山区公路曲线段车辆加速度及轨迹研究

论文摘要

论文在分析总结国内外相关研究的基础上，以山区公路小半径曲线为研究对象，进行了大量的行车实验，研究了曲线路段车辆加速度变化特征及车辆轨迹偏移特征。主要进行了以下内容的研究：根据加速度变化特征，提出了纵向加速度3阶段变化模型，即预减速阶段、减速阶段、加速度阶段的模型。对每个阶段的表征意义及加速度的基本特征做了分析说明。研究显示：预减速阶段车辆减速度均值在-0．2～0．8m/s2之间变动，减速阶段减速度均值在-0．2～0．6m／s2之间变动，减速度均值（绝对值）随车速的增大而增大；加速阶段，车辆加速度均值在0．2～0．6m/s2之间变动，随着加速阶段车辆速度的增大，加速度均值随车速的增大而减小。在已有研究成果的基础上，以驾驶行为理论及视觉认知理论为基础，提出了基于驾驶员注视范围内视角变化的视觉信息量表达式，并将其应用到曲线段车辆纵向加速度分析中。提出了基于驾驶员视觉信息变化的车辆纵向加速度模型。并考虑曲线段横向力作用的影响，对减速阶段的车辆加速度模型进行了横向荷载修正。基于视觉信息变化的加速度模型可较好地分析车辆的纵向加速度变化规律。在行车实验的基础上，通过对曲线段车辆横向受力的分析，得到了车辆横向加速度变化率、横向加速度稳定值的计算公式。根据计算公式得到了考虑横向加速度变化率LAV的缓和曲线最小长度、基于驾驶员可承受横向负荷的圆曲线最小半径等设计指标。可为山区公路小半径曲线的设计提供参考依据。针对已有研究的不足，考虑山区公路小半径曲线的特点，分析了车辆行驶轨迹的基本特征。研究表明：对于小半径曲线而言，车辆在进入曲线时发生内向偏移，而在驶出曲线时发生外向偏移。进一步的，考虑曲线路段车辆受力特征及驾驶员驾驶行为，分析了横向加速度与车辆轨迹横向偏移的相关性，得到了基于横向加速度的轨迹横向偏移计算模型，计算结果可为曲线路面加宽值提供参考依据。最后，关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 论文研究背景
• 1.2 问题的提出
• 1.2.1 特殊路段驾驶行为研究
• 1.2.2 驾驶员视觉认知理论尚不完备
• 1.2.3 车辆行驶轨迹研究
• 1.3 论文研究目的和意义
• 1.4 国内外相关研究综述
• 1.4.1 国外相关研究状况
• 1.4.2 国内相关研究状况
• 参考文献
• 第2章 车辆行驶稳定性及驾驶员视觉行为特征
• 2.1 车辆行驶稳定性
• 2.1.1 汽车行驶横向稳定性
• 2.1.2 平纵组合下汽车行驶稳定性
• 2.1.3 汽车加减速控制
• 2.2 驾驶员视觉特征
• 2.2.1 视力、静视力、动视力
• 2.2.2 视觉敏感区、视觉焦点区、注视点
• 2.3 视觉认知理论
• 2.4 驾驶行为
• 2.4.1 驾驶行为主因子分析
• 2.4.2 驾驶行为形成模式
• 2.5 影响行车安全的驾驶反应时间
• 2.5.1 驾驶感知反应时间
• 2.5.2 转向反应时间
• 2.5.3 感知前方车辆变化情况
• 2.6 存在的问题
• 2.7 本章小结
• 参考文献
• 第3章 实验设备及方法
• 3.1 车辆加速度测量
• 3.1.1 实验目的
• 3.1.2 实验仪器
• 3.1.3 实验设计
• 3.2 车辆行驶轨迹测量
• 3.2.1 实验目的
• 3.2.2 轨迹测量装置
• 3.2.3 实验设计
• 3.3 被试驾驶员、实验车、道路线形资料
• 3.4 其他注意事项
• 3.5 本章小结
• 第4章 曲线段纵向加速度特征及模型
• 4.1 纵向加速度阶段模型
• 4.2 纵向加速度基本特征
• 4.2.1 预减速阶段纵向加速度基本特征
• 4.2.2 减速阶段纵向加速度基本特征
• 4.2.3 加速阶段纵向加速度基本特征
• 4.2.4 纵向加速度基本特征总结
• 4.3 驾驶员视觉信息模型
• 4.3.1 线形特征在驾驶员视觉中的反映
• 4.3.2 驾驶员注视范围的确定
• 4.3.3 道路信息量化表达
• 4.3.4 视觉刺激修正系数
• 4.4 基于视觉信息的纵向加速度模型
• 4.4.1 预减速阶段
• 4.4.2 减速阶段
• 4.4.3 加速阶段
• 4.5 横向力作用对纵向加速度的影响
• 4.6 本章小结
• 参考文献
• 第5章 曲线段横向加速度特征及模型
• 5.1 横向加速度变化基本特征
• 5.2 横向加速度分析
• 5.2.1 横向加速度变化率
• 5.2.2 稳态的横向加速度分析
• 5.2.3 横向加速度研究成果应用
• 5.3 车辆行驶轨迹模型
• 5.3.1 已有研究成果总结
• 5.3.2 小半径曲线车辆轨迹位移基本特征
• 5.3.3 小半径曲线车辆轨迹横向偏移模型
• 5.4 本章小结
• 参考文献
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 创新点
• 6.3 进一步工作的方向
• 致谢
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果