[发明专利]基于车辆侧翻侧滑虚拟试验的公路平曲线半径设计方案安全性评价方法

说明书

本发明公开了一种基于车辆侧翻侧滑虚拟试验的公路平曲线半径设计方案安全性评价方法，包括如下步骤：明确对目标路段进行评价所采用的控制函数使用adams/car构建驾驶员‑重型货车‑目标路段虚拟试验仿真平台；根据虚拟试验仿真平台，获取重型车辆目标路段上以设计速度v运行时的动力学指标，计算LTA_r与LTR_r的值；根据计算得到的LTA_r与LTR_r值，判断其是否符合控制函数F(r)的要求。本发明能够获得更加精确的车辆经过曲线时的运动状态，快速定量计算得到评价结果；能够应用于各个阶段的公路，应用广泛；对于设计、在建阶段的公路平曲线采用该方法能够摆脱对道路现实运行数据的依赖。

技术领域

本发明涉及公路平曲线半径设计、道路安全研究与仿真领域，尤其是一种基于车辆侧翻侧滑虚拟试验的公路平曲线半径设计方案安全性评价方法。

背景技术

侧翻侧滑在所有交通事故类型中占据重要比例，并且容易造成较大的人员、经济损失。据NHTSA数据统计显示，车辆侧翻发生率约为5％，但侧翻事故所造成的死亡率高达30％。在车辆正常行驶情况下，公路线形的不合理尤其是曲线半径过小是造成车辆侧翻和侧滑事故的主要原因，也是最可控的因素。因此在对公路安全性评价时曲线半径是否达到安全标准是非常重要的一个方面。

国内外学者在公路的平曲线安全性评价方面开展了不同程度的研究，在评价方法方面，主要以交通事故数理统计分析与计算、实车试验、设计规范审查方法为主，其中交通事故数理统计分析与计算、实车试验两种安全性评价方法仅适用于运营阶段的公路；而设计规范审查方法以车辆运行速度模型为基础，评价结果的可信度完全依赖车辆运行速度预测模型的精确度，并且评价过程仅注重理论论证，忽略了驾驶员、车辆、道路之间的相互作用等其他现实因素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于车辆侧翻侧滑虚拟试验的公路平曲线半径设计方案安全性评价方法，能够快速高效地对公路平曲线线形设计方案安全性进行评价，评价目标明确，操作过程简单，评价指标具有代表性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于车辆侧翻侧滑虚拟试验的公路平曲线半径设计方案安全性评价方法，包括如下步骤：

(1)明确对目标路段进行评价所采用的控制函数

(2)使用adams/car构建驾驶员-重型货车-目标路段虚拟试验仿真平台；

(3)根据步骤(2)中虚拟试验仿真平台，获取重型车辆目标路段上以设计速度v运行时的动力学指标，计算LTA_r与LTR_r的值；

(4)根据步骤(3)中计算得到的LTA_r与LTR_r值，判断其是否符合控制函数F(r)的要求；若符合控制函数要求，则目标路段当前设计方案没有车辆侧翻侧滑安全问题，评价合格；若不符合控制函数要求，则目标路段当前设计方案有车辆侧翻侧滑安全问题，目标路段平曲线半径现有设计方案安全性评价不合格，需要对其进行重新设计。

优选的，步骤(1)中，明确对目标路段进行评价所采用的控制函数F(r)；定义侧向加速度比率为LTA_r，如下：

其中，a_r为平曲线半径为r和超高为i时车辆以设计速度v行驶时的侧向加速度；a_s为安全侧向加速度，a_s＝ug，u为横向力系数阈值，μ＝0.25-0.204×10^-2v+0.36×10^-5v²，v为设计速度；a_i为超高加速度，a_i＝ig，i为设计超高；g为重力加速度；