彎道超速行駛對客車橫向穩(wěn)定性的影響

吳初娜，曾　誠，王藝穎

(1.交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院，北京　100088;2.長安大學(xué)　汽車學(xué)院，陜西　西安　710064)

彎道超速行駛對客車橫向穩(wěn)定性的影響

吳初娜1，曾誠1，王藝穎2

(1.交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院，北京100088;2.長安大學(xué)汽車學(xué)院，陜西西安710064)

摘要：為了研究大型客車行駛通過彎道時不同的超速程度對客車行駛安全性的影響，利用Trucksim軟件，采用仿真建模的方法，選用側(cè)向偏移量和輪胎載荷轉(zhuǎn)移率作為分析指標(biāo)，通過多組不同超速程度下客車分別行駛通過平直路段、一般彎道和急彎道時的車輛動力學(xué)仿真試驗(yàn)，定量對比分析了不同超速程度對彎道行駛客車橫向穩(wěn)定性的影響。仿真結(jié)果表明： 客車無論是行駛通過一般彎道還是急彎道，超速程度與客車的橫向穩(wěn)定性呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；超速程度越高，客車的橫向穩(wěn)定性越差，越易引發(fā)交通事故；在相同的超速程度下，客車在一般彎道更容易因偏離彎道路徑而駛出路面、駛?cè)胂噜徎驅(qū)ο蜍嚨溃瑥亩l(fā)墜車、碰撞等交通事故，而客車在急彎道更容易引發(fā)側(cè)翻事故。

關(guān)鍵詞：交通工程; 橫向穩(wěn)定性; TruckSim仿真; 超速行駛; 彎道

0引言

彎道是一種常見的道路線形，是銜接兩條不同行駛方向道路的不可或缺的組成部分，但同時它也是交通事故的高發(fā)路段。近年來，彎道路段頻頻發(fā)生重特大道路客貨運(yùn)輸事故。道路交通事故統(tǒng)計年報的數(shù)據(jù)表明[1-5]，在2009—2013年間發(fā)生的105起重特大客貨運(yùn)輸事故中，彎道路段的事故位于首位，為45起，占重特大客貨運(yùn)輸事故總數(shù)的42.86%，造成605人死亡，792人受傷。而在這45起彎道路段的重特大事故中，有33起事故存在超速行駛，占彎道重特大事故總數(shù)的73.33%。

據(jù)相關(guān)研究表明，超速行駛一直以來都是引發(fā)交通事故的主要原因之一，對駕駛員的視覺特性、車輛的制動性和操縱穩(wěn)定性等都會產(chǎn)生嚴(yán)重的影響[6]。

道路客貨運(yùn)輸直接關(guān)系到人民群眾生命財產(chǎn)和國家重要戰(zhàn)略物資的安全，因此保證道路客貨運(yùn)輸?shù)陌踩谴_保交通運(yùn)輸健康發(fā)展的重要前提。相對于微型車來說，客車具有質(zhì)心位置高、整備質(zhì)量大等特點(diǎn)，在彎道行駛時車身更易受離心力的作用而發(fā)生側(cè)傾，從而引起質(zhì)心位置的偏移。由于車速越高車身所受的離心力就越大，因此，客車彎道行駛時的安全性更易受速度的影響。駕駛員如果以過高的速度通過彎道，客車往往更容易因車速過高而發(fā)生駛?cè)雽ο蜍嚨?、駛出路面或?cè)滑側(cè)翻等交通事故。

國內(nèi)外研究學(xué)者針對車輛彎道行駛安全性問題的研究，主要是通過理論分析、模型仿真、場地試驗(yàn)的方法，深入分析了車輛結(jié)構(gòu)參數(shù)、裝載狀況、轉(zhuǎn)向工況、轉(zhuǎn)彎半徑、路面超高、路面附著系數(shù)等因素對汽車彎道行駛穩(wěn)定性或輪胎性能的影響[7-12]；也有部分研究學(xué)者基于車輛動力學(xué)模型，建立了車輛彎道行駛穩(wěn)定性的預(yù)測模型和控制策略，如邏輯門限控制、PID控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、模糊控制等[13-15]，但鮮有研究學(xué)者針對客車以不同的超速程度行駛通過彎道時的安全性進(jìn)行研究。基于此，本文采用Trucksim仿真軟件，以國產(chǎn)某型客車為仿真車型，定量分析客車以不同的超速程度行駛通過彎道時，對客車橫向穩(wěn)定性的影響。通過對客車在一般彎道和急彎道路段以不同超速程度行駛時的車輛動力學(xué)變化特性的仿真試驗(yàn)，建立客車超速程度與橫向穩(wěn)定性之間的量化關(guān)系。

