автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Разработка блока предотвращения попутных столкновений автомобилей на режимах торможения двигателем

Введение

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Влияние режима торможения двигателем на показатели безопасности и экологичности транспортного процесса

12. Анализ бортовых систем обеспечения безопасности движения в транспортном потоке

13. Анализ систем сигнализации режимов торможения

1.4. Цель и задачи исследования

Глава 2. Теоретические предпосылки разработки системы сигнализации торможения двигателем

2.1. Обоснование критериев рациональной сигнализации торможения двигателем

2.1.1. Теоретическое обоснование вероятности движения в условиях нарушенной дистанции безопасности как критерия

2.1.2. Обоснование вероятцости-ОШибок водителя как критерия эффективности сигнализации '

2.1.3. Обоснование критериев, отражающих изменение удобства движения, расхода топлива и токсичности отработавших газов в зависимости от изменения неравномерности движения автомобилей

2.2. Математическая модель влияния режима сигнализации торможения двигателем на опасность попутных столкновений

2.2.1. Математическая модель системы «Дорожно-транспортная ситуация»

2.2.2. Математическая модель подсистемы «Водитель-автомобиль-дорога»

2.2.3. Формирование времени реакции водителя

2.3. Алгоритмическое и программное обеспечение теоретических исследований закономерностей формирования оптимальных режимов сигнализации

2.4. Анализ результатов моделирования влияния комплекса факторов на эффективность режимов сигнализации

2.4.1. Зависимость вероятности движения в условиях нарушенной дистанции безопасности от различных факторов

2.4.2. Зависимость вероятности ошибок водителя ведомого автомобиля от порога сигнализации торможения двигателем

2.4.3 Зависимость критериев, характеризующих неравномерность движения последующих автомобилей от различных факторов

2.4.4. Поиск оптимальных режимов сигнализации торможения двигателем

Глава 3. Экспериментальные исследования

3.1. Общая методика экспериментальных исследований

3.2. Аппаратурное обеспечение и результаты экспериментальных исследований вероятностных характеристик торможения двигателем

3.3. Аппаратурное обеспечение экспериментальных исследований эффективности оптимальных режимов сигнализации

3.4. Анализ результатов экспериментальных исследований

Глава 4. Реализация результатов исследований

4.1. Разработка устройства сигнализации торможения двигателем для автомобилей без контроллера

4.2. Разработка алгоритма программы, являющейся частью общего программного обеспечения бортового компьютера автомобиля, управляющей сигналами торможения

Выводы и результаты

ошибок водителей, повысилась топливная экономичность и экологичность транспортного потока.

0,14 . 0,98 i / км км /Г 2

0,10 0,58 5 л 4

0,08 0,38

0,06 0,18

О 0,4 0,8 аа,м/сл 1,6 О 0,4 0,8 аа,м/с 1,6

Рис. 1.3. Зависимости расхода топлива автомобиля от среднего квадратичного отклонения ускорения: 1 - ГАЗ-24; 2 - ВАЗ-2101; 3 - ЗИЛ-130; 4 - ГАЗ-53; 5 - приведенный грузовой автомобиль с дизельным двигателем

Выводы и результаты

1. Решена научная и практическая задача разработки устройства для предот-враш;ения попутных столкновений на режимах торможения двигателем, реализующего оптимальные режимы световой сигнализации об этих режимах.

2. Обоснована система критериев определения оптимальных режимов сигнализации (вероятность движения в условиях нарушенной дистанции безопасности, вероятность ошибок водителя, среднее квадратичное отклонение ускорения, индекс загрязнения и средний линейный расход топлива), на основе которой проектант может оценить эффективность этих режимов с точки зрения безопасности дорожного движения, информационной загрузки водителей, а также экологических и энергетических характеристик транспортного потока.

3. Теоретически установлены и практически подтверждены закономерности изменения критериев под воздействием факторов. Установлено, что понижение порога срабатывания сигнализации, приводящее к увеличению количества сигнализируемых торможений, уменьшает количество попутных столкновений, но, увеличивая среднее квадратичное отклонение ускорения, приводит к увеличению индекса загрязнения и среднего линейного расхода топлива автомобилей в потоке, а также вероятности других ДТП по причине информационной перегрузки водителей.

