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基于公路长下坡车辆制动性能的事故预防研究

作　者: 李都厚
导　师: 刘浩学
学　校: 长安大学
专　业: 载运工具运用工程
关键词: 公路交通安全长大下坡车型制动器温升模型制动热衰退避险车道
分类号: U463.51
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
下　载: 341次
引　用: 3次
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内容摘要

随着公路建设的发展,车辆运行安全成为制约公路建设运营发展的重要因素,尤其是位于山岭重丘区的连续下坡路段,成为事故高发路段。而我国目前公路建成后,一般没有再进行系统安全评价和相应的改造,使得道路的运营环境安全状况不佳,尤其是西部地区公路因自然环境所限而出现的大量长大下坡路段,表现出一些突出的安全问题。本文针对公路连续长大下坡路段重载货车事故多发问题,进行了大量深入实际调研和室内台架试验及道路试验,开展了连续长大下坡路段运营安全保障对策研究。通过典型连续长大下坡事故多发路段实际调查和数理统计,归纳出在连续长大下坡路段交通肇事的车辆类型、车辆分布、超载情况、技术状况和发生事故的主要原因;掌握了驾驶人在连续长大下坡路段档位使用和速度控制的规律；提出了用2km或3kmm平均坡度作为纵断面参数指标,研究连续长大下坡路段事故率与纵断面参数关系,探明了纵坡坡度与交通事故发生的规律；通过室内大量台架试验,采用.MATLAB软件和最小二乘法对数据进行拟合分析,应用有限元方法和ANSYS软件,建立了重型车辆制动器温升数学模型,仿真分析和试验结果均表明,三维鼓式制动器有限元热分析模型可用于鼓式制动器温升特性的分析研究：在理论分析和试验验证的基础上,提出长大下坡路段载货汽车制动效能严重下降的温度控制点为290-300C0,并开发出载货汽车制动器温升计算软件系统；针对室内台架试验所建立的制动器温度与制动能量之间的数学模型,在具有代表性的长大下坡路段进行车辆道路试验,通过实际测试验证车辆制动器温度与汽车制动能量之间的关系模型：在分析制动器温升与制动能量关系模型和持续制动系统制动力与挡位、速度之间关系模型基础上,建立了持续制动系统与不同制动方式联合作用时,车辆下坡过程中制动效能热衰退的分析模型;在分析连续长大下坡路段车辆不同运行模式的基础上,从道路安全设施设置、避险车道设置等方面,研究了基于避险车道的长大下坡路段事故预防措施。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-12
第一章绪论  12-25
  1.1 研究背景  12-15
    1.1.1 道路交通安全现状  12
    1.1.2 道路因素对交通安全的影响  12-14
    1.1.3 研究的目的和意义  14-15
  1.2 国内外研究现状  15-23
    1.2.1 国外研究现状  15-19
    1.2.2 国内研究现状  19-23
  1.3 主要研究内容及技术路线  23-25
    1.3.1 主要研究内容  23-24
    1.3.2 研究技术路线  24-25
第二章公路长大下坡路段交通事故特征分析  25-53
  2.1 公路连续长大下坡路段分布与交通安全现状  25-31
    2.1.1 主要分布  25-28
    2.1.2 交通安全现状  28-31
  2.2 长大下坡路段交通事故特性  31-37
    2.2.1 陕西全境山区公路交通事故特征分析  31-33
    2.2.2 国道210秦岭山区路段交通事故特性分析  33-35
    2.2.3 交通事故案例分析  35-37
  2.3 不同等级公路连续长大下坡路段交通事故分析  37-43
    2.3.1 高速公路  37-39
    2.3.2 一级公路  39-41
    2.3.3 二级公路  41-42
    2.3.4 三级公路  42-43
  2.4 道路纵断面参数与交通事故关系分析  43-51
    2.4.1 数据来源与分析方法  43-44
    2.4.2 事故地点坡度分布及回归分析  44-47
    2.4.3 事故率与Nkm坡度的回归分析  47-51
  2.5 本章小结  51-53
第三章车辆制动器温升台架试验研究  53-81
  3.1 试验车型的选择  53-54
    3.1.1 调研路段选择  53
    3.1.2 运行车辆类型调查  53-54
  3.2 制动器温升台架实验  54-65
    3.2.1 制动器温升台架试验系统  54
    3.2.2 制动器温升试验条件和试验步骤  54-56
    3.2.3 制动器温升试验数据处理方法  56-58
    3.2.4 温升试验中驱动电机转速和制动气室压力  58-60
    3.2.5 制动器温升台架试验数据合二次拟合曲线  60-62
    3.2.6 制动器温升与能量关系  62-64
    3.2.7 制动器温升计算分析  64-65
  3.3 鼓式制动器温升特性有限元分析  65-73
    3.3.1 鼓式制动器生热与散热过程分析  65-67
    3.3.2 三维鼓式制动器有限元热分析模型  67-71
    3.3.3 制动器有限元热分析模型的试验验证  71
    3.3.4 制动器温升特性仿真分析  71-73
  3.4 制动器温升计算程序设计  73-79
    3.4.1 程序的理论基础  73-77
    3.4.2 软件设计  77-78
    3.4.3 程序介绍  78-79
    3.4.4 软件功能  79
  3.5 本章小结  79-81
第四章车辆制动器温升道路试验研究  81-102
  4.1 试验准备  81-82
    4.1.1 试验目的  81
    4.1.2 试验条件  81
    4.1.3 试验方案  81-82
  4.2 制动器温升试验数据处理  82-96
    4.2.1 行车速度选择  82-84
    4.2.2 重力势能随时间变化  84-86
    4.2.3 传感器测试温度变化  86-88
    4.2.4 温度变化模型  88-95
    4.2.5 制动鼓外部温度  95-96
  4.3 制动器温升试验比较研究  96-100
    4.3.1 车速35km/h时制动温升与模拟计算对比  97
    4.3.2 车速38km/h时制动温升与模拟计算对比  97-98
    4.3.3 车速45km/h时制动温升与模拟计算对比  98
    4.3.4 车速50km/h时制动温升与模拟计算对比  98-99
    4.3.5 车速58km/h时制动温升与模拟计算对比  99-100
    4.3.6 车速60km/h时制动温升与模拟计算对比  100
  4.4 本章小结  100-102
第五章长大下坡路段车辆制动性能研究  102-115
  5.1 制动器热衰退特性  102-104
  5.2 持续制动性能试验研究  104-107
    5.2.1 试验方案  104-105
    5.2.2 试验结果  105-107
  5.3 发动机制动排气制动性能试验比较分析  107-114
    5.3.1 发动机制动  107-111
    5.3.2 排气制动  111-113
    5.3.3 试验结果分析  113-114
  5.4 本章小结  114-115
第六章事故预防措施及工程实例  115-128
  6.1 工程概况  115
  6.2 交通事故基本情况的道路环境因素分析  115-119
    6.2.1 交通事故基本情况  115-118
    6.2.2 道路环境因素分析  118-119
  6.3 事故预防的工程措施分析  119-127
    6.3.1 改造与设置避险车道  119-121
    6.3.2 展线工程  121-123
    6.3.3 交通工程设施  123-127
  6.4 本章小结  127-128
第七章结论与展望  128-130
  7.1 主要结论  128
  7.2 论文的创新点  128-129
  7.3 研究展望  129-130
参考文献  130-137
攻读博士学位期间发表的学术论文及其它成果  137-138
致谢  138

基于公路长下坡车辆制动性能的事故预防研究

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