1客車彎道超速風(fēng)險分析

1.1彎道行駛受力分析

根據(jù)公路設(shè)計的要求，彎道路段的路面存在一定的超高，因此在其橫斷面上會形成一定比例的橫向坡度，再加上車身因受離心力作用而產(chǎn)生的側(cè)傾，使得客車在彎道行駛時的受力情況變得較為復(fù)雜。當(dāng)客車以車速v行駛通過轉(zhuǎn)彎半徑為R的彎道時，忽略輪胎側(cè)偏特性、車橋側(cè)傾等一些因素的變化，客車簡化的受力情況見圖1。

圖1　客車彎道行駛受力示意圖Fig.1　Force diagram of bus driving on curve

圖1中，將坐標(biāo)系原點(diǎn)選于客車質(zhì)心處，客車在x，y方向上的受力情況分別為：

(1)

分別以左、右輪與地面的接觸點(diǎn)為矩心，客車所受的力矩為：

(2)

式中，Ml，Mr為以左、右輪為矩心，客車所受的力矩；B為軸距；φ為車身側(cè)傾角；hr為側(cè)傾中心到輪胎與地面接觸點(diǎn)的距離；hg為質(zhì)心到輪胎與地面接觸點(diǎn)的距離。

1.2彎道超速行駛風(fēng)險分析

由汽車?yán)碚摽芍猍16]，汽車的轉(zhuǎn)彎半徑為：

(3)

式中，R為轉(zhuǎn)彎半徑；K為穩(wěn)定性因數(shù)；v為車速；R0為側(cè)向加速度為0時的轉(zhuǎn)向半徑。

由于汽車都具有適度的不足轉(zhuǎn)向特性，即K>0，因此，由式(2)和式(3)可知，隨著超速程度的增加，一方面，客車所需的轉(zhuǎn)彎半徑越來越大，從而增加了客車駛?cè)雽ο蜍嚨阑蝰偝雎访娴娘L(fēng)險；另一方面，客車因離心力的作用而產(chǎn)生的側(cè)傾角越來越大，從而增加了因側(cè)傾力矩過大而引發(fā)側(cè)翻的風(fēng)險。

對于客車彎道行駛時不同的超速程度所對應(yīng)產(chǎn)生的風(fēng)險程度，本文采用側(cè)向偏移量和輪胎載荷轉(zhuǎn)移率(LTR)這兩個指標(biāo)進(jìn)行度量。側(cè)向偏移量是指客車實(shí)際行駛軌跡與設(shè)定行駛軌跡之間的偏移情況，主要用于表征客車的軌跡保持情況。LTR主要用于表征客車的側(cè)翻穩(wěn)定性。相關(guān)研究表明，采用LTR來評價車輛在轉(zhuǎn)彎時發(fā)生側(cè)翻的風(fēng)險度具有較高的可信度[17]。LTR的計算公式為：

(4)

式中，LTR為輪胎載荷轉(zhuǎn)移率；n為車軸數(shù)。

LTR的值在[0,1]之間變化，LTR越接近0，表明車輛發(fā)生側(cè)翻的風(fēng)險度越低；反之，LTR越接近1，發(fā)生側(cè)翻的風(fēng)險度越高。

2系統(tǒng)建模和仿真試驗(yàn)設(shè)計

2.1系統(tǒng)建模

本文以國產(chǎn)某型的6輪客車為例，其主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置見表1。

表1　仿真客車結(jié)構(gòu)參數(shù)

