侧风对公路行车安全影响的仿真分析与对策研究

摘要

随着我国高等级公路建设的快速发展和车速的提高，人们对汽车的行驶稳定性、安全性和舒适性提出了越来越高的要求。由于自然风的普遍存在，路面上行驶车辆的气动特性经常会受到侧风的影响。汽车行驶速度较高时，若受到较高速度的侧风作用，其行驶稳定性和乘坐舒适性都会显著降低，极端情况下还会使汽车偏离正确的行驶路线甚至发生侧翻，导致严重的安全问题。为了减轻侧风对车辆的影响，驾驶员需要连续调整方向盘或减小车速，这会导致驾驶员过度紧张、过早疲劳而增加行车的危险性。研究侧风对高速行车稳定性的影响并提出保障对策，对于提高侧风路段行车安全具有重要的实用价值。
　　本文以随机变化的阵风模型为模拟侧风，基于大小车市场占有率等情况确定大车和小车的典型车型，应用动力学仿真软件Trucksim和Carsim分别构建了大车与小车的车辆模型，考虑车辆行驶速度、风速、风向、载重量、质心高度、路面摩擦系数等因素，对车辆在侧风环境下行驶进行了大量仿真实验与分析，并以横向偏离量0.5m作为判断汽车在侧风环境下安全行驶的阈值，确定了不同风速等级下的汽车安全行驶的速度值。根据不同风速等级对汽车的影响，对侧风影响分为四个等级：Ⅰ级，安全；Ⅱ级，较安全；Ⅲ级，较危险；Ⅳ级，危险。针对不同的危险等级采取不同的防风对策，以保障行车的安全。并构建了风速监测系统和智能化信息发布系统，给出了系统运作流程，其实用性较强，为高速公路侧风监测预警系统建设提供指导。本文有助于丰富公路行业对侧风影响行车安全的研究。

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第一章 绪论

1.1研究的目的和意义

1.2国内外研究综述

1.3问题的提出

1.4研究的主要内容、方法及技术路线

第二章 风速特征及实际侧风问题

2.1风的形成

2.2风速变化特征

2.3风速风向

2.4实际侧风问题

2.5 影响汽车稳定性的气动六分力

2.6本章小结

第三章 基于Trucksim/Carsim的汽车行驶稳定性模型建立

3.1仿真软件概述

3.2汽车行驶稳定性模型的建立

3.3本章小结

第四章 汽车侧风稳定性评价指标及影响程度分析

4.1稳定性评价指标

4.2影响因素程度分析

4.3侧风危险等级

4.4本章小结

第五章 多侧风路段风速监测、预警系统及保障对策

5.1风速监测、预警系统的构成

5.2技术设备的选择

5.3 设备布设

5.4数据处理系统

5.5智能信息化系统

5.6设置标志标线

5.7设置风障

5.8本章小结

结论与展望

研究结论

展望

参考文献

致谢