[发明专利]大型车辆交叉口右转弯内轮差区域范围确定方法及其应用

说明书

本发明公开了一种大型车辆交叉口右转弯内轮差区域范围确定方法及其应用，涉及交通管理与控制技术领域，包括确定交叉口和车辆类型的适应性；根据确定的交叉口和车辆类型，依据车辆运动轨迹的几何特性以及车辆右转转角与交叉口进口道右转弯区域长宽比之间的关系，构建内轮差计算模型；通过编写辅助程序计算的内轮差模型，获得大型车辆在交叉口右转时，前内轮与后内轮的连续行驶轨迹坐标，得到大型车辆交叉口右转弯内轮差区域范围。克服了现有内轮差模型在工程应用中的技术瓶颈，可为不同几何尺寸的交叉口提供内轮差区域边界连续坐标值。

技术领域

本发明涉及交通管理与控制技术领域，特别是涉及一种大型车辆交叉口右转弯内轮差区域范围确定方法及其应用。

背景技术

内轮差是车辆转弯时前内轮的转弯半径与后内轮的转弯半径之差。车辆转向时，因前内轮(转向一侧的轮称为内轮)与后内轮转弯半径不同，前后内轮的行驶轨迹可以围成一个闭合的区域，称为内轮差区域。随着车辆轴距的增加，内轮差的区域范围也在增加，处在该区域的交通参与者很易容被转向的车辆卷入，引发交通事故。公安部交管局的统计数据显示，大型车辆发生的恶性交通事故中，内轮差区域引发的事故占70％以上，绝大多数发生在右转弯时，事故死亡率高达90％以上。

鉴于此，国内外学者对内轮差开展了研究，研究大致分为两个阶段：第一个阶段，假设在理想情况下车辆前内轮与后内轮均做匀速圆周运动，基于此，模拟车辆行驶轨迹，并计算得到内轮差面积与车辆轴距、车辆轮距之间的关系；第二阶段，鉴于车辆转弯时前内轮与后内轮运动轨迹并非为理想条件下的匀速圆周运动，使用高等数学及运动学方法，对车轮实际运动轨迹进行拟合，逐步降低内轮差模型对车轮运动轨迹拟合的误差。

目前，第二阶段的研究使得内轮差模型对实际车轮运动轨迹拟合程度越来越高，模型的参数也包括了车辆的轴距、轮距、方向盘的转角变量，但是研究的成果却很难在实际工程中使用。原因在于，方向盘转角这一自变量受驾驶人因素的影响较大，具有不确定性，导致求得的内轮差区域也存在较高的不确定性。一些研究人员习惯将方向盘转角取极限值，以求得一个最大的内轮差，以此获得的内轮差区域具有最大的宽度，但往往短于实际内轮差区域的长度。

发明内容

本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种大型车辆交叉口右转弯内轮差区域范围确定方法，克服了现有内轮差模型在工程应用中的技术瓶颈，可为不同几何尺寸的交叉口提供内轮差区域边界连续坐标值。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种大型车辆交叉口右转弯内轮差区域范围确定方法，包括以下步骤：

(1)确定交叉口和车辆类型的适应性，保证交叉口垂直相交且无右转专用车道，车辆类型为非铰链式大型车辆；

(2)根据所述步骤(1)确定的交叉口和车辆类型，依据车辆运动轨迹的几何特性以及车辆右转转角与交叉口进口道右转弯区域长宽比之间的关系，构建内轮差计算模型；

(3)通过编写辅助程序计算所述步骤(2)的内轮差模型，获得大型车辆在交叉口右转时，前内轮与后内轮的连续行驶轨迹坐标，得到大型车辆交叉口右转弯内轮差区域范围。

本发明进一步限定的技术方案是：

前所述的一种大型车辆交叉口右转弯内轮差区域范围确定方法，步骤(1)确定的交叉口为标准十字型交叉口或T型交叉口。

前所述的一种大型车辆交叉口右转弯内轮差区域范围确定方法，步骤(1)确定的车辆轴距为5.1～6.2m。

前所述的一种大型车辆交叉口右转弯内轮差区域范围确定方法，步骤(2)中，构建内轮差计算模型具体包括：

(21)模型建立基于以下假设：

①车辆整体是一个刚体，在转弯过程中不发生形变；

②转弯时车辆不发生侧滑现象，且前内轮与外前轮的转角相同；