基于貨車制動重剎特性的長大縱坡危險路段識別方法技術

本發明專利技術涉及基于貨車制動重剎特性的長大縱坡危險路段識別方法，采集實驗數據；包括標載貨車行駛于待識別長大縱坡的實時制動踏板力及貨車與坡頂實時距離；根據實時制動踏板力確定重剎臨界值，從而確定重剎行為，確定累計重剎頻次；將每次重剎時間點對應的貨車與坡頂實時距離與累計重剎頻次對應形成數據點對，構建離散點圖；相鄰離散點連線的斜率為累計重剎頻次對貨車與坡頂實時距離的敏感度；構建敏感度累計頻率圖；敏感度累計頻率大于等于30%小于50%的路段為常規路段，敏感度累計頻率大于等于50%小于90%的路段為風險路段，敏感度累計頻率大于等于90%的路段為危險路段。從而實現根據制動踏板力來確定長大縱坡路段的風險等級。級。級。

【技術實現步驟摘要】
基于貨車制動重剎特性的長大縱坡危險路段識別方法


[0001]本專利技術屬于道路安全評估領域，具體涉及基于貨車制動重剎特性的長大縱坡危險路段識別方法。

技術介紹

[0002]受地形條件制約，山區高速公路普遍面臨長大縱坡設計決策需求。大量學者研究了貨車駕駛人在長大下坡路段的制動行為特性、眼動行為特性、生心理指標特性、貨車的制動鼓溫升及其與道路線形的關系。為長大縱坡路段的設計提供了理論基礎。
[0003]而在之前的研究中，對制動行為特性的研究多集中于制動行為所反映的駕駛員駕駛負荷程度。駕駛人在陡坡路段行駛時，由于重力作用其運行速度會發生顯著變化，而重載貨車變化更甚。駕駛人為將車速維持在期望速度附近，需要不斷踩踏制動踏板，而其踩踏的力度與其所處線形、減速的緊急程度等有關。如何根據踩踏制動踏板力度來反映道路線性的危險等級是本專利技術要解決的問題。

