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原文传递半挂汽车列车制动时序检测方法研究及制动稳定性评价

论文题名：	半挂汽车列车制动时序检测方法研究及制动稳定性评价
关键词：	半挂汽车列车;制动稳定性;制动时序;单目视觉;仿真模型;实车试验
摘要：	随着我国经济实力的提升，交通运输业迎来了飞速发展，公路总里程数的持续增长、道路设施设备不断改善、汽车工业的发展，都使得我国汽车保有量在逐年增长；道路交通参与者数量的上升导致各类交通事故时有发生，行车安全也逐渐成为人们关注的话题。半挂汽车列车因其运输便捷、成本低、效率高等优势，承担了我国主要的公路货物运输功能。但由于其载重量大、车身长以及各轴间制动次序不同等因素，很容易在制动过程中发生折叠、甩尾、侧翻等制动失稳现象。因此开展半挂汽车列车的制动安全性研究是十分必要的。　　目前主要应用台架检验法和路试检验法进行汽车制动性能检测。路试法需要合适的检测场地，且检测结果受环境影响较大，通常只作为辅助检测手段。台式检验法需要应用专业的制动检测设备，设备占地面积小，且检测结果受环境影响较小，重复性好，可对整车制动力、制动不平衡及阻滞力进行检测，能够满足最基础的制动性能检测需要。然而，半挂汽车列车轴数多、制动系统结构复杂，各车轴间不同的制动时序会导致车辆在制动过程中产生制动失稳，转向轴过早制动会使车辆产生制动跑偏，驱动轴过早制动会使牵引车与半挂车产生折叠，半挂车车轴制动过早则会发生甩尾。虽然国家标准《机动车运行安全技术条件》（GB7258-2017）对半挂汽车列车的制动时序检测提出了要求，但目前动态检测方法仍处于起步阶段，同时有关半挂汽车列车制动时序评价方面的相关研究仍处于空白。　　国内外对半挂汽车列车制动性能的研究主要集中在制动稳定性控制上。基于先前研究的基础，通过分析国内外法规和文献，提出了应用摆线公式计算车轮滑移率，单目视觉技术求解车轮制动滑移率的方式间接获取半挂汽车列车制动时序的检测方法。并基于模糊层次分析法（FAHP）和CRITIC组合分析法建立了半挂汽车列车制动时序稳定性综合评价理论体系。应用TruckSim仿真软件建立了三轴半挂汽车列车仿真模型，分别仿真分析了半挂汽车列车在不同制动时序工况下以直线、曲线以及单移线制动的运动特性。从而得到基于制动时序运行工况的评价指标参数数据进行评价。　　本文的主要研究内容包括以下四个方面：　　（1）基于车轮滑移率的制动时序检测　　分析了道路附着系数与车轮滑移率的关系，提出基于摆线公式的车轮滑移率求解方案，检验了基于摆线公式的滑移率求解公式的有效性及准确性。完成了单目视觉汽车列车制动时序检测的硬件布置及连接，并设计完成制动时序检测试验。　　（2）制动时序评价体系建立　　分析了半挂汽车列车典型制动工况与典型工况下的制动失稳形态，依据制动稳定形态，并查阅国内外有关半挂汽车列车制动性能法规和文献，基于FAHP-CRITIC组合分析法建立综合评价理论体系，并进行评价指标的主客观权重计算。　　（3）车辆运动学建模　　应用TruckSim仿真软件建立半挂汽车列车制动时序模型，分析了半挂汽车列车在不同工况下的运动特性。　　（4）试验设计　　为了检验所建立的半挂汽车列车仿真模型的准确性，搭建了试验检测系统并设计了实车检测试验，通过对比试验与仿真结果确定所建模型的可行性与合理性。　　（5）制动时序评价与列车制动稳定性分析　　根据评价体系和评价指标，针对不同工况下制动时序实验方案进行半挂汽车列车制动仿真分析，基于仿真结果及FAHP-CRITIC组合分析评价理论体系进行综合评价。针对最佳制动时序方案，为进一步分析该制动时序下车辆结构参数、使用参数和道路条件对车辆制动稳定性的影响，进行制动稳定性的影响参数仿真分析研究，并根据仿真结果给出合理改进建议。
作者：	冯诗源
专业：	载运工具运用工程
导师：	张立斌
授予学位：	博士
授予学位单位：	吉林大学
学位年度：	2023