采用Trucksim中的3維平整路面作為道路模型，仿真直道和仿真彎道的幾何線形見圖2。 在直道行駛仿真過程中，客車在長度為L的直道上保持直線行駛，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角保持在0°左右。在彎道行駛仿真過程中，客車先在長度為L的直道上行駛，然后行駛通過轉(zhuǎn)彎半徑為R的彎道后，再進(jìn)入直道行駛。

圖2　仿真直道和仿真彎道的幾何線形Fig.2　Geometry of simulation straight-line and curve

仿真道路的設(shè)計主要依據(jù)于《公路路線設(shè)計規(guī)范》中的幾何線形參數(shù)，見表2。仿真彎道的轉(zhuǎn)彎半徑R、車道寬度W和彎道超高i分別與彎道的設(shè)計速度相匹配。

2.2仿真試驗(yàn)設(shè)計

相關(guān)研究指出，通常轉(zhuǎn)彎半徑R≤60 m的彎道

表2　仿真道路幾何線形參數(shù)

稱為急彎道[18]，干燥路面的附著系數(shù)μ在0.75左右[19]。為了量化地分析對比客車分別在平直路段、一般彎道和急彎道超速行駛時對客車橫向穩(wěn)定性的影響，鑒于《中華人民共和國道路交通安全法實(shí)施條例》中要求客車在高速公路上的行駛速度不得超過100 km/h，因此，在仿真平直路段行駛時，設(shè)定100 km/h為客車的正常速度。在仿真彎道路段行駛時，設(shè)定彎道的設(shè)計速度為客車的正常速度。由于仿真軟件中客車的最高仿真速度為120 km/h，因此，本文仿真了客車在干燥路面平直路段以正常速度和超速20%行駛時，客車橫向穩(wěn)定性的變化，以及客車在干燥路面一般彎道路段和急彎道路段分別以正常速度、超速20%和超速50%行駛時，客車的橫向穩(wěn)定性的變化。具體仿真試驗(yàn)設(shè)計見表3。

表3　仿真試驗(yàn)設(shè)計

3仿真結(jié)果分析

3.1平直路段超速行駛仿真結(jié)果分析

在平直路段仿真試驗(yàn)中，客車的限定速度為100 km/h，設(shè)定客車分別以100 km/h(正常速度)和120 km/h(超速20%)的車速沿著平直路段的中心線行駛。行駛過程中，客車的橫擺角速度、側(cè)向偏移量和側(cè)向加速度隨行駛時間的變化見圖3。從圖3可知，在平直路段不管以正常速度行駛還是以超速20%行駛，客車的橫擺角速度、側(cè)向偏移量和側(cè)向加速度均非常接近于0。

圖3　平直路段正常速度行駛和超速行駛的對比Fig.3　Comparison of bus traveling at normal speed with over-speeding on straight road

根據(jù)式(4)，通過仿真獲取客車前后6個輪胎的垂直載荷數(shù)據(jù)后，計算LTR值以評價客車發(fā)生側(cè)翻的風(fēng)險性，見圖4。從圖4可知，在平直路段不論是以正常速度行駛還是以超速20%行駛，客車的LTR值基本為零，說明發(fā)生側(cè)翻的風(fēng)險度很低。

圖4　平直路段正常速度行駛和超速行駛的側(cè)翻穩(wěn)定性對比Fig.4　Comparison of rollover stability of bus traveling at normal speed with over-speeding on straight road

3.2一般彎道超速行駛仿真結(jié)果分析

在一般彎道仿真試驗(yàn)中，彎道的設(shè)計速度為80 km/h，設(shè)定客車分別以80 km/h(正常速度)、96 km/h(超速20%)和120 km/h(超速50%)的車速沿著一般彎道的中心線行駛。行駛過程中，客車的橫擺角速度、側(cè)向偏移量和側(cè)向加速度隨行駛時間的變化見圖5(“+”表示向道路內(nèi)側(cè)，“-”表示向道路外側(cè))。從圖5可知，隨著超速程度的增加，客車的橫擺角速度、側(cè)向偏移量和側(cè)向加速度均越來越大，表明客車的橫向穩(wěn)定性越來越差。

