雅西高速公路51km长下坡典型货车运行安全测试研究

雅西高速公路51km长下坡典型货车运行安全测试研究

论文摘要

雅西高速公路是北京至昆明高速公路(G5)在四川境内的重要组成部分,位于雅安市、凉山州境内。因地处青藏高原和四川盆地结合带,沿线地形地质条件复杂,全程共经过6次越岭,形成3处超长连续纵坡,其中拖乌山北坡越岭线的连续纵坡长度达到51km,平均纵坡度为2.97%,雪线以上里程还有16.7km,为当今中国第一长下坡。除长下坡自身因素造成的行车安全问题外,路段还受冰、雪、雨、雾等恶劣气候条件影响,这些都将给开通后的运营安全带来新的挑战。本研究围绕雅西山区高速公路51km长下坡货车行车安全问题,系统研究了我国西南山区高速公路货车安全运行状况,货车制动安全性能台架测试、场地测试与高速公路实际测试的差异性,雅西高速公路51km长下坡货车运行安全测试方法,开展了2轴、3轴、6轴典型货车的51km长下坡行车安全测试,并同步摄取了长下坡驾驶员视觉特性。最后,对各种测试结果进行了研究分析,将形成的研究成果在高速公路开通前应用于交通安全保障工程及运营管理实际。研究的主要内容有:(1)研究了近年来山区高速公路长下坡路段货车安全运行现状,内容包括:近年来我国及四川省高速公路货车运行状况、事故特征及行车安全因素分析;山区高速公路货车安全技术状况及货车辅助行车制动系统应用概况调查;山区高速公路职业驾驶员安全关联因素调查分析。(2)研究了货车制动性能台架测试、场地测试与实际道路测试的差异性,内容包括:货车制动性能台架测试的特点和不足;货车制动性能场地测试特点和不足;货车实车实际道路测试的特点和优势。(3)研究了雅西高速公路货车51km长下坡性能测试方案设计,内容包括:测试设备系统性整合与开发方案;测试系统的安装调试匹配;长下坡路段测试内容与方法设计;测试数据采集与结果分析方法。(4)研究了雅西高速公路51km长下坡货车运行安全实车测试实施方案,内容包括:对整个测试过程中的时间安排、车辆使用、各部门协调、资金预算、风险规避,及第二实施方案等。(5)研究了雅西高速51km长下坡货车运行安全运行参数分析方法及成果应用方案。本研究的创新点主要体现在以下几个方面:(1)首次在雅西高速公路51km长坡路段对两轴货车、三轴货车单车、六轴半挂列车进行标载、超载条件下的实车运行安全测试,并测试了单车排气蝶阀制动、Jacobs发动机缓速器、Voith液力缓速器不同工况条件下,在长下坡路段的行车辅助安全效能,为长下坡路段不同类型辅助制动系统在不同类型货车上的匹配方案提供了实证依据。(2)开发使用在线式货车制动鼓温度实时监测系统,在货车下坡行驶时,实时监测制动鼓的温升状况,根据制动鼓温升变化,找出51km长下坡路段货车易失控点,作为设置避险车道、紧急停车带等安全措施的依据;通过制动鼓冷热状态下的紧急制动测试,分析其热衰退的程度,并将实际测试结果与业内普遍使用的制动鼓热衰退理论模型进行了比较研究。(3)将驾驶员视觉信息测试同步应用于51km长下坡测试中,对51km长下坡路段已设的标志、标线、标牌进行系统性的评价,并根据测试结果对其不足之处进行了优化,提高了货车行车安全性。(4)及时将实车测试研究成果在雅西高速公路通车前及时应用于高速公路的运营安全保障工程,切实提高了长下坡路段的运营安全性,并取得了明显的经济和社会效益。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 论文的研究背景
  • 1.1.1 雅西高速简介
  • 1.1.2 西南山区高速公路长下坡路段安全现状
  • 1.2 研究目标、意义
  • 1.2.1 研究目标
  • 1.2.2 研究的意义
  • 1.3 国内外研究现状
  • 1.3.1 国内研究现状
  • 1.3.2 国外研究现状
  • 1.4 研究内容
  • 1.4.1 山区高速公路长下坡路段货车安全运行现状
  • 1.4.2 货车制动性能台架测试、场地测试与道路测试的差异性
  • 1.4.3 货车实车长下坡性能测试方法设计
  • 1.4.4 雅西高速 51km 长下坡货车运行安全实车测试方案筹划
  • 1.4.5 雅西高速 51km 长下坡货车运行安全测试数据分析及应用
  • 第二章 我国西南山区高速公路货车运行安全状况研究
  • 2.1 我国高速公路货车运行状况
  • 2.1.1 大中型货车在高速公路上的构成及行驶量
  • 2.1.2 高速公路上的超限运输情况
  • 2.2 四川省山区高速公路货车安全运行现状
  • 2.2.1 四川省山区高速公路货车结构特征
  • 2.2.2 四川省山区高速公路交通事故特点
  • 2.2.3 雅西高速公路货车构成预测分析
  • 2.2.4 雅西高速公路长货车行车安全相关因素分析