技術實現思路

[0004]本專利技術的目的是針對現有技術中對制動行為特性的研究多集中于制動行為所反映的駕駛員駕駛負荷程度的問題，提出一種基于貨車制動重剎特性的長大縱坡危險路段識別方法，從而實現根據制動踏板力來確定長大縱坡路段的風險等級。
[0005]本專利技術提供一種基于貨車制動重剎特性的長大縱坡危險路段識別方法，包括以下步驟：步驟1：采集實驗數據；所述實驗數據包括貨車行駛于待識別長大縱坡的實時制動踏板力及貨車與坡頂實時距離；步驟2：根據實時制動踏板力確定重剎臨界值，根據重剎臨界值確定重剎行為，從而確定累計重剎頻次；步驟3：將每次重剎行為對應的貨車與坡頂實時距離與累計重剎頻次對應形成數據點對，構建離散點圖；相鄰離散點連線的斜率為累計重剎頻次對貨車與坡頂實時距離的敏感度；并構建敏感度累計頻率圖；步驟4：敏感度累計頻率大于等于30%小于50%對應的路段為常規路段，敏感度累計頻率大于等于50%小于90%對應的路段為風險路段，敏感度累計頻率大于等于90%對應的路段為危險路段。
[0006]在一個實時例中，所述步驟2中，根據實時制動踏板力構建制動踏板力累計頻率分布圖，累計頻率區間為90%～95%對應的實時制動踏板力均值為重剎臨界值。
[0007]在一個實時例中，所述步驟2中，根據實時制動踏板力確定制動踏板力累計頻次，并對制動踏板力累計頻次進行擬合，選取一階導數下降后的趨勢變化點作為重剎臨界值，擬合公式如下：
其中，表示制動踏板力累計頻次，表示預設的制動踏板力累計頻次初始值；為常數；表示實時制動踏板力，表示預設的初始制動踏板力，為常數。
[0008]在一個實時例中，還包括以下步驟：步驟5：計算相鄰兩次重剎行為之間的重剎間隔時間；計算待識別長大縱坡的重剎間隔時間平均值，重剎間隔時間小于平均值的路段為重剎高頻路段。
[0009]本專利技術的有益效果在于，本專利技術分析駕駛人的制動行為，通過制動踏板力幅值的分布特性，確定重剎頻次，構建貨車與坡頂實時距離與累計重剎頻次的離散點圖，引入累計重剎頻次對貨車與坡頂實時距離的敏感度概念，并根據敏感度篩選出該長大下坡的風險路段。同時，還根據重剎行為間隔時間來確定長大縱坡的重剎高頻路段。
附圖說明
[0010]圖1(A)為本專利技術實施例1標載1制動踏板力累計頻率分布圖。
[0011]圖1(B)為本專利技術實施例1標載2制動踏板力累計頻率分布圖。
[0012]圖1(C)為本專利技術實施例1標載3制動踏板力累計頻率分布圖。
[0013]圖2為本專利技術實施例1標載工況擬合函數一階導數圖。
[0014]圖3(A)為本專利技術實施例1中制動踏板力與縱坡坡度散點圖。
[0015]圖3(B)為本專利技術實施例1中重剎頻率與縱坡坡度散點圖。
[0016]圖3(C)為本專利技術實施例1中制動踏板力與坡頂距離散點圖。
[0017]圖3(D)為本專利技術實施例1中重剎頻次與坡頂距離散點圖。
[0018]圖4為本專利技術實施例1累計重剎頻次與坡頂距離散點圖。
[0019]圖5為本專利技術實施例1敏感度累計頻率圖。
[0020]圖6位本專利技術實施例2重剎行為間隔時間柱狀圖。
具體實施方式
[0021]下面結合實施例，詳細描述本專利技術的技術方案。
[0022]實施例1為確保數據以及實驗的準確性，本例分別以貨車在3種標載工況下行駛于G350映秀至耿達段長度約18km的長大縱坡路段為例。該路段樁號如表1所示。
[0023]表1 長大下坡路段縱坡一覽表
分別采集3種標載工況下貨車在上述長大縱坡路上行駛時的實時制動踏板力數據，以及貨車與坡頂的實時距離（以下簡稱坡頂距離）。對標載工況下實時制動踏板力數據進行制動踏板力累計頻率分布分析，具體如圖1所示, 其中，（A）為標載1制動踏板力累計頻率分布圖；(B)為標載2制動踏板力累計頻率分布圖；(C)為標載3制動踏板力累計頻率分布圖。可見，制動踏板力主要集中在12N～30N，其中最高頻次的制動踏板力為20N～24N，表明通常情況下駕駛人不會猛然踩剎車，而是當運行速度大于期望速度時將踏板力保持在適當的幅度，以實現速度均勻的下降。而當制動踏板力大于某個值時便可以認為此處的行車環境讓駕駛人不得不在短時間內將運行速度降低，即駕駛人在持續制動時，踏板力隨其制動的緊急程度而變化。基于此，便可用“重剎臨界值”，來確定行駛過程中的重剎行為。將制動踏板力每歸零一次定義為一次制動行為，每次制動行為中制動踏板力最大值高于重剎臨界值，則表示該次制動行為即為重剎行為。所述重剎臨界值可根據實驗人員經驗進行人為設置，這是本領域技術人員公知常識,本例不再贅述。但本例提出另外兩種方式來確定重剎臨界值。
[0024]第一種，選擇根據實驗數據進行計算確定重剎臨界值。本例選取累計頻率區間為90%～95%的制動踏板力平均取值（32N）作為
?“
重剎臨界值”。根據實驗結果可知，根據此方法確定的重剎臨界值是準確有效的。
[0025]第二種，根據實時制動踏板力數據確定制動踏板力累計頻次，并對制動踏板力累計頻次進行擬合，選取一階導數下降后的趨勢變化點作為重剎臨界值，擬合公式如下：
該函數為進行踏板力累計頻率曲線擬合時選擇的GaussAmp函數，使用該函數擬合的曲線與原累計頻率曲線重合度及擬合優度較高。表示制動踏板力累計頻次，表示預設的制動踏板力累計頻次初始值；為常數；表示實時制動踏板力，表示預設的初始制動踏板力，為常數。其中擬合參數如表2所示：擬合結果如圖2所示，3種標載工況擬合函數的一階導數的變化趨勢較為一致，在進入下降趨勢后均于32N處作為趨勢變化點開始再次變緩，故本例將32N作為標載工況的重剎臨界值確定重剎頻次，以對道路安全進行危險評估。
[0026]采用重剎頻率及制動踏板力最大值分別作為代表值，兩兩構成數據點對。并根據數據點對繪制標載工況的制動踏板力、縱坡坡度散點圖。其中重剎頻率代表重剎頻次與坡長的比值。如圖3所示，其中，(A)為制動踏板力
?
縱坡坡度散點圖；(B)為重剎頻率
?
縱坡坡度散點圖；(C)為制動踏本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.基于貨車制動重剎特性的長大縱坡危險路段識別方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1：采集實驗數據；所述實驗數據包括貨車行駛于待識別長大縱坡的實時制動踏板力及貨車與坡頂實時距離；步驟2：根據實時制動踏板力確定重剎臨界值，根據重剎臨界值確定重剎行為，從而確定累計重剎頻次；步驟3：將每次重剎行為對應的貨車與坡頂實時距離與累計重剎頻次對應形成數據點對，構建離散點圖；相鄰離散點連線的斜率為累計重剎頻次對貨車與坡頂實時距離的敏感度；并構建敏感度累計頻率圖；步驟4：敏感度累計頻率大于等于30%小于50%對應的路段為常規路段，敏感度累計頻率大于等于50%小于90%對應的路段為風險路段，敏感度累計頻率大于等于90%對應的路段為危險路段。2.根據權利要求1所述的基于貨車制動重剎特性的長大縱坡危險路段識別方法，其特征在于，所述步驟2中...

【專利技術屬性】
技術研發人員：何云勇，高建平，楊昌鳳，何恩懷，張琪，伍毅，路暢，
申請(專利權)人：重慶交通大學，
類型：發明
國別省市：