂汽车列车的行驶安全问题相对于普通车辆来说更复杂且严重,尤其是在山区公路路段,山区复杂的环境对其操纵稳定性影响极大。在山区公路的弯坡组合路段行驶时,受复杂线形、冰雪路面和侧风等因素的影响,半挂汽车列车的操纵稳定性和安全... 详细信息

半挂汽车列车的行驶安全问题相对于普通车辆来说更复杂且严重,尤其是在山区公路路段,山区复杂的环境对其操纵稳定性影响极大。在山区公路的弯坡组合路段行驶时,受复杂线形、冰雪路面和侧风等因素的影响,半挂汽车列车的操纵稳定性和安全性会大幅降低。因此,开展半挂汽车列车在弯坡组合路段、侧风风速、冰雪路面低附着系数等多种条件下的行驶安全研究对提高半挂汽车列车的行驶安全具有重要意义。鉴于此,本文以半挂汽车列车为研究对象,以不同弯坡组合路段、不同附着系数路面和不同侧风风速为影响条件,运用TruckSim软件、模拟驾驶设备进行仿真和实验,分析半挂汽车列车在各影响因素下的行驶安全,探寻其安全行驶速度与上述各因素之间的关系。本文分别从山区各等级公路的弯坡组合路段、冰雪路面的不同附着系数、侧风风速对行驶安全的影响入手,建立半挂汽车列车动力学模型,分析其行驶稳定性,并以此为理论基础,运用TruckSim软件建立半挂汽车列车模型、道路模型和侧风模型,开展不同等级公路下弯坡组合路段、冰雪路面的不同附着系数以及不同侧风风速条件下半挂汽车列车的行驶安全仿真实验,从侧滑、侧翻两方面分析,选取侧滑评价指标侧向偏移、侧向加速度,侧翻评价指标横向载荷转移率,评价半挂汽车列车的行驶稳定性;依托仿真实验结果数据,考虑到山区环境下各影响条件单一作用和共同作用的场景,分别建立单一影响因素条件下,半挂汽车列车最大安全行驶速度与侧风风速、最大安全行驶速度与路面附着系数关系的回归拟合模型,多影响因素条件下,最大安全行驶速度与弯坡组合路段和侧风风速二者之间关系,最大安全行驶速度与弯坡组合路段和路面附着系数二者之间关系,最大安全行驶速度与弯坡组合路段、侧风风速、路面附着系数三者之间关系的回归拟合模型;基于拟合回归模型结果,以某山区实际公路为场景,在TruckSim中建立道路模型进行仿真,通过对比仿真结果中的侧向偏移值、侧向加速度以及横向载荷转移率,分析半挂汽车列车以设计速度行驶和以回归拟合模型速度行驶条件下的安全性,验证拟合模型的有效性;利用模拟驾驶设备搭建同一山区公路场景模型,基于此场景模型开展半挂汽车列车在速度拟合模型指导下行驶的实验,收集实验结果数据,并与TruckSim仿真结果数据进行对比,验证速度拟合模型在实际场景中的有效性。仿真和实验结果表明,速度拟合模型能够充分考虑山区道路弯坡组合路段圆曲线半径、路面附着系数和侧风风速的影响,拟合速度行驶下的半挂汽车列车侧向偏移距离、侧向加速度和横向载荷转移率均有较大改善,对于山区复杂条件下半挂汽车列车行驶速度设定具有一定的实际指导意义。

关键词：半挂汽车列车山区公路冰雪路面侧风安全速度模型

在冰雪路面上静液驱动履带车辆转向的安全控制策略

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吉林大学学报（工学版） 2011年第4期41卷 904-909页

作者：杨磊马彪李和言北京理工大学机械与车辆学院北京100081 中国北方车辆研究所车辆传动国家重点实验室北京100072

在对静液驱动履带车辆转向行驶理论分析的基础上,综合考虑系统可承受最高压力48 MPa、车辆无侧滑、附着力足够(无打滑)等安全条件,设计了在冰雪路面高速履带车辆静液驱动转向控制策略。运用Matlab/Simulink软件对系统进行冰雪路面转向... 详细信息

在对静液驱动履带车辆转向行驶理论分析的基础上,综合考虑系统可承受最高压力48 MPa、车辆无侧滑、附着力足够(无打滑)等安全条件,设计了在冰雪路面高速履带车辆静液驱动转向控制策略。运用Matlab/Simulink软件对系统进行冰雪路面转向控制仿真分析,仿真结果验证了本文控制策略的可行性和有效性。

关键词：车辆工程静液驱动履带车辆转向冰雪路面控制策略

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环保型长效自融冰雪路面涂层试验

交通运输工程学报 2013年第4期13卷 8-15页

作者：姚运仕陈团结向豪王保磊蒋松利长安大学道路施工技术与装备教育部重点试验室陕西西安710064 中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710075 西安中交万里新材料有限公司陕西西安710075

