CN104568483B - 路桥过渡段平整度舒适性现场评价方法和仿真评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种路桥过渡段平整度舒适性现场评价方法和仿真评价方法，现场评价方法采用的数据采集仪可实时采集测试过程中的各种数据资料，如时间、试验车速、各测点加速度数据、测试路段的经度和纬度、测试车道的影像资料等；较为完整的数据资料有利于数据的选择，为试验路后续路用性能变化提供理论数据依据；仿真评价方法，建立的整车模型与实际车辆运动规律非常贴近，能较好模拟在道路不平度激励下的运动特点；而且软件模型在计算机上运行的速度比实时快3～6倍，能快速对试验路平整度进行评价，该评价方法室外作业较少，受外界影响较小，能有效节约人力物力资源，免去试验测试仪器安装过程，使评价方法更为简便，所需时间更短。
Description
技术领域
本发明属于道路使用性能检测领域，具体涉及一种路桥过渡段平整度舒适性现场评价方法和仿真评价方法。
背景技术
近几年来，出行时的舒适、安全、经济越来越受到重视，从路面状况的角度来看，影响路面行驶质量的主要因素是路面平整度。不平整的路面一方面会增大行车阻力，造成行车颠簸、影响行车速度和安全、导致乘客疲劳和货物的破损；另不平整路面处还会积滞雨水，加速路面的破坏，影响道路的使用年限和养护周期。
另外，涵洞、通道、桥梁等构造物在公路中所占比例越来越大，部分路段可能还会出现沉陷、拥包等。这些特殊路段的不平整比正常路段的不平整大得多，主要引起车辆瞬态振动，和正常路段的车辆振动明显不同。现有的各平整度评价指标均是针对正常路段，而且各指标均是建立在对整个路段的不平整进行“平均”的基础上，不适于评价这些特殊区域的不平整。目前对路桥过渡段舒适性研究理论法仍停滞于半车车辆模型或者四分之一车辆模型，这些车辆模型忽略了车辆横向的倾覆与转动，不能完整而准确地反映车辆的实际运动规律。因此，以整车车辆及整车模型为基础，提出合理的且适用于路桥过渡段不平度的评价指标与方法，将具有很大的工程实际意义与理论意义。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种路桥过渡段平整度舒适性现场评价方法和仿真评价方法。
为了达到上述目的，一种路桥过渡段平整度舒适性现场评价方法，包括以下步骤：
步骤一：在试验车里安装垂直加速度传感器、摄像头、GPS监控器、数据采集仪及数据储存设备，摄像头能够监测到车辆行驶范围的车道宽度，垂直加速度传感器、摄像头和GPS监控器的数据传输给数据采集仪和数据储存设备；
步骤二：使试验车以试验车速通过路桥过渡段的测试区域，直到测试结束；
步骤三：导出储存的数据，对通过路桥过渡段测试区域的座椅加速度瞬态数据进行处理，得出最大瞬态振动值MTVV；
步骤四：根据最大瞬态振动值MTVV的大小，可以得到乘客的舒适程度，进而对测试的路桥过渡段平整度进行评价。
所述步骤一中，将垂直加速度传感器安装在试验车驾驶员座椅、副驾驶座椅及后座左右座椅的表面。
所述步骤三中，最大瞬态振动值MTVV的公式为：
式中：aw(t)——瞬时频率加权加速度幅值；
τ——持续平均积分时间；
t——积分变量时间；
t0——瞬时时间。
所述步骤四中，若最大瞬态振动值<0.364，人的主观感受为保持舒适；
若最大瞬态振动值为0.364～0.75，人的主观感受为稍不舒适；
若最大瞬态振动值为0.615～1.50，人的主观感受为有些不舒适；
若最大瞬态振动值为1.373～2.80，人的主观感受为不舒适；
若最大瞬态振动值为>2.645，人的主观感受为很不舒适。
一种路桥过渡段平整度舒适性仿真评价方法，包括以下步骤：
步骤一：利用动力学仿真软件Carsim建立整车模型；
步骤二：采用达普勒斯纵断面仪对路桥过渡段高程进行数据采集，采用精密水准仪对实测路桥过渡段纵断面高程信息采集，并根据实测数据分别建立道路中心线高程信息、道路水平线线形信息和道路不平度信息，将这三个信息和普勒斯纵断面仪的数据组合在一起则完成路面的三维建模；
步骤三：通过Carsim软件的传感器定位功能界面确定加速度采集位置，设置数据采集通道分别采集每个采集位置的垂直加速度，进而在仿真界面对仿真车速进行设定，进行人-车-路相互作用模拟仿真；
步骤四：仿真结束输出座椅垂直加速度数据，对每个座椅的垂直加速度数据进行处理，得出最大瞬态振动值MTVV；
步骤五：根据最大瞬态振动值MTVV的大小，可以得到乘客的舒适程度，进而对测试的路桥过渡段平整度进行评价。
所述步骤一中，建立整车模型方法如下：首先选择小汽车对应的软件内部E-Class整车作为建模基础模型，进而根据实际小汽车车体、轮胎、转向系悬架制动系、传动系和空气动力学系统的特性参数进行E-Class基础模型参数的修改，确保基础模型的各项性能特征与实际使用车辆相符。
