[發明專利]快速道路橫風下安全行車速度確定方法有效
| 申請號： | 201110407703.2 | 申請日： | 2011-12-09 |
| 公開（公告）號： | CN102568218A | 公開（公告）日： | 2012-07-11 |
| 發明（設計）人： | 劉攀;徐鋮鋮;王煒 | 申請（專利權）人： | 東南大學 |
| 主分類號： | G08G1/052 | 分類號： | G08G1/052 |
| 代理公司： | 南京天翼專利代理有限責任公司 32112 | 代理人： | 黃明哲 |
| 地址： | 210096*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 快速 道路 橫風下 安全 行車 速度 確定 方法 | ||
技術領域
本發明屬于交通安全技術領域，涉及道路橫風對車輛行駛的影響，為一種快速道路橫風下安全行車速度確定方法。
背景技術
惡劣天氣行對快速道路行車安全性產生嚴重影響，不良天氣下單位時間內不良天氣的事故數是晴天的好幾倍甚至是幾十倍，且多為重大和惡性事故。2007年，不良天氣下的交通事故造成全國約17600人死亡，85200人受傷，直接財產損失達3.18億人民幣。快速道路現有的限速方法往往不考慮天氣的影響，因而研究如何確立不良天氣下快速道路限速方法對于保證道路行車安全性是具有重大意義的。
目前，已有關于快速道路不良天氣下的限速方法往往是通過美國高速公路與交通運輸協會(AASHTO)的停車視距模型來實現的，因而這些方法僅僅考慮了車輛縱向上的行駛安全性。然而，快速道路上橫風會對車輛橫向穩定性產生影響，基于AASHTO的停車視距模型的限速方法在確定快速道路上橫風下車輛安全行車速度上是不適用的，因而目前還沒有關于確立快速道路上橫風下安全行車速度的方法。
汽車在低速行駛時，汽車所受的氣動力對汽車的運行穩定性常常可以忽略，分析汽車受力時只考慮汽車所受地面阻力。隨著汽車的行駛速度不斷提高，氣動力對汽車運行穩定性的影響越來越大，尤其是當汽車高速行駛在有側向風作用的快速道路上時，由于高速氣流的側向氣動力作用，汽車將會出現操縱穩定性問題，甚至有可能出現嚴重的交通事故。因而在橫風下對高速公路上的車輛采取速度管理措施是必要的。本發明為此提出了一種快速道路橫風下安全行車速度確定方法。
發明內容
本發明要解決的技術問題是：橫風對快速道路的行車安全有很大影響，然而目前還沒有針對橫風影響的快速道路安全行車速度確定方法。
本發明的技術方案為：快速道路橫風下安全行車速度確定方法，包括以下步驟：
1)對于需要進行橫風車速控制的路段，獲取其路面參數，包括路線轉彎半徑R，路線橫坡α以及路面摩擦系數μs，其中路面摩擦系數μs在不同天氣狀況下對應不同的值；
2)確立快速道路上常見車型的基本參數，包括車輛質量m，單位為kg，正投影面積A，單位為m2，升力系數kCL，側向系數kCS，這4個參數可以通過查閱規范直接獲取；
3)車輛受到橫風側向氣動力、車輛慣性力、車輛重力以及橫風產生的氣動升力和路面摩擦力的共同作用，在側向氣動力和慣性力共同作用下，車輛產生側向滑移，失去正常行駛能力，側滑的必要條件為：
FI+Fs≥Ff+Gα???????????????????????????????(1)
根據路面參數和車輛參數計算車輛慣性力：
其中，Ucar為車輛速度，這里采用快速公路上限速值；
根據路面參數和車輛參數計算車輛慣性力，以及車輛重力沿斜坡方向上的重力分量：
Gα＝mg?sinα???????????????????????????????????(3)
計算車輛由于橫風作用下受到的側向氣動力大小：
Fs＝1/2CsρU2A??????????????????????????????????(4)
其中ρ為空氣密度，取1.2kg/m3；U為絕對風速，即風速Uwind和車速Ucar的合成速度，CS為側向氣動力系數，Cs＝kCSβ，β為風向角，β＝tan-1Uwind/Ucar；
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