重型車輛道路安全問題及技術(shù)對策的探討

高永春

摘? 要：隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，道路運輸行業(yè)發(fā)展規(guī)模隨之?dāng)U大。小型貨車已無法滿足運載量的提升，越來越多的重型車輛出現(xiàn)在道路中。文章將對重型車輛道路安全問題展開論述，并提出一系列技術(shù)對策，提升重型車輛道路安全。旨在降低道路安全事故的發(fā)生，重視生命安全。

關(guān)鍵詞：重型;車輛;道路安全;技術(shù)對策;探討

中圖分類號：U492.8? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）07-0139-02

Abstract： With the development of national economy， the development scale of road transportation industry has expanded. Minivans have been unable to meet the capacity of the lift， more and more heavy vehicles appear in the road. This paper will discuss the road safety of heavy vehicles， and put forward a series of technical countermeasures to improve the road safety of heavy vehicles. The purpose of this paper is to reduce the occurrence of road safety accidents and attach importance to the safety of life.

Keywords： heavy duty; vehicle; road safety; technical countermeasure; discussion

前言

重型半掛車輛雖有效提升貨物運輸能力，但在一定程度上大大增加道路事故發(fā)生概率，增加對人們生命安全的威脅。故此，深入研究重型車輛道路安全問題，剖析問題實質(zhì)，具有針對性的提出解決對策。提出各種預(yù)警機(jī)制、變速技術(shù)等，提升重型車輛安全系數(shù)，降低事故發(fā)生率。

1 重型車輛安全問題概述

當(dāng)前，重型車輛道路安全問題主要表現(xiàn)在側(cè)翻、疲勞駕駛、車輛減速失效等方面。本文僅針對車輛側(cè)翻、以及疲勞駕駛兩方面加以分析。

1.1 疲勞駕駛

重型車輛的使用條件較為惡劣，我國大部門重型車輛運輸均來往于省際之間，長途路線較多。一方面，長時間的駕駛極易產(chǎn)生疲勞，加之個人利益，無法滿足三名司機(jī)循環(huán)駕駛的基本要求。另一方面，重型車輛變速器負(fù)載較大，檔位多，頻繁的換擋操作極易造成駕駛員疲勞。故此，變速器的研究更加重要。

1.2 側(cè)翻問題

當(dāng)前重型車輛道路安全問題中，側(cè)翻問題最為突出。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，中國重型車輛的銷售量每年高達(dá)200多萬輛，可謂是世界最高的國家。加之國家基礎(chǔ)建設(shè)的規(guī)模越加擴(kuò)大，礦山開采、材料運輸?shù)刃袠I(yè)需求的增加，重型車輛在運輸過程中的重要性尤為突出[1]。

重型車輛的重心高、裝載量較大，以及高寬比較大等特點，導(dǎo)致其極易發(fā)生側(cè)翻問題。尤其當(dāng)車輛遇到轉(zhuǎn)彎半徑小、車速快、躲避障礙物等特殊路況時，不具備小型車輛的靈敏性，進(jìn)而發(fā)生側(cè)翻事故。據(jù)美國交通研究所調(diào)查顯示，美國每年重型車輛發(fā)生側(cè)翻事故為平均5000多起，僅次于車輛碰撞事故。

可見，側(cè)翻問題較比其他道路安全事故更加具有研究價值，本文也將重點對側(cè)翻問題提出相關(guān)意見。

2 重型車輛道路安全問題對策的探討

2.1 利用自動變速器降低駕駛員疲勞程度

2.1.1 自動變速器特點與類型

AT被廣泛用于各種車輛上，是當(dāng)前自動變速器的重要組成部分。該種液力傳動自動變速器最初應(yīng)用在軍用車輛、工程車輛、以及公共汽車領(lǐng)域。液力變拒器通過改變轉(zhuǎn)矩實現(xiàn)變速，可實現(xiàn)自動變速，使車輛起步時更加平穩(wěn)，變速更加均勻。其中，減振作用有效降低動載與扭振，進(jìn)而增加傳動系的使用壽命。提升駕駛舒適性、安全系數(shù)，以及車輛增減速的平穩(wěn)性。距今，液力機(jī)械自動變速器已經(jīng)過60多年的發(fā)展，更加趨向成熟、可靠。

