路橋過渡段平整度舒適性現(xiàn)場評價方法和仿真評價方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于道路使用性能檢測領域，具體設及一種路橋過渡段平整度舒適性現(xiàn)場 評價方法和仿真評價方法。
【背景技術】
[0002] 近幾年來，出行時的舒適、安全、經(jīng)濟越來越受到重視，從路面狀況的角度來看，影 響路面行駛質量的主要因素是路面平整度。不平整的路面一方面會增大行車阻力，造成行 車顛鑛、影響行車速度和安全、導致乘客疲勞和貨物的破損；另不平整路面處還會積滯雨 水，加速路面的破壞，影響道路的使用年限和養(yǎng)護周期。
[0003] 另外，涵洞、通道、橋梁等構造物在公路中所占比例越來越大，部分路段可能還會 出現(xiàn)沉陷、擁包等。該些特殊路段的不平整比正常路段的不平整大得多，主要引起車輛瞬態(tài) 振動，和正常路段的車輛振動明顯不同?，F(xiàn)有的各平整度評價指標均是針對正常路段，而且 各指標均是建立在對整個路段的不平整進行"平均"的基礎上，不適于評價該些特殊區(qū)域的 不平整。目前對路橋過渡段舒適性研究理論法仍停滯于半車車輛模型或者四分之一車輛模 型，該些車輛模型忽略了車輛橫向的傾覆與轉動，不能完整而準確地反映車輛的實際運動 規(guī)律。因此，W整車車輛及整車模型為基礎，提出合理的且適用于路橋過渡段不平度的評價 指標與方法，將具有很大的工程實際意義與理論意義。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種路橋過渡段平整度舒適性現(xiàn)場評價方 法和仿真評價方法。
[0005] 為了達到上述目的，一種路橋過渡段平整度舒適性現(xiàn)場評價方法，包括W下步 驟：
[0006] 步驟一；在試驗車里安裝垂直加速度傳感器、攝像頭、GI^S監(jiān)控器、數(shù)據(jù)采集儀及 數(shù)據(jù)儲存設備，攝像頭能夠監(jiān)測到車輛行駛范圍的車道寬度，垂直加速度傳感器、攝像頭和 GI^S監(jiān)控器的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)采集儀和數(shù)據(jù)儲存設備；
[0007] 步驟二：使試驗車W試驗車速通過路橋過渡段的測試區(qū)域，直到測試結束；
[000引步驟導出儲存的數(shù)據(jù)，對通過路橋過渡段測試區(qū)域的座椅加速度瞬態(tài)數(shù)據(jù)進 行處理，得出最大瞬態(tài)振動值MTW ;
[0009] 步驟四；根據(jù)最大瞬態(tài)振動值MTW的大小，可W得到乘客的舒適程度，進而對測 試的路橋過渡段平整度進行評價。
[0010] 所述步驟一中，將垂直加速度傳感器安裝在試驗車駕駛員座椅、副駕駛座椅及后 座左右座椅的表面。
[0011] 所述步驟S中，最大瞬態(tài)振動值MTW的公式為：
[0012]
【主權項】
1. 一種路橋過渡段平整度舒適性現(xiàn)場評價方法，其特征在于：包括以下步驟： 步驟一：在試驗車里安裝垂直加速度傳感器、攝像頭、GPS監(jiān)控器、數(shù)據(jù)采集儀及數(shù)據(jù) 儲存設備，攝像頭能夠監(jiān)測到車輛行駛范圍的車道寬度，垂直加速度傳感器、攝像頭和GPS監(jiān)控器的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)采集儀和數(shù)據(jù)儲存設備； 步驟二：使試驗車以試驗車速通過路橋過渡段的測試區(qū)域，直到測試結束； 步驟三：導出儲存的數(shù)據(jù)，對通過路橋過渡段測試區(qū)域的座椅加速度瞬態(tài)數(shù)據(jù)進行處 理，得出最大瞬態(tài)振動值MTW; 步驟四：根據(jù)最大瞬態(tài)振動值MTVV的大小，可以得到乘客的舒適程度，進而對測試的 路橋過渡段平整度進行評價。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種路橋過渡段平整度舒適性現(xiàn)場評價方法，其特征在于： 所述步驟一中，將垂直加速度傳感器安裝在試驗車駕駛員座椅、副駕駛座椅及后座左右座 椅的表面。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種路橋過渡段平整度舒適性現(xiàn)場評價方法，其特征在于： 所述步驟三中，最大瞬態(tài)振動值MTVV的公式為：
