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重型车辆道路安全问题及技术对策的探讨

文章编辑:【高空作业车出租】发布日期:2019-12-16 16:51:26

    随着国家经济的发展,道路运输行业发展规模随之扩大。小型货车已无法满足运载量的提升,越来越多的重型车辆出现在道路中。文章将对重型车辆道路安全问题展开论述,并提出一系列技术对策,提升重型车辆道路安全。旨在降低道路安全事故的发生,重视生命安全。
  重型半挂车辆虽有效提升货物运输能力,但在一定程度上大大增加道路事故发生概率,增加对人们生命安全的威胁。故此,深入研究重型车辆道路安全问题,剖析问题实质,具有针对性的提出解决对策。提出各种预警机制、变速技术等,提升重型车辆安全系数,降低事故发生率。
  1 重型车辆安全问题概述
  当前,重型车辆道路安全问题主要表现在侧翻、疲劳驾驶、车辆减速失效等方面。本文仅针对车辆侧翻、以及疲劳驾驶两方面加以分析。
  1.1 疲劳驾驶
  重型车辆的使用条件较为恶劣,我国大部门重型车辆运输均来往于省际之间,长途路线较多。一方面,长时间的驾驶极易产生疲劳,加之个人利益,无法满足三名司机循环驾驶的基本要求。另一方面,重型车辆变速器负载较大,档位多,频繁的换挡操作极易造成驾驶员疲劳。故此,变速器的研究更加重要。
  1.2 侧翻问题
  当前重型车辆道路安全问题中,侧翻问题最为突出。根据有关数据显示,中国重型车辆的销售量每年高达200多万辆,可谓是世界最高的国家。加之国家基础建设的规模越加扩大,矿山开采、材料运输等行业需求的增加,重型车辆在运输过程中的重要性尤为突出[1]。
  重型车辆的重心高、装载量较大,以及高宽比较大等特点,导致其极易发生侧翻问题。尤其当车辆遇到转弯半径小、车速快、躲避障碍物等特殊路况时,不具备小型车辆的灵敏性,进而发生侧翻事故。据美国交通研究所调查显示,美国每年重型车辆发生侧翻事故为平均5000多起,仅次于车辆碰撞事故。
  可见,侧翻问题较比其他道路安全事故更加具有研究价值,本文也将重点对侧翻问题提出相关意见。
  2 重型車辆道路安全问题对策的探讨
  2.1 利用自动变速器降低驾驶员疲劳程度
  2.1.1 自动变速器特点与类型
  AT被广泛用于各种车辆上,是当前自动变速器的重要组成部分。该种液力传动自动变速器最初应用在军用车辆、工程车辆、以及公共汽车领域。液力变拒器通过改变转矩实现变速,可实现自动变速,使车辆起步时更加平稳,变速更加均匀。其中,减振作用有效降低动载与扭振,进而增加传动系的使用寿命。提升驾驶舒适性、安全系数,以及车辆增减速的平稳性。距今,液力机械自动变速器已经过60多年的发展,更加趋向成熟、可靠。
  2.1.2 电控机械式
  该种自动变速器在手动变速的基础上,如装微机控制其实现自动操作。取代原有驾驶员将离合器分离的方式,实现换挡自动化。电控机械式自动变速器,利用微机代替驾驶员大脑,并通过传感器代替人体神经,利用电动执行机构取代人体手脚操作,完成变速目的。此种变速器的传动效率更高,且成本相对较低,便于制造。同时,较比液压自动变速器而言,控制参量较多,难度相对较大。当前抵挡轿车、重型车辆以及商用车类型的使用较多。
  2.1.3 无级变速
  (1)金属带式
  改种类型属于摩擦式无极变速器,利用金属带、主从动带轮配合来实现动力的传递。其中,V型槽的带轮以及金属带是其关键部分,主动带轮旋转时,金属带便将扭矩传递给从动带轮。该种变速方式的基本特点为:可实现动力的无极传递,具有较高经济型、稳定性。但传动扭矩的能力较低。
  (2)牵引式
  有摩擦变速机构、加压装置以及调速控制三个部分组成。
  2.1.4 应用
  当前重型车辆变速器的发展方向为半自动或自动换挡。保证发动机正常驱动情况下,促使扭矩经济运行。有效降低驾驶员频繁换挡的操作,提升驾驶舒适感。众多欧美国家几乎全部采用自动变速器,而这其中AMT技术更是重型车辆自动变速器的发展方向。该技术取消了离合器踏板,仅通过油门来控制车辆加速与减速。但起步时需要与离合器合理配合,过快与过慢均不利于车辆的起步与前进。因此,AMT技术中,应深入研究离合器的最佳控制点,保证重型车辆起步、换挡质量有所提升。   2.2 防侧翻技术
