基于ADAMS/car仿真平台的小半径曲线路段小型车辆行驶稳定性研究论文_陈兴文

摘要：通过调研我国高速公路交通事故数据，尤其是云南省典型高速公路事故数据，并结合普宣高速公路实际情况，得出小半径曲线可能是诱发普宣高速公路交通事故的主要潜在原因之一。本文对小半径曲线路段的小型车辆行驶稳定性进行研究。利用ADAMS/car仿真平台构建道路模型，模拟小型车在建模路段以不同速度行驶，将获得的行驶稳定性判断参数与预先设定的阈值进行比较，同时考虑道路的平纵横设计指标对安全的影响，并根据结果提出路段的小型车的建议限制速度。

关键词：高速公路；小半径曲线；行驶稳定性；交通安全

普宣高速公路位于云贵高原南部，山区广布，丘陵纵横，高速公路桥隧比高，长大下坡、小半径平曲线、隧道群路段等行车安全不良路段比例较大。受高原气候和山岭区气候的影响，雾对行车安全的影响较大。较低的线形指标和不利的天气情况，给行车安全带来重大隐患。本文主要研究小半径平曲线对小型车辆行车安全的影响。

1 国内外研究现状

国内外目前对车辆弯道行驶稳定性的研究大多采用理论分析结合数值计算法和现场实测法。这两种方法在不同程度上都存在一定的弊端，理论分析结合数值计算法有时需要进行大量解析计算，而实际工程中有许多不确定因素，输入参数难以精确，同时存在模型简化问题；现场实测法往往只能在施工完成的现场测得数据，周期较长，费时费力。

本研究采用ADAMS/car仿真平台的方法，其可控参数较多，功能完善，通过输入公路和车辆各项参数，模拟车辆在公路上实际行驶情况，进行弯道稳定性分析，可进行工程施工前期优化，具有方便、经济的优点。

2 模型的建立与分析

2.1小型车行驶稳定性判断标准

汽车相对于路面的运动状态分为滚动和滑动两部分，并用滑移率来表示，滑移率是汽车运动时滑动成分所占的比例。滑移率与汽车附着系数关系模型见下图 2-1。

图2-1滑移率与附着系数关系模型

2.2 小型车加速阈值的确定

以 ADAMS\car仿真软件模拟小汽车以某速度的行驶状态，输出其纵向加速度值和横向加速度值，如图 2-2 所示。跟据动态行驶效果图，发现当纵向加速度大于 0.2g或横向加速度大于 0.2g时，车辆行驶出现不稳定状态，所以选择 0.2g作为判断小汽车行驶是否稳定的加速度阈值。

图2-2 ADAMS\car 仿真中纵、横加速度图

2.3 仿真模拟结果

在 ADAMS\car仿真软件模拟小汽车在普宣高速公路K0＋000～K3＋800、K42＋445～K45＋770两个路段行驶，得到图2-3横纵向加速度随时间变化图。其中红色曲线所示为横向加速度，蓝色曲线所示为纵向加速度。

图2-3横纵向加速度随时间变化图

2.4 仿真结果分析

1、K0＋000～K3＋800 段上，汽车可以在路面湿滑的情况下最高以 110km/h 的速度安全行驶，该速度已经大于该路段预测的运行速度。

2、K42＋445～K45＋770 段，小客车汽车可以在路面湿滑的情况下最高以 85km/h的速度行驶，该速度仅仅略高于路段的设计速度。而该路段运行速度测算结果显示其运行速度在 100km/h 以上，为了保证路段的安全，必须严格控制小客车在本路段的行驶速度。

2.5 小半径曲线路段小型车的限速建议

由以上分析可知，在实际行驶条件下，小汽车在 K0＋000～K3＋800 段运行是安全的。但是在 K42＋445～K45＋770段，路段的理论计算运行速度高于模拟所得到的最大安全速度，所以高速公路运营后，若车辆以较高的运行速度行驶在此路段时，有发生纵向或横向失稳的可能。由此提出普宣高速公路部分小半径曲线路段小型车的限速建议，如表1。

表1 普宣高速公路部分小半径曲线路段小型车的限速建议

3 结论

将汽车动力学仿真技术应用于道路行车危险的识别中，针对小客车，采用ADAMS\car仿真平台，实现车辆的行驶模拟试验，将获得的行驶稳定性判断参数与预先设定的阈值进行比较，可以同时考虑道路的平纵横设计指标对安全的影响，并根据结果提出路段的小型车的建议限制速度，此方法可作为现有复杂平面线形安全评价方法的补充。

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论文作者:陈兴文

论文发表刊物:《城镇建设》2020年 1期

论文发表时间:2020/3/17

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