2.1.2 電控機(jī)械式

該種自動變速器在手動變速的基礎(chǔ)上，如裝微機(jī)控制其實現(xiàn)自動操作。取代原有駕駛員將離合器分離的方式，實現(xiàn)換擋自動化。電控機(jī)械式自動變速器，利用微機(jī)代替駕駛員大腦，并通過傳感器代替人體神經(jīng)，利用電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)取代人體手腳操作，完成變速目的。此種變速器的傳動效率更高，且成本相對較低，便于制造。同時，較比液壓自動變速器而言，控制參量較多，難度相對較大。當(dāng)前抵擋轎車、重型車輛以及商用車類型的使用較多。

2.1.3 無級變速

（1）金屬帶式

改種類型屬于摩擦式無極變速器，利用金屬帶、主從動帶輪配合來實現(xiàn)動力的傳遞。其中，V型槽的帶輪以及金屬帶是其關(guān)鍵部分，主動帶輪旋轉(zhuǎn)時，金屬帶便將扭矩傳遞給從動帶輪。該種變速方式的基本特點為：可實現(xiàn)動力的無極傳遞，具有較高經(jīng)濟(jì)型、穩(wěn)定性。但傳動扭矩的能力較低。

（2）牽引式

有摩擦變速機(jī)構(gòu)、加壓裝置以及調(diào)速控制三個部分組成。

2.1.4 應(yīng)用

當(dāng)前重型車輛變速器的發(fā)展方向為半自動或自動換擋。保證發(fā)動機(jī)正常驅(qū)動情況下，促使扭矩經(jīng)濟(jì)運行。有效降低駕駛員頻繁換擋的操作，提升駕駛舒適感。眾多歐美國家?guī)缀跞坎捎米詣幼兯倨鳎@其中AMT技術(shù)更是重型車輛自動變速器的發(fā)展方向。該技術(shù)取消了離合器踏板，僅通過油門來控制車輛加速與減速。但起步時需要與離合器合理配合，過快與過慢均不利于車輛的起步與前進(jìn)。因此，AMT技術(shù)中，應(yīng)深入研究離合器的最佳控制點，保證重型車輛起步、換擋質(zhì)量有所提升。

2.2 防側(cè)翻技術(shù)

2.2.1 研究現(xiàn)狀

側(cè)翻預(yù)警技術(shù)在國外的發(fā)展時間較長，早在1990年便已經(jīng)提出安全預(yù)警監(jiān)測算法。在車輛靜態(tài)轉(zhuǎn)向條件下，車輪剛剛離地時的加速度為限值，超過該預(yù)定限值時便發(fā)起預(yù)警。此后，所有的研究基本均圍繞LTR展開。并以其為判斷依據(jù)，分析有關(guān)的影響因素。在1987年時，Nalecz便設(shè)計了一種能量裝置，試驗表明，該種裝置能夠準(zhǔn)確的反映出路況信息，并進(jìn)行側(cè)翻報警。此后，眾多研究人員對側(cè)翻預(yù)警裝置進(jìn)行了研究，其中包括RSF評價指標(biāo)，TTR側(cè)翻時間預(yù)測算法，以及時間序列側(cè)翻預(yù)測算法等等。

我國對車輛側(cè)翻的研究時間較晚，2004年，貴州大學(xué)對車輛側(cè)翻進(jìn)行了研究。建立靜態(tài)側(cè)翻模型，并進(jìn)行了有關(guān)計算。2007年，南京航空航天大學(xué)對側(cè)翻預(yù)警控制進(jìn)行了計算，在TTR的基礎(chǔ)上，建立側(cè)翻預(yù)警模型，且具有一定效果。在此后的研究中，我國對重型車輛側(cè)翻的研究逐漸增多，且頗具成效。

2.2.2 側(cè)翻預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)

（1）HMM

隱馬爾可夫模型對側(cè)翻預(yù)警技術(shù)具有重要意義，其以概率隨機(jī)模型為基礎(chǔ)，具有較高的嚴(yán)謹(jǐn)性與計算性。利用隱藏的隨機(jī)觀察序列中存在時變特點，進(jìn)而處理有關(guān)隨機(jī)序列數(shù)據(jù)。尤其在智能交通的研究中，具有較大優(yōu)勢。