圖5　一般彎道正常速度行駛和超速行駛的對比Fig.5　Comparison of bus traveling at normal speed with over-speeding on general curve

客車在入彎和出彎時的瞬態(tài)側(cè)向偏移量要顯著大于彎道穩(wěn)態(tài)行駛時的穩(wěn)態(tài)側(cè)向偏移量。正常速度行駛時，瞬態(tài)側(cè)向偏移量和穩(wěn)態(tài)側(cè)向偏移量分別約為0.18 m和0 m，客車基本沿著設(shè)定的軌跡行駛。隨著超速程度的增加，客車越來越不能按照設(shè)定的路徑行駛，越傾向于向道路外側(cè)偏移。當(dāng)超速程度達(dá)到50%時，瞬態(tài)側(cè)向偏移量和穩(wěn)態(tài)側(cè)向偏移量甚至分別達(dá)到了0.79 m和0.43 m，此時客車往往會因側(cè)向偏移量過大而出現(xiàn)駛?cè)雽ο蜍嚨阑蝰偝雎访娴那闆r。

正常速度行駛時，客車的側(cè)向加速度在0.2g左右(g=9.8 m/s2)，而當(dāng)超速程度達(dá)到50%時，側(cè)向加速度達(dá)到了0.43g，超過了失穩(wěn)極限側(cè)向加速度0.4g約7%。隨著超速程度的增加，客車的側(cè)向加速度越來越大，表明客車發(fā)生側(cè)翻的風(fēng)險度越來越高。

根據(jù)式(4)，通過仿真獲取客車前后6個輪胎的垂直載荷數(shù)據(jù)后，計算LTR值以評價客車發(fā)生側(cè)翻的風(fēng)險性，見圖6。正常速度行駛時，LTR基本保持在0.16左右，當(dāng)超速20%和50%時，LTR分別上升至0.28和0.45。隨著超速程度的增加，LTR值越趨向于1，客車的側(cè)翻穩(wěn)定性越趨向于降低，發(fā)生側(cè)翻的風(fēng)險度越高。

圖6　一般彎道正常速度行駛和超速行駛的側(cè)翻穩(wěn)定性對比Fig.6　Comparison of rollover stability of bus travelingat normal speed with over-speeding on general curve

3.3急彎道超速行駛仿真結(jié)果分析

在急彎道仿真試驗(yàn)中，彎道的設(shè)計速度為40 km/h，同樣設(shè)定客車分別以40 km/h(正常速度)、48 km/h(超速20%)和60 km/h(超速50%)的車速沿著急彎道的中心線行駛。行駛過程中，客車的橫擺角速度、側(cè)向偏移量和側(cè)向加速度隨行駛時間的變化見圖7。從圖7可知，類似于一般彎道，隨著超速程度的增加，客車的橫擺角速度、側(cè)向偏移量和側(cè)向加速度也均越來越大，表明客車的橫向穩(wěn)定性越來越差。

圖7　急彎道正常速度行駛和超速行駛的對比Fig.7　Comparison of bus traveling at normal speed with over-speeding on sharp curve

類似于一般彎道，客車在入彎和出彎時的瞬態(tài)側(cè)向偏移量要顯著大于彎道穩(wěn)態(tài)行駛時的穩(wěn)態(tài)側(cè)向偏移量。然而，由于彎道超高的存在，當(dāng)超速程度小于20%時，客車傾向于向道路內(nèi)側(cè)偏移。但從總體上看，同樣是隨著超速程度的增加，客車越傾向于向道路外側(cè)偏移。當(dāng)超速程度達(dá)到50%時，客車的瞬態(tài)側(cè)向偏移量達(dá)到了0.55 m。

正常速度行駛時，客車的側(cè)向加速度在0.2g左右。而當(dāng)超速程度達(dá)到50%時，側(cè)向加速度達(dá)到了0.5g，超過了失穩(wěn)極限側(cè)向加速度0.4g約20%。隨著超速程度的增加，客車的側(cè)向加速度同樣也越來越大，表明客車發(fā)生側(cè)翻的風(fēng)險度越來越高。