  • 2.3 山区高速公路货车安全技术状况分析
  • 2.3.1 国内外中重型货车安全技术状况对比分析
  • 2.3.2 西南山区高速公路条件对货车安行车全的影响
  • 2.4 山区高速公路货车辅助行车制动系统类型及应用现状
  • 2.4.1 发动机缓速器
  • 2.4.2 电涡流缓速器
  • 2.4.3 液力缓速器
  • 2.4.4 三种类型缓速器特点对比
  • 2.4.5 货车辅助制动系统使用现状调查
  • 2.5 山区高速公路职业驾驶员安全关联因素调查研究
  • 2.5.1 山区高速公路职业驾驶员安全关联个体调查样本特征
  • 2.5.2 山区高速公路职业驾驶员基本状况与存生环境分析
  • 2.5.3 山区高速公路职业驾驶员安全意识和安全知识现状分析
  • 2.6 本章小结
  • 第三章 货车制动安全性能台架测试、试验场测试与实路测试的差异性
  • 3.1 制动性能台架测试
  • 3.1.1 测试设备及测试方法
  • 3.1.2 台架测试的特点
  • 3.2 制动性能试验场测试
  • 3.2.1 测试设备和测试方法
  • 3.2.2 制动性能场地测试的特点
  • 3.3 山区高速公路长下坡路段货车性能实路测试
  • 3.3.1 山区高速公路长下坡路段货车性能实路测试开展现状
  • 3.3.2 制动性能测试项目
  • 3.3.3 雅西高速公路 51km 长下坡路段货车行驶安全性能测试方法
  • 3.3.4 三种测试方法的比较
  • 3.4 实路测试的关键事项
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 雅西高速公路 51km 长下坡货车运行安全测试方法设计
  • 4.1 测试车辆选型
  • 4.1.1 根据高速公路货车构成选择
  • 4.1.2 根据山区高速公路事故特征选择
  • 4.1.3 根据车辆技术特点选择
  • 4.2 测试路段及车辆基本参数
  • 4.2.1 测试路段基本参数
  • 4.2.2 测试车型基本参数
  • 4.3 测试车载质量的确定
  • 4.3.1 标准装载
  • 4.3.2 超限装载
  • 4.4 测试方案设计
  • 4.4.1 正交试验方法设计原理
  • 4.4.2 2 轴货车测试方案设计
  • 4.4.3 3 轴货车测试方案设计
  • 4.4.4 6 轴货车测试方案设计
  • 4.5 测试依据及测试项目
  • 4.5.1 测试依据的国家标准
  • 4.5.2 测试项目
  • 4.5.3 货车 51km 长下坡测试流程设计
  • 4.6 测试测试设备的安装与调试
  • 4.6.1 测试测试设备的类型与功用
  • 4.6.2 在线式制动鼓测温系统的安装与调试
  • 4.6.3 车辆行驶状态记录系统的安装与调试
  • 4.6.4 货车驾驶员动态适应性测试设备安装与调试
  • 4.7 本章小结
  • 第五章 测试货车整体制动性能测试与计算
  • 5.1 2 轴货车排气蝶阀制动特性测试
  • 5.1.1 排气蝶阀制动操作特点
  • 5.1.2 测试步骤
  • 5.1.3 排气蝶阀制动力测试及计算
  • 5.2 3 轴货车皆可博(JACOBS)制动特性测试
  • 5.2.1 Jacobs 缓速器的操作特点
  • 5.2.2 测试步骤
  • 5.2.3 皆可博(Jacobs)制动力测试及计算
  • 5.3 6 轴货车液力缓速器制动特性计算
  • 5.3.1 液力缓速器操作特点
  • 5.3.2 计算方法
  • 5.3.3 计算结论
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 2 轴货车 51km 长下坡路段运行安全测试
  • 6.1 测试方案设计
  • 6.1.1 测试顺序
  • 6.1.2 车辆配载
  • 6.1.3 测试方案
  • 6.2 超限装载 30%(22.5T)运行安全测试
  • 6.2.1 开启淋水器、开启排气制动、行驶至坡底
  • 6.2.2 关闭淋水器、开启排气制动、行驶至坡底
  • 6.2.3 关闭淋水器、关闭排气制动、行驶至坡底
  • 6.3 标准装载(17T)运行安全测试
  • 6.3.1 关闭淋水器、开启排气制动、行驶至坡底
  • 6.3.2 关闭淋水器、关闭排气制动、行驶至坡底
  • 6.4 2 轴货车长下坡路段制动效能热衰退试验
  • 6.4.1 超限 30%条件下的紧急制动试验
  • 6.4.2 标准装载条件下的紧急制动试验
  • 6.4.3 2 轴货车不同初始条件下的制动性能对比
  • 6.5 2 轴货车测试结果分析
  • 6.5.1 长下坡路段潜在易失控路段分布