分析了环保型长效自融冰雪路面涂层的除冰融雪原理,采用多种融冰雪材料对比试验的方法,进行了人工环境下融雪、冻雨和二次结冰试验,通过碳钢条腐蚀试验和三叶草浇灌试验进行了环保性能分析,并在某试验段进行了道路融雪能力验证。分析结... 详细信息

分析了环保型长效自融冰雪路面涂层的除冰融雪原理,采用多种融冰雪材料对比试验的方法,进行了人工环境下融雪、冻雨和二次结冰试验,通过碳钢条腐蚀试验和三叶草浇灌试验进行了环保性能分析,并在某试验段进行了道路融雪能力验证。分析结果表明:自融冰雪路面涂层大于0.6kg·m-2时融雪效果较佳,一次涂刷能多次融雪;涂层对冻雨和二次结冰具有良好的抑制作用,对结构物和植被基本无影响,环保性能较佳;涂层一次施工能多次除冰融雪,可满足一个冬春季长效要求。

关键词：路面工程冰雪路面自融冰雪路面涂层环保型融雪技术

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自动变速车辆冰雪路面起步过程TCS研究

农业机械学报 2007年第8期38卷 15-18页

作者：苑绍志李幼德李静吉林大学汽车工程学院

设计了基于变速器挡位控制与发动机输出转矩联合控制的牵引力控制策略,并给出了控制流程。建立了车辆起步加速过程的动力学模型,应用Matlab软件建立了仿真模型。对车辆在冰雪路面上的起步加速过程进行了仿真研究。仿真结果表明,基于发... 详细信息

设计了基于变速器挡位控制与发动机输出转矩联合控制的牵引力控制策略,并给出了控制流程。建立了车辆起步加速过程的动力学模型,应用Matlab软件建立了仿真模型。对车辆在冰雪路面上的起步加速过程进行了仿真研究。仿真结果表明,基于发动机及自动变速器联合控制的TCS策略能够有效控制驱动轮的滑转率,提高车辆在冰雪路面上的起步加速性能,为后期的控制器设计提供了一定的理论依据。

关键词：车辆牵引力控制系统仿真冰雪路面

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乘用车ABS系统冰雪路面试验方法研究

时代汽车 2023年第2期 193-195页

作者：覃秋吴昊关娇中汽研汽车检验中心(呼伦贝尔)有限公司内蒙古自治区呼伦贝尔市022150

ABS作为在汽车制动过程中最重要的部件,发挥了极其重要的作用。目前国内标准法规的试验方法都是针对常规试验场的高附着或低附着道路的路面条件,对于乘用车在冰雪路面这一类附着系数极低的路面工况下没有系统的测试方法。结合现有的ABS... 详细信息

ABS作为在汽车制动过程中最重要的部件,发挥了极其重要的作用。目前国内标准法规的试验方法都是针对常规试验场的高附着或低附着道路的路面条件,对于乘用车在冰雪路面这一类附着系数极低的路面工况下没有系统的测试方法。结合现有的ABS系统试验方法以及冰雪路面场景的实际情况,提出合适的乘用车ABS冰雪路面试验方法,最后进行实车试验对方法进行验证。文章通过乘用车ABS系统冰雪路面试验方法研究,填补乘用车在冰雪路面等极端工况下道路试验方法的空白。

关键词：乘用车 ABS 冰雪路面试验方法

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冰雪路面城市快速路跟驰模型研究

科学技术与工程 2014年第19期22卷 128-134,141页

作者：张诗悦大庆油田有限责任公司大庆油田工程有限公司大庆163712

针对冰雪路面城市快速路的跟驰模型进行了研究。首先对两种常见的冰雪路面进行了交通调查。根据调查结果对不同冰雪路面城市快速路交通流的自由流速度、平均速度、速度分布,相邻跟驰车辆的车头时距、车头时距与相对速度的相互关系等微... 详细信息

针对冰雪路面城市快速路的跟驰模型进行了研究。首先对两种常见的冰雪路面进行了交通调查。根据调查结果对不同冰雪路面城市快速路交通流的自由流速度、平均速度、速度分布,相邻跟驰车辆的车头时距、车头时距与相对速度的相互关系等微观特性进行统计分析,定量地研究不同冰雪路面形态对城市快速路跟驰行为的影响。其次,对不同类型的优化速度函数特征进行对比分析,依据Greenshields速度-密度关系建立期望车速模型,依据车辆不同跟驰状态建立冰雪路面最小安全距离模型,并由此构建冰雪路面优化速度模型。基于现有跟驰理论研究成果,以线性跟驰模型建模思想对全速度差模型进行改造,结合冰雪路面优化速度模型构建适用于冰雪路面的新跟驰模型。最后,利用实测数据对模型参数进行标定,并通过设计实验分析模型的稳定性、加速度非对称性。同时,利用调查数据对新模型和全速度差模型进行模拟分析,结果证明该模型更贴近冰雪路面城市快速路实际交通流,可以为冰雪路面下交通管理措施的制定提供理论支持。

关键词：冰雪路面城市快速路安全距离模型期望车速优化速度函数跟驰模型