根據(jù)式(4)，通過仿真獲取客車前后6個輪胎的垂直載荷數(shù)據(jù)計算LTR值，以評價客車發(fā)生側(cè)翻的風(fēng)險性，見圖8。從圖8可知，未超速時，LTR基本保持在0.18左右，當(dāng)超速20%和50%時，LTR分別上升至0.31和0.56，表明隨著超速程度的增加，LTR值越趨向于1，客車的側(cè)翻穩(wěn)定性越趨向于降低，發(fā)生側(cè)翻的風(fēng)險度越高。

圖8　急彎道正常速度行駛和超速行駛的側(cè)翻穩(wěn)定性對比Fig.8　Comparison of rollover stability of bus traveling at normal speed with over-speeding on sharp curve

3.4仿真結(jié)果對比分析

由上述仿真結(jié)果可知，當(dāng)客車在平直路段行駛時，無論是正常速度行駛還是超速20%行駛，客車的橫擺角速度、側(cè)向偏移量、側(cè)向加速度及LTR值都基本為零。而當(dāng)客車在彎道路段行駛時，無論是一般彎道還是急彎道，客車的橫擺角速度、側(cè)向偏移量、側(cè)向加速度及LTR值都隨著超速程度的增加而增加。考慮到采用Trucksim軟件仿真時，高速行駛時駕駛員仍能握穩(wěn)轉(zhuǎn)向盤，因此，在平直路段超速行駛時，若能握穩(wěn)轉(zhuǎn)向盤，則對客車的橫向穩(wěn)定性影響不大；但若因未握穩(wěn)轉(zhuǎn)向盤而導(dǎo)致有瞬時轉(zhuǎn)動時，則極易造成客車失穩(wěn)。

客車在彎道行駛時，無論是在一般彎道還是在急彎道，超速程度與客車的側(cè)向偏移量呈正相關(guān)，與橫向穩(wěn)定性呈負(fù)相關(guān)。超速程度越高，客車越傾向于向道路外側(cè)偏移，同時LTR值越趨向于1，側(cè)翻風(fēng)險度越高。但在相同的超速程度下，急彎道行駛時的側(cè)向偏移量要略小于一般彎道，即在相同的超速程度下，客車在一般彎道超速行駛時更容易偏離正常行駛軌跡。同時，急彎道的側(cè)翻穩(wěn)定性要略低于一般彎道，即在相同的超速程度下，客車在急彎道超速行駛時更容易引發(fā)側(cè)翻事故。

4結(jié)論

本文基于動力學(xué)TruckSim仿真軟件，建立了國產(chǎn)某型6輪客車的動力學(xué)模型和道路模型。選用側(cè)向偏移量和輪胎載荷轉(zhuǎn)移率這兩個指標(biāo)，在平直路段、一般彎道和急彎道仿真工況下，通過改變行駛速度，研究了客車在彎道上以不同的超速程度行駛對橫向穩(wěn)定性的影響。

仿真結(jié)果表明，行駛速度對于彎道行駛安全性有著顯著的影響，降低行駛速度有助于提高客車彎道行駛的穩(wěn)定性。因此，駕駛員在行駛通過彎道時，應(yīng)盡量避免超速行駛，以免發(fā)生駛?cè)雽ο蜍嚨?、駛出路面或客車?cè)翻等交通事故。

參考文獻(xiàn)：

References:

[1]公安部交通管理局.中華人民共和國道路交通事故統(tǒng)計年報(2009年度)[R]. 無錫: 公安部交通管理科學(xué)研究所, 2009: 90-91.

Traffic Management Bureau of Ministry of Public Security. Statistical Yearbook of Road Traffic Accidents in the People’s Republic of China(2009) [R]. Wuxi: Traffic Management Research Institute of Ministry of Public Security, 2009:90-91.

[2]公安部交通管理局.中華人民共和國道路交通事故統(tǒng)計年報(2010年度)[R]. 無錫: 公安部交通管理科學(xué)研究所, 2010: 97-99.

Traffic Management Bureau of Ministry of Public Security. Statistical Yearbook of Road Traffic Accidents in the People’s Republic of China(2010) [R]. Wuxi: Traffic Management Research Institute of the Ministry of Public Security, 2010:97-99.