  • 6.5.2 超限运输及制动器温度对行车安全性的影响
  • 6.5.3 车速及制动系统对货车运行安全的影响
  • 6.5.4 货车制动鼓持续温升相关因素分析
  • 6.6 本章小结
  • 第七章 3 轴货车 51km 长下坡路段运行安全测试
  • 7.1 测试方案
  • 7.1.1 测试顺序
  • 7.1.2 测试配载
  • 7.1.3 测试方案
  • 7.2 超限装载 30%(32.5T)运行安全测试
  • 7.2.1 无淋水、全发动机缓速器(Jacobs)7-8 档行驶至坡底
  • 7.2.2 无淋水、关闭发动机缓速器(Jacobs)6 档行驶至坡底
  • 7.2.3 无淋水、关闭发动机缓速器(Jacobs)7 档行驶至坡底
  • 7.3 标准装载(25T)运行安全测试
  • 7.3.1 无淋水、全发动机缓速器(Jacobs)习惯驾驶至坡底
  • 7.3.2 无淋水、关闭发动机缓速器(Jacobs)6 档行驶至坡底
  • 7.3.3 无淋水、关闭发动机缓速器(Jacobs)7 档行驶至坡底
  • 7.4 超限装载 30%(32.5T)51KM 下坡使用发动机缓速器运行安全测试
  • 7.5 3 轴货车不同工况下的紧急制动试验
  • 7.5.1 超限 30%条件下,制动器低温(60℃)紧急制动试验
  • 7.5.2 标准装载条件下,制动器低温(35℃)紧急制动试验
  • 7.5.3 标准装载条件下,制动器中温(141℃)紧急制动试验
  • 7.5.4 3 轴货车不同初始条件下的制动性能对比
  • 7.6 制动器的自然冷却试验
  • 7.7 3 轴货车测试结果分析
  • 7.7.1 长下坡路段潜在易失控点分布
  • 7.7.2 超限运输及制动鼓温度对行车安全性的影响
  • 7.7.3 安全运行车速及制动系统的影响
  • 7.7.4 3 轴货车制动鼓温升相关因素分析
  • 7.8 本章小结
  • 第八章 6 轴货车 51km 长下坡路段运行安全测试
  • 8.1 第一阶段 6 轴货车 51KM 长下坡行驶安全测试
  • 8.1.1 测试方案
  • 8.1.2 柳汽 6 轴货车 51km 长下坡行驶安全测试
  • 8.2 第二阶段 6 轴货车 51KM 长下坡行驶安全测试
  • 8.2.1 测试方案
  • 8.2.2 北奔 6 轴货车 51km 长下坡运行安全测试
  • 8.2.3 陕汽 6 轴货车 51km 长下坡运行安全测试
  • 8.3 6 轴货车测试结果分析
  • 8.3.1 长下坡路段潜在易失控点分布
  • 8.3.2 6 轴货车(未配置液力缓速器)总重 55T 时下坡的安全性
  • 8.3.3 6 轴货车配备液力缓速器的下坡安全性
  • 8.4 本章小结
  • 第九章 雅西高速 51km 长下坡驾驶员视觉信息摄取研究
  • 9.1 测试目的与原理
  • 9.1.1 测试目的
  • 9.1.2 基本原理
  • 9.2 测试过程与技术关键
  • 9.2.1 测试过程
  • 9.2.2 技术关键
  • 9.3 51KM 长下坡路段驾驶员视觉信息摄取测试
  • 9.3.1 注视持续行为分析
  • 9.3.2 扫视平均速度分布
  • 9.3.3 瞳孔面积变化趋势
  • 9.3.4 瞳孔面积变化速度
  • 9.3.5 51km 长下坡路段驾驶员视觉信息摄取分析结果
  • 9.4 本章小结
  • 第十章 雅西高速 51km 长下坡货车测试成果应用及效果评价
  • 10.1 雅西高速 51KM 长下坡货车测试成果应用
  • 10.1.1 雅西高速公路 51km 长下坡交安工程优化设计应用
  • 10.1.2 长下坡路段行车安全管控方案设计应用
  • 10.1.3 服务区的安全管理及配套设施方案
  • 10.1.4 安检站及收费站准入检查方案
  • 10.1.5 货车运行安全注意事项及车辆安全技术宣传方案
  • 10.2 测试成果应用效果评价
  • 10.2.1 交通事故控制成效
  • 10.2.2 安全车速控制成效
  • 10.2.3 超限运输控制成效
  • 10.2.4 长下坡路段行车安全宣传成效
  • 10.2.5 货车辅助制动技术推广成效
  • 10.2.6 高速公路运输功能发挥效果
  • 10.3 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 附录 研究项目过程照片
  • 攻读学位期间取得的研究成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

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