式中：aw(t)--瞬時頻率加權加速度幅值； T一一持續(xù)平均積分時間； t--積分變量時間； t〇瞬時時間。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種路橋過渡段平整度舒適性現(xiàn)場評價方法，其特征在于： 所述步驟四中，若最大瞬態(tài)振動值〈〇. 364,人的主觀感受為保持舒適； 若最大瞬態(tài)振動值為0. 364?0. 75,人的主觀感受為稍不舒適； 若最大瞬態(tài)振動值為0. 615?1. 50,人的主觀感受為有些不舒適； 若最大瞬態(tài)振動值為1. 373?2. 80,人的主觀感受為不舒適； 若最大瞬態(tài)振動值為>2. 645,人的主觀感受為很不舒適； 當計算得出的最大瞬態(tài)振動值的大小同時滿足兩種不同的舒適性感受時，綜合考慮路 橋過渡段平整度破壞及修復費用、安全性因素，選擇舒適性較差的級別。
5.-種路橋過渡段平整度舒適性仿真評價方法，其特征在于：包括以下步驟： 步驟一：利用動力學仿真軟件Carsim建立整車模型； 步驟二：采用達普勒斯縱斷面儀對路橋過渡段橋面及橋頭上、下行20m延伸路面采集 高程數(shù)據(jù)，并根據(jù)實測數(shù)據(jù)分別建立道路中心線高程信息、道路水平線線形信息和道路不 平度信息，將這三個信息和普勒斯縱斷面儀的數(shù)據(jù)組合在一起則完成路面的三維建模； 步驟三：通過Carsim軟件的傳感器定位功能界面確定加速度采集位置，設置數(shù)據(jù)采 集通道分別采集每個采集位置的垂直加速度，進而在仿真界面對仿真車速進行設定，進行 人-車-路相互作用模擬仿真； 步驟四：仿真結束輸出座椅垂直加速度數(shù)據(jù)，對每個座椅的垂直加速度數(shù)據(jù)進行處理， 得出最大瞬態(tài)振動值MTW; 步驟五：根據(jù)最大瞬態(tài)振動值MTVV的大小，可以得到乘客的舒適程度，進而對測試的 路橋過渡段平整度進行評價。
6. 根據(jù)權利要求5所述的一種路橋過渡段平整度舒適性仿真評價方法，其特征在于： 所述步驟一中，建立整車模型方法如下：首先選擇小汽車對應的軟件內部E-Class整車作 為建?；A模型，進而根據(jù)實際小汽車車體、輪胎、轉向系懸架制動系、傳動系和空氣動力 學系統(tǒng)的特性參數(shù)進行E-Class基礎模型參數(shù)的修改，確保基礎模型的各項性能特征與實 際使用車輛相符。
7. 根據(jù)權利要求5所述的一種路橋過渡段平整度舒適性仿真評價方法，其特征在于： 所述步驟二中，采用達普勒斯縱斷面儀對路橋過渡段高程進行數(shù)據(jù)采集時，將采集的位置 設在最外側行車道輪跡處，并沿路面表面縱向進行測點布設，測點布設范圍為沿伸縮縫向 搭板和橋梁方向各延伸20m，距離橋頭伸縮縫3m范圍內測點間距為50cm，其他范圍測點間 距為100cm。
8. 根據(jù)權利要求5所述的一種路橋過渡段平整度舒適性仿真評價方法，其特征在于： 所述步驟四中，最大瞬態(tài)振動值MTVV的公式為：
式中：aw(t)--瞬時頻率加權加速度幅值； T一一持續(xù)平均積分時間； t--積分變量時間； t〇 瞬時時間。
9. 根據(jù)權利要求5所述的一種路橋過渡段平整度舒適性仿真評價方法，其特征在于： 所述步驟五中，最大瞬態(tài)振動值分級標準是通過國內外大量路橋過渡段人體主觀感受現(xiàn)場 試驗與模擬試驗得出的，若加權加速度均方根植〈0. 364,人的主觀感受為保持舒適； 若最大瞬態(tài)振動值為0. 364?0. 75,人的主觀感受為稍不舒適； 若最大瞬態(tài)振動值為0. 615?1. 50,人的主觀感受為有些不舒適； 若最大瞬態(tài)振動值為1. 373?2. 80,人的主觀感受為不舒適； 若最大瞬態(tài)振動值為>2. 645,人的主觀感受為很不舒適； 當計算得出的最大瞬態(tài)振動值的大小同時滿足兩種不同的舒適性感受時，綜合考慮路 橋過渡段平整度破壞及修復費用、安全性因素，選擇舒適性較差的級別。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種路橋過渡段平整度舒適性現(xiàn)場評價方法和仿真評價方法，現(xiàn)場評價方法采用的數(shù)據(jù)采集儀可實時采集測試過程中的各種數(shù)據(jù)資料，如時間、試驗車速、各測點加速度數(shù)據(jù)、測試路段的經(jīng)度和緯度、測試車道的影像資料等；較為完整的數(shù)據(jù)資料有利于數(shù)據(jù)的選擇，為試驗路后續(xù)路用性能變化提供理論數(shù)據(jù)依據(jù)；仿真評價方法，建立的整車模型與實際車輛運動規(guī)律非常貼近，能較好模擬在道路不平度激勵下的運動特點；而且軟件模型在計算機上運行的速度比實時快3～6倍，能快速對試驗路平整度進行評價，該評價方法室外作業(yè)較少，受外界影響較小，能有效節(jié)約人力物力資源，免去試驗測試儀器安裝過程，使評價方法更為簡便，所需時間更短。
【IPC分類】G01M99-00
【公開號】CN104568483
【申請?zhí)枴緾N201410826517
【發(fā)明人】張洪亮, 蘇曼曼, 柳崇敏, 張永平, 呂建偉
【申請人】長安大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月25日