[3]公安部交通管理局.中華人民共和國道路交通事故統(tǒng)計年報(2011年度)[R]. 無錫:公安部交通管理科學(xué)研究所, 2011: 97-98.

Traffic Management Bureau of Ministry of Public Security. Statistical Yearbook of Road Traffic Accidents in the People’s Republic of China(2011) [R]. Wuxi: Traffic Management Research Institute of the Ministry of Public Security, 2011:97-98.

[4]公安部交通管理局.中華人民共和國道路交通事故統(tǒng)計年報(2012年度)[R]. 無錫:江蘇: 公安部交通管理科學(xué)研究所, 2012: 97-98.

Traffic Management Bureau of Ministry of Public Security. Statistical Yearbook of Road Traffic Accidents in the People’s Republic of China(2012) [R]. Wuxi: Traffic Management Research Institute of the Ministry of Public Security, 2012:97-98.

[5]公安部交通管理局.中華人民共和國道路交通事故統(tǒng)計年報(2013年度)[R]. 無錫:公安部交通管理科學(xué)研究所, 2013: 97-98.

Traffic Management Bureau of Ministry of Public Security. Statistical Yearbook of Road Traffic Accidents in the People’s Republic of China(2013) [R]. Wuxi: Traffic Management Research Institute of the Ministry of Public Security, 2013:97-98.

[6]薛惠娟, 鮑宇, 齊益強(qiáng). 機(jī)動車超速行駛交通事故的成因分析[J]. 黑龍江工程學(xué)院學(xué)報:自然科學(xué)版, 2007, 21(2):21-23.

XUE Hui-juan, BAO Yu, QI Yi-qiang. Research on Traffic Accident Causes of Motor Vehicle Over-speeding[J]. Journal of Heilongjiang Institute of Technology: Natural Science Edition, 2007, 21(2):21-23.

[7]薛俊, 胡燦, 覃正海. 汽車轉(zhuǎn)向側(cè)翻穩(wěn)定性分析[J]. 裝備制造技術(shù), 2013(7):12-14.

XUE Jun, HU Can, QIN Zheng-hai. Analysis of Vehicle’s Turning Rollover Stability [J]. Equipment Manufacturing Technology, 2013(7):12-14.

[8]王慧麗, 史忠科. 山區(qū)道路車輛側(cè)翻模型與安全分析[J]. 交通信息與安全, 2013, 31(3): 93-97.

WANG Hui-li, SHI Zhong-ke. Rollover Analysis for Vehicle on Mountain Roads [J]. Journal of Transport Information and Safety, 2013, 31(3):93-97.

[9]賀宜, 褚端峰, 吳超仲, 等. 路面附著條件對車輛橫向穩(wěn)定性影響的量化分析[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報:交通科學(xué)與工程版, 2014, 38(4):784-787.

HE Yi, CHU Duan-feng, WU Chao-zhong, et al. Quantitative Analysis of Influence on Vehicular Lateral Stability by Road Surface Condition [J]. Journal of Wuhan University of Technology: Transportation Science & Engineering Edition, 2014, 38(4):784-787.

[10]宋年秀, 蘇建, 王東杰, 等. 半掛汽車列車彎道行駛橫向穩(wěn)定性分析[J]. 公路交通科技, 2010, 27(2):133-137.

SONG Nian-xiu, SU Jian, WANG Dong-jie, et al. Analysis on Lateral Stability of Semi-trailer Train Running along a Curve[J]. Journal of Highway and Transportation Research and Development, 2010, 27(2):133-137.

[11]楊秀建, 李耀平, 熊堅(jiān). 半掛汽車列車橫向穩(wěn)定性與失穩(wěn)機(jī)理分析[J]. 汽車工程, 2011, 33(6):486-492.YANG Xiu-jian, LI Yao-ping, XIONG Jian. Analysis on the Lateral Stability and Instability Mechanism of Tractor-Semitrailer Combination[J]. Automotive Engineering, 2011, 33(6):486-492.