  2.2.1 研究现状
  侧翻预警技术在国外的发展时间较长,早在1990年便已经提出安全预警监测算法。在车辆静态转向条件下,车轮刚刚离地时的加速度为限值,超过该预定限值时便发起预警。此后,所有的研究基本均围绕LTR展开。并以其为判断依据,分析有关的影响因素。在1987年时,Nalecz便设计了一种能量装置,试验表明,该种装置能够准确的反映出路况信息,并进行侧翻报警。此后,众多研究人员对侧翻预警装置进行了研究,其中包括RSF评价指标,TTR侧翻时间预测算法,以及时间序列侧翻预测算法等等。
  我国对车辆侧翻的研究时间较晚,2004年,贵州大学对车辆侧翻进行了研究。建立静态侧翻模型,并进行了有关计算。2007年,南京航空航天大学对侧翻预警控制进行了计算,在TTR的基础上,建立侧翻预警模型,且具有一定效果。在此后的研究中,我国对重型车辆侧翻的研究逐渐增多,且颇具成效。
  2.2.2 侧翻预警关键技术
  (1)HMM
  隐马尔可夫模型对侧翻预警技术具有重要意义,其以概率随机模型为基础,具有较高的严谨性与计算性。利用隐藏的随机观察序列中存在时变特点,进而处理有关随机序列数据。尤其在智能交通的研究中,具有較大优势。
  该技术的关键为:建立AR-HMM侧翻预警模型以及算法,有效提升实时性与精确性。该技术属于随机过程的研究领域,因此应进一步确定其中隐含的未知参数,以及影响侧翻的过程。
  (2)车路协同侧翻预警技术
  交通系统十分复杂,其包含人、车、路三个重要因素。人的因素在道路交通事故中占据重要地位,车辆在操作过程中,车速根据驾驶员的经验来控制。当进入陌生路段时,驾驶员对路的熟悉程度较低,若无法控制车速,极易造成侧翻事故。可见,车辆以及道路信息的融合十分重要。故此,智能交通成为预防重型车辆侧翻预警技术的关键。增强车路系统控制,提升驾驶员对道路信息的提前预知能力,进而降低道路安全问题发生的概率。
  车路协同技术在无线通信、传感探测等信息技术基础上,提前获取车辆信息、道路信息。利用车辆、道路实时交互的操作,实现车辆与道路基础设施之间的配合,升级资源配置,达到安全的目的。
  其中,在车辆上安装路测射频设备,对道路信息及时播报,并发送。利用车载单元获取道路信息,经过计算后将其转化为车量速度的控制,以及与当前车辆速度的对比与分析,向驾驶员提出预警。该信息中,应包括信息的写入、播发、获取、计算、速度比较、预警等几个模块。而关键技术为,对已知车辆自身信息的获取能力,以及车辆安全转向速度的确定方法。还应包括车辆自身重心高度、外形尺寸、道路各种信息的获取,轮胎有关因素等等。
  3 展望
   重量大、重心高、体积大的重型车辆在行驶过程中较易发生侧翻,是当前重型车辆道路安全问题研究的重点。国内外各学者对此做出大量的研究工作,但侧翻问题仍旧居高不下,有待进一步研究与认证。本文仅对侧翻问题进行了机理研究,尚缺乏实践操作。在未来的发展中,应进一步研究重型车辆的道路安全问题,不仅仅局限于侧翻与驾驶员疲劳驾驶。还应针对众多类型,以及可能发生的安全隐患进行分析。同时,应进一步提升互联网与物联网的使用,提升先进信息技术与车辆、道路的交互。尤其在侧翻问题中,将外界因素与车辆自身因素相结合,才能使得研究成果更具实用性。加强车辆实际行驶过程中,道路实际状况的研究。以及缩小仿真研究与车辆实际行驶状况的差异。
  4 结束语
  综上所述,重型半挂车辆虽有效提升货物运输能力,但在一定程度上大大增加道路事故发生概率,增加对人们生命安全的威胁。深入研究重型车辆道路安全问题,剖析问题实质,具有针对性的提出解决对策。提出各种预警机制、变速技术等,提升重型车辆安全系数,降低事故发生率。重型车辆的道路安全问题中,侧翻问题最为严重。本文针对驾驶员疲劳加减档、驾驶,以及侧翻问题进行了阐述,并提出在重型车辆上安装自动变速器的对策。针对侧翻问题提出安装道路测射装备、分析侧翻原因的方法。以此,降低重型车辆道路安全事故发生概率。

 


 

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