該技術(shù)的關(guān)鍵為：建立AR-HMM側(cè)翻預(yù)警模型以及算法，有效提升實時性與精確性。該技術(shù)屬于隨機(jī)過程的研究領(lǐng)域，因此應(yīng)進(jìn)一步確定其中隱含的未知參數(shù)，以及影響側(cè)翻的過程。

（2）車路協(xié)同側(cè)翻預(yù)警技術(shù)

交通系統(tǒng)十分復(fù)雜，其包含人、車、路三個重要因素。人的因素在道路交通事故中占據(jù)重要地位，車輛在操作過程中，車速根據(jù)駕駛員的經(jīng)驗來控制。當(dāng)進(jìn)入陌生路段時，駕駛員對路的熟悉程度較低，若無法控制車速，極易造成側(cè)翻事故。可見，車輛以及道路信息的融合十分重要。故此，智能交通成為預(yù)防重型車輛側(cè)翻預(yù)警技術(shù)的關(guān)鍵。增強(qiáng)車路系統(tǒng)控制，提升駕駛員對道路信息的提前預(yù)知能力，進(jìn)而降低道路安全問題發(fā)生的概率。

車路協(xié)同技術(shù)在無線通信、傳感探測等信息技術(shù)基礎(chǔ)上，提前獲取車輛信息、道路信息。利用車輛、道路實時交互的操作，實現(xiàn)車輛與道路基礎(chǔ)設(shè)施之間的配合，升級資源配置，達(dá)到安全的目的。

其中，在車輛上安裝路測射頻設(shè)備，對道路信息及時播報，并發(fā)送。利用車載單元獲取道路信息，經(jīng)過計算后將其轉(zhuǎn)化為車量速度的控制，以及與當(dāng)前車輛速度的對比與分析，向駕駛員提出預(yù)警。該信息中，應(yīng)包括信息的寫入、播發(fā)、獲取、計算、速度比較、預(yù)警等幾個模塊。而關(guān)鍵技術(shù)為，對已知車輛自身信息的獲取能力，以及車輛安全轉(zhuǎn)向速度的確定方法。還應(yīng)包括車輛自身重心高度、外形尺寸、道路各種信息的獲取，輪胎有關(guān)因素等等。

3 展望

重量大、重心高、體積大的重型車輛在行駛過程中較易發(fā)生側(cè)翻，是當(dāng)前重型車輛道路安全問題研究的重點。國內(nèi)外各學(xué)者對此做出大量的研究工作，但側(cè)翻問題仍舊居高不下，有待進(jìn)一步研究與認(rèn)證。本文僅對側(cè)翻問題進(jìn)行了機(jī)理研究，尚缺乏實踐操作。在未來的發(fā)展中，應(yīng)進(jìn)一步研究重型車輛的道路安全問題，不僅僅局限于側(cè)翻與駕駛員疲勞駕駛。還應(yīng)針對眾多類型，以及可能發(fā)生的安全隱患進(jìn)行分析。同時，應(yīng)進(jìn)一步提升互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的使用，提升先進(jìn)信息技術(shù)與車輛、道路的交互。尤其在側(cè)翻問題中，將外界因素與車輛自身因素相結(jié)合，才能使得研究成果更具實用性。加強(qiáng)車輛實際行駛過程中，道路實際狀況的研究。以及縮小仿真研究與車輛實際行駛狀況的差異。

4 結(jié)束語

綜上所述，重型半掛車輛雖有效提升貨物運輸能力，但在一定程度上大大增加道路事故發(fā)生概率，增加對人們生命安全的威脅。深入研究重型車輛道路安全問題，剖析問題實質(zhì)，具有針對性的提出解決對策。提出各種預(yù)警機(jī)制、變速技術(shù)等，提升重型車輛安全系數(shù)，降低事故發(fā)生率。重型車輛的道路安全問題中，側(cè)翻問題最為嚴(yán)重。本文針對駕駛員疲勞加減檔、駕駛，以及側(cè)翻問題進(jìn)行了闡述，并提出在重型車輛上安裝自動變速器的對策。針對側(cè)翻問題提出安裝道路測射裝備、分析側(cè)翻原因的方法。以此，降低重型車輛道路安全事故發(fā)生概率。

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