[12]HAC A, FULK D, CHEN H. Stability and Control Considerations of Vehicle-Trailer Combination[J]. SAE International Journal of Passenger Cars Mechanical Systems, 2009, 1(1):925-937.

[13]楊濤, 宋丹丹. 彎道路面車輛穩(wěn)定性的預(yù)測控制仿真[J]. 公路交通科技, 2012, 29(10):149-153.YANG Tao, SONG Dan-dan. Simulation of Predictive Control for Vehicle Yaw Stability on Curve[J]. Journal of Highway and Transportation Research and Development, 2012, 29(10):149-153.

[14]TARYOUNG C, KYONGSU Y. Design and Evaluation of Side Slip Angle Based Vehicle Stability Control Scheme on a Virtual Test Track[J]. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2006, 14(2):224-234.

[15]富子丞. 營運(yùn)客車側(cè)翻穩(wěn)定性及其控制算法研究[D]. 西安: 長安大學(xué), 2012.FU Zi-cheng. Research on Rollover Stability and Control Algorithm for Commercial Motor-vehiclest[D]. Xi’an: Chang’an University, 2012.

[16]余志生. 汽車?yán)碚?[M]. 5版. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2009.YU Zhi-sheng. Automobile Theory [M]. 5th ed. Beijing: China Machine Press, 2009.

[17]徐中明, 于海興, 伍小龍, 等. 車輛側(cè)翻指標(biāo)與側(cè)翻風(fēng)險因素分析[J]. 重慶大學(xué)學(xué)報, 2013, 36(3):25-31.XU Zhong-ming, YU Hai-xing, WU Xiao-long, et al. Analysis on Rollover Index and Rollover Risk Factors of Vehicles[J]. Journal of Chongqing University, 2013, 36(3):25-31.

[18]王超深. 公路彎道路段交通事故分析及安全對策研究[D].西安:長安大學(xué), 2010.WANG Chao-shen. Analysis of Traffic Accidents in Curve and Safety Countermeasures[D]. Xi’an: Chang’an University, 2010.

[19]何杰, 劉霞, 陳一鍇, 等. 惡劣天氣路面條件對行車安全的影響[J]. 交通運(yùn)輸工程學(xué)報, 2011, 11(1):58-63.HE Jie, LIU Xia, CHEN Yi-kai,et al. Influence of Road Condition on Running Safety in Atrocious Weather[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2011, 11(1):58-63.

Effect of Over-speeding on Lateral Stability of Bus Driving on Curve

WU Chu-na1, ZENG Cheng1, WANG Yi-ying2

(1. Research Institute of Highway, Ministry of Transport, Beijing 100088, China;2. School of Automobile, Chang’an University, Xi’an Shaanxi 710064, China)

Abstract：In order to study the effects of different over-speeding degrees on driving safety while bus driving on curve, by using Trucksim software and simulation method, selecting lateral offset and tire load transfer rate as the analysis indicators, the vehicle dynamics simulation test on bus driving on straight road, general curve and sharp curve under different over-speeding degrees are conducted, and the effects of different over-speeding degrees on lateral stability while bus driving on curve are quantitatively analyzed. The simulation result shows that (1) the over-speeding degrees of buses are negatively correlated with their lateral stability, either driving on general curve or sharp curve; (2) the higher the degree of over-speeding, the worse the lateral stability of bus, the more easy to cause accident; (3)under the same over-speeding degree, buses are more likely to deviate from the curve path and leave the road, or enter into the adjacent or oncoming driveway while driving on general curve, so it is easy to cause crash or collision accident, it is different from driving on sharp curve which is easier to cause rollover accident.

Key words：traffic engineering; lateral stability; TruckSim simulation; over-speeding; curve

收稿日期：2015-02-05

基金項(xiàng)目：交通運(yùn)輸部標(biāo)準(zhǔn)計量質(zhì)量研究項(xiàng)目(2013-419-223-170)；中央級公益性科研所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(2015-9032)

作者簡介：吳初娜(1985-)，女，浙江舟山人，博士.(cn.wu@rioh.cn)

doi:10.3969/j.issn.1002-0268.2016.06.017

中圖分類號：U461.6

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1002-0268(2016)06-0107-06