所述步骤二中，采用达普勒斯纵断面仪对路桥过渡段高程进行数据采集时，将采集的位置设在最外侧行车道轮迹处，并沿路面表面纵向进行测点布设，测点布设范围为沿伸缩缝向搭板和桥梁方向各延伸20m，距离桥头伸缩缝3m范围内测点间距为50cm，其他范围测点间距为100cm。
所述步骤四中，最大瞬态振动值MTVV的公式为：
式中：aw(t)——瞬时频率加权加速度幅值；
τ——持续平均积分时间；
t——积分变量时间；
t0——瞬时时间。
所述步骤五中，若最大瞬态振动值<0.364，人的主观感受为保持舒适；
若最大瞬态振动值为0.364～0.75，人的主观感受为稍不舒适；
若最大瞬态振动值为0.615～1.50，人的主观感受为有些不舒适；
若最大瞬态振动值为1.373～2.80，人的主观感受为不舒适；
若最大瞬态振动值为>2.645，人的主观感受为很不舒适。
与现有技术相比，一种路桥过渡段平整度舒适性现场评价方法，采用的数据采集仪可实时采集测试过程中的各种数据资料，如时间、试验车速、各测点加速度数据、测试路段的经度和纬度、测试车道的影像资料等，数据采集仪中较为完整的数据资料有利于数据的选择，为试验路后续路用性能变化提供理论数据依据，试验车驶过测试桥头，不需要封闭交通，且对交通干扰较小。
进一步的，本发明的垂直加速度传感器几乎覆盖小汽车所有乘坐位置，可合理评价各个乘坐位置的舒适性。
一种路桥过渡段平整度舒适性仿真评价方法，建立的整车模型与实际车辆运动规律非常贴近，能较好模拟在道路不平度激励下的运动特点；而且软件模型在计算机上运行的速度比实时快3～6倍，能快速对试验路平整度进行评价，该评价方法室外作业较少，受外界影响较小，能有效节约人力物力资源，免去试验测试仪器安装过程，使评价方法更为简便，所需时间更短；该仿真评价方法免去试验测试仪器安装过程，使评价方法更为简便，所需时间更短。
具体实施方式
下面对本发明做进一步说明。
一种路桥过渡段平整度舒适性现场评价方法是通过安装试验仪器，对试验路进行加速度数据采集，具体实施步骤如下：
步骤一：选择某一常用小汽车作为标准试验车，本发明在实际实施过程中采用的小汽车为桑塔纳3000小汽车作为标准车。在小汽车驾驶员座椅、副驾驶座椅及后座左右座椅表面安装垂向加速度传感器；在小汽车车内安装摄像头，确保摄像头能监测到车辆行驶范围的车道宽度；在小汽车车顶外部安装信号放大器，与信号放大器连接的GPS可由测试人员手持以方便实时监控试验车行驶车速；将数据采集与储存设备16通道数据采集仪置于后座适当位置，并与各加速度传感器、高速摄像头、GPS及数据储存设备连接；将供电电瓶置于小汽车地板适当位置，并与其他设备相连；
步骤二：启动车辆并保持静止状态，开启16通道数据采集仪，调试车速、各测点加速度、摄像头等通道，查看是否正常；若测试设备正常则以路桥过渡段所在道路的设计车速通过桥头，该步骤需要注意的是在试验过程中尽量保持恒定车速，避免变化车道；
步骤三：测试结束，保存测试数据，关闭各设备；将存储的数据利用DEWEsoft软件打开并导出测试原始数据，选择通过路桥过渡段上下行的瞬间加速度数据并计算座椅最大瞬态振动值MTVV；
最大瞬态振动值MTVV的公式为：
式中：aw(t)——瞬时频率加权加速度幅值；
τ——持续平均积分时间；
t——积分变量时间；
t0——瞬时时间；
步骤四：根据座椅最大瞬态振动值MTVV大小，进而对测试路段的平整度进行评价，最大瞬态振动值分级标准是通过国内外大量路桥过渡段人体主观感受现场试验与模拟试验得出的，若最大瞬态振动值<0.364，人的主观感受为保持舒适；
若最大瞬态振动值为0.364～0.75，人的主观感受为稍不舒适；
若最大瞬态振动值为0.615～1.50，人的主观感受为有些不舒适；
若最大瞬态振动值为1.373～2.80，人的主观感受为不舒适；
若最大瞬态振动值为>2.645，人的主观感受为很不舒适。
当最大瞬态振动值>1.373时，路桥过渡段平整度使用舒适性受到不可忽视的影响，需要对该桥头进行修复。
一种路桥过渡段平整度舒适性仿真评价方法是通过建立整车车辆模型、道路模型，并进行仿真模拟人—车—路相互作用，采集座椅垂向加速度数据。具体实施步骤如下：
步骤一：以桑塔纳3000作为标准试验车，利用动力学仿真软件Carsim建立整车模型，建模方法如下：首先选择小汽车对应的软件内部E-Class整车作为建模基础模型，进而根据实际小汽车车体、轮胎、转向系悬架制动系、传动系和空气动力学等七大子系统的特性参数进行E-Class基础模型参数的修改，确保基础模型的各项性能特征与实际使用车辆相符；
