駕駛員行為對客車側翻動態穩定性的影響機理研究

《駕駛員行為對客車側翻動態穩定性的影響機理研究》是依託南京航空航天大學，由金智林擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：駕駛員行為對客車側翻動態穩定性的影響機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：金智林
• 依託單位：南京航空航天大學

項目摘要

駕駛員的人為因素是客車側翻事故的主要原因。為探究駕駛員行為對客車側翻動態穩定性的影響機理，本項目以駕駛員-客車-道路閉環系統為對象，考慮駕駛員行為與客車側翻的耦合關係，結合汽車側翻動力學、駕駛員人機工程學理論及實驗方法分析駕駛員側傾反應行為；套用非線性動力學及汽車側翻動力學理論獲得客車側翻動態穩定性的評價指標，結合數值仿真及駕駛員在環實驗方法分析極端行駛工況下駕駛員側傾反應行為及駕駛員時滯對客車側翻動態穩定性的影響規律。研究內容包括：駕駛員-客車-道路閉環系統側翻動力學建模；駕駛員側傾反應行為及汽車參數影響客車側翻動態穩定性的規律研究；駕駛員時滯對客車側翻動態穩定性的影響規律分析。.項目預期將為客車側翻動力學與控制領域開創新的研究思路，在駕駛員側傾反應行為及駕駛員時滯影響客車側翻動態穩定性規律的研究中取得創新性成果。項目研究成果可為客車參數最佳化設計、客車側翻預警及防側翻控制提供科學依據。

結題摘要

客車側翻在交通事故中所占比率不高，但危害是致命的，作為載客較多的交通工具，其側翻事故會造成人員‘群死群傷’的慘重損失，客車側翻逐漸成為汽車主動安全領域的熱點研究問題。現有的汽車側翻研究很少涉及駕駛員行為對汽車側翻影響，而駕駛員是引起汽車側翻事故的重要因素之一。因此，本項目以駕駛員-客車-道路閉環系統為對象，探究駕駛員行為對客車側翻動態穩定性的影響機理，具有重要的理論意義和工程套用價值。 首先，建立了小客車側翻動力學模型，以及考慮剛性車架和柔性車架的大客車側翻動力學模型。採用穩態特徵值法和遺傳算法對模型的穩態特徵參數及瞬態特徵參數進行了估計，套用Carsim和Trucksim軟體驗證了客車模型的有效性；建立了可評價絆倒型側翻和非絆倒型側翻的客車側翻評價指標；與傳統的側翻評價指標對比分析，結果表明新的側翻指數能夠很好評價客車的非絆倒型側翻和由於路面垂向輸入引起的絆倒型側翻危險狀態；分析了汽車結構參數及行駛參數影響客車側翻性能的一般規律，為客車設計提供了理論依據。 其次，研究了駕駛員側傾反應行為及汽車參數影響客車側翻動態穩定性的規律。套用人機工程學理論分析了駕駛員生理特性和駕駛員對汽車側傾狀況反應，建立了具有防側翻屬性的駕駛員模型，仿真和實驗相結合的方法驗證了模型的正確性和合理性；研究了汽車結構參數、汽車行駛參數對側翻穩定性影響規律，以及駕駛員側傾反應增益係數、駕駛員思考時間、駕駛員側傾反應門檻值等駕駛員模型參數對汽車側翻穩定性影響規律。 再次，研究了駕駛員時滯對汽車側翻穩定性的影響規律。進行了零時滯條件下人-車-路閉環側翻系統的穩定性分析；考慮駕駛員時滯因素，運用廣義Sturm判別法序列理論研究了人-車-路閉環側翻系統全時滯穩定條件，不滿足全時滯穩定條件時駕駛員模型參數對系統臨界時滯的影響規律，進行了實例仿真及駕駛員硬體在環實驗。結果表明，經驗豐富操縱熟練駕駛員擁有適中的閉環增益及小的側翻反應時間值或減小駕駛員及執行機構執行動作的滯後時間，可以提高汽車側翻系統的穩定性。 項目為客車側翻動力學與控制領域開創新的研究思路，在駕駛員側傾反應行為及駕駛員時滯影響客車側翻動態穩定性規律的研究中取得創新性成果。項目研究成果可為客車參數最佳化設計、客車側翻預警及防側翻控制提供科學依據。