步骤二：采用达普勒斯纵断面仪对路桥过渡段高程进行数据采集，将采集的位置设在最外侧行车道轮迹处，并沿路面表面纵向进行测点布设，测点布设范围为沿伸缩缝向搭板和桥梁方向各延伸20m，距离桥头伸缩缝3m范围内测点间距为50cm，其他范围测点间距为100cm，根据实测数据利用Carsim软件建立道路中心线高程信息、道路水平线线形信息和道路不平度信息，将这三个文件和达普勒斯纵断面仪采集的数据组合在一起则完成路桥过渡段路面的三维建模；
步骤三：通过Carsim软件的的传感器定位功能界面设定加速度采集位置，采集位置设定于驾驶人、副驾驶、后排左右座椅；在Carsim软件中仿真界面设定采集通道分别采集每个测点的垂向加速度；根据试验路的设计车速对仿真车速进行设定；调出建立的路面模型即可进行人—车—路相互作用模拟仿真；
步骤四：仿真结束输出各座椅垂向加速度数据，选择通过路桥过渡段上、下行的瞬间加速度数据并计算座椅最大瞬态振动值MTVV；
最大瞬态振动值MTVV的公式为：
式中：aw(t)——瞬时频率加权加速度幅值；
τ——持续平均积分时间；
t——积分变量时间；
t0——瞬时时间；
步骤五：根据最大瞬态振动值MTVV的大小，可以得到乘客的舒适程度，进而对试验路平整度进行舒适性评价；最大瞬态振动值分级标准是通过国内外大量路桥过渡段人体主观感受现场试验与模拟试验得出的；
若最大瞬态振动值<0.364，人的主观感受为保持舒适；
若最大瞬态振动值为0.364～0.75，人的主观感受为稍不舒适；
若最大瞬态振动值为0.615～1.50，人的主观感受为有些不舒适；
若最大瞬态振动值为1.373～2.80，人的主观感受为不舒适；
若最大瞬态振动值为>2.645，人的主观感受为很不舒适。
当最大瞬态振动值>1.373时，路桥过渡段平整度使用舒适性受到不可忽视的影响，需要对该桥头进行修复。
本发明适用于道路与涵洞、通道、桥梁等构造物连接路段的平整度舒适性评价，本发明以最大瞬态振动值MTVV作为平整度舒适性评价指标，提供了一种路桥过渡段平整度舒适性现场评价方法和仿真评价方法。一种路桥过渡段平整度舒适性现场评价方法是采用某种标准试验小汽车，安装测试监控设备、数据采集设备、数据存储设备等器材并进行座椅加速度数据采集，计算座椅最大瞬态振动值并对舒适性进行评价。一种路桥过渡段平整度舒适性仿真评价方法是通过采用动力学仿真软件建立整车模型和道路模型，对人—车—路相互作用进行仿真，采集座椅加速度仿真数据，计算座椅最大瞬态振动值并对舒适性进行评价。本发明实施简便、快捷，且对运行路段交通干扰较小，能有效评价路桥过渡段平整度舒适性。根据路桥过渡段平整度舒适性测试结果可对路桥过渡段是否需要修复进行判断。
Claims (5)
1.一种路桥过渡段平整度舒适性仿真评价方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：利用动力学仿真软件Carsim建立整车模型；
步骤二：采用达普勒斯纵断面仪对路桥过渡段桥面及桥头上、下行20m延伸路面采集高程数据，并根据实测数据分别建立道路中心线高程信息、道路水平线线形信息和道路不平度信息，将这三个信息和普勒斯纵断面仪的数据组合在一起则完成路面的三维建模；
步骤三：通过Carsim软件的传感器定位功能界面确定加速度采集位置，设置数据采集通道分别采集每个采集位置的垂直加速度，进而在仿真界面对仿真车速进行设定，进行人-车-路相互作用模拟仿真；
步骤四：仿真结束输出座椅垂直加速度数据，对每个座椅的垂直加速度数据进行处理，得出最大瞬态振动值MTVV；
步骤五：根据最大瞬态振动值MTVV的大小，可以得到乘客的舒适程度，进而对测试的路桥过渡段平整度进行评价。
2.根据权利要求1所述的一种路桥过渡段平整度舒适性仿真评价方法，其特征在于：所述步骤一中，建立整车模型方法如下：首先选择小汽车对应的软件内部E-Class整车作为建模基础模型，进而根据实际小汽车车体、轮胎、转向系悬架制动系、传动系和空气动力学系统的特性参数进行E-Class基础模型参数的修改，确保基础模型的各项性能特征与实际使用车辆相符。
3.根据权利要求1所述的一种路桥过渡段平整度舒适性仿真评价方法，其特征在于：所述步骤二中，采用达普勒斯纵断面仪对路桥过渡段高程进行数据采集时，将采集的位置设在最外侧行车道轮迹处，并沿路面表面纵向进行测点布设，测点布设范围为沿伸缩缝向搭板和桥梁方向各延伸20m，距离桥头伸缩缝3m范围内测点间距为50cm，其他范围测点间距为100cm。
4.根据权利要求1所述的一种路桥过渡段平整度舒适性仿真评价方法，其特征在于：所述步骤四中，最大瞬态振动值MTVV的公式为：
式中：aw(t)——瞬时频率加权加速度幅值；
τ——持续平均积分时间；
t——积分变量时间；
t0——瞬时时间。
5.根据权利要求1所述的一种路桥过渡段平整度舒适性仿真评价方法，其特征在于：所述步骤五中，最大瞬态振动值分级标准是通过国内外大量路桥过渡段人体主观感受现场试验与模拟试验得出的，若加权加速度均方根植<0.364，人的主观感受为保持舒适；
若最大瞬态振动值为0.364～0.75，人的主观感受为稍不舒适；
若最大瞬态振动值为0.615～1.50，人的主观感受为有些不舒适；
若最大瞬态振动值为1.373～2.80，人的主观感受为不舒适；
若最大瞬态振动值为>2.645，人的主观感受为很不舒适；
当计算得出的最大瞬态振动值的大小同时满足两种不同的舒适性感受时，综合考虑路桥过渡段平整度破坏及修复费用、安全性因素，选择舒适性较差的级别。
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Families Citing this family (7)
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|---|---|---|---|---|
| CN106372803A (zh) * | 2016-09-07 | 2017-02-01 | 华侨大学 | 一种爆破振动舒适性的简易评价方法 |
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| CN115795943B (zh) * | 2022-11-10 | 2023-06-13 | 哈尔滨工业大学 | 一种公路桥梁行车舒适性精细化评价方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU966136A1 (ru) * | 1981-04-30 | 1982-10-15 | Государственный Всесоюзный Дорожный Научно-Исследовательский Институт (Союздорнии) | Устройство дл измерени неровностей дорожного покрыти |
| US5393167A (en) * | 1990-11-14 | 1995-02-28 | Niigata Engineering Co., Ltd. | Method for controlling the thickness of pavement and setting the conditions for automatic control of the leveling machine |
| CN2687672Y (zh) * | 2003-08-13 | 2005-03-23 | 沈阳工业学院 | 一种路面裂度自动检测装置 |
| CN101441672A (zh) * | 2007-11-19 | 2009-05-27 | 上海通用汽车有限公司 | 一种缓和曲线路段的设计方法 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU966136A1 (ru) * | 1981-04-30 | 1982-10-15 | Государственный Всесоюзный Дорожный Научно-Исследовательский Институт (Союздорнии) | Устройство дл измерени неровностей дорожного покрыти |
| US5393167A (en) * | 1990-11-14 | 1995-02-28 | Niigata Engineering Co., Ltd. | Method for controlling the thickness of pavement and setting the conditions for automatic control of the leveling machine |
| CN2687672Y (zh) * | 2003-08-13 | 2005-03-23 | 沈阳工业学院 | 一种路面裂度自动检测装置 |
| CN101441672A (zh) * | 2007-11-19 | 2009-05-27 | 上海通用汽车有限公司 | 一种缓和曲线路段的设计方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 路桥过渡段上车内人体舒适性评价方法;郑木莲 等;《长安大学学报》;20120331;第32卷(第2期);第1-6页 * |
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