4. Доказана целесообразность двухуровневой настройки сигнализации: по безопасности и эко лого-экономической. Определены и экспериментально проверены параметры многофакторной модели, определяющей оптимальный порог сигнализации для легкового автомобиля среднего класса при двух уровнях настройки.

5. Разработаны математическая модель, алгоритмическое и программное обеспечение, составляющие основу метода определения оптимальных режимов сигнализации. Этот метод позволит проектировщикам систем сигнализации про

157 изводить расчеты блока под конкретные эксплуатационные условия и автомобили любого класса.

6. Разработано устройство предотвращения попутных столкновений, реализующее оптимальные режимы сигнализации торможения двигателем, схемные технические решения которого защищены двумя патентами, а также алгоритм автоматического управления сигналами торможения при помощи автомобильного процессора.

7. Внедрение сигнализации позволит при настройке по безопасности снизить количество попутных столкновений на 8% ( при снижении на 5-10% как выбросов вредных веществ в атмосферу, так и расхода топлива), а при экологической настройке количество попутных столкновений уменьшится на 5%, при уменьшении выбросов вредных веществ на 11-14% и расхода топлива на 10-13%.

8. Результаты диссертационной работы использованы в проектно-конструкторской деятельности ФГУП «Курганприбор» при разработке автоприборов в виде технического предложения. Результаты работы используются в учебном процессе подготовки инженеров автомобильных специальностей Курганского государственного университета.

9. Дальнейшие исследования целесообразно проводить в направлении разработки методов и средств сигнализации всех опасных ситуаций при резком изменении скоростного режима транспортного средства.

1. Аксенов В.А., Давыденко Д. А. Оценка эффективности мероприятий, повышающих безопасность дорожного движения. -М: ВНИИБД, 1980.-128 с.

2. Аксенов В. А. и др. Экономическая эффективность рациональной организации дорожного движения / В.А.Аксенов, Е.П.Попова, О.А.Дивочкин. -М,: Транспорт, 1987.-128 с.

3. Амбарцумян В.В. Научно-практические методы обеспечения безопасности движения. Ер.: Айстан,1984.-с.76-79, 93.

4. Афанасьев Л.Л. и др. Конструктивная безопасность автомобиля / Л.Л.Афанасьев, А.Б.Дьяков, В.А.Иларионов.-М.: Машиностроение, 1983.-212 с.

5. Бабков В.Ф. Дорожные условия и безопасность движения, -М,: Транспорт, 1982.-288 с.

6. Барвелл Ф.Т. Автоматика и управление на транспорте: Пер. с англ. -М.: Транспорт, 1990.-367 с.

7. Безбородова Г.Б., Галушко В.Г. Моделирование движения автомобиля, -Киев, Вища школа, 1978.-168 с.

8. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных: Пер. с англ. -М.: Мир, 1989.-540 с.

9. Биргер И.А. Техническая диагностика. -М,: Машиностроение, 1978.-240 с.

10. Боровский Б.Е, Безопасность движения автомобильного транспорта, -Л,: Лениздат, 1984,-304 с,

11. Богословский А,И, Поле зрения и зрительные функции, -М,: Медгиз, 1962,490 с.

12. Быков В.П. Методика проектирования объектов новой техники.-М,: Высш,шк., 1990,-168 с.

13. Васильев А.П. Состояние дорог и безопасность движения автомобилей в сложных погодных условиях. -М.: Транспорт, 1976.-224 с,

14. Васильев В.И, и др. Сигнализация режима торможения двигателем, как средство повышения активной безопасности автомобиля / В.И.Васильев,

15. A. В.Ноздричев, В.В.Грачев, А.В.Шарыпов.// Вестник международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности. С-Пб.: Курганский центр МАНЭБ. 1998.-С.45-47

16. Ветлинский В.Н., Осипов A.B. Автоматические системы управления движением автотранспорта. -Л.: Машиностроение, 1986.-216 с.

17. Виноградова Г.С. и др. Перспективы использования жидкокристаллических материалов на автомобильном транспорте / Г.С.Виноградова, Г.С.Дьяков,

18. B. И.Коноплянко //Автомобильная промышленность.- 1979.-№ 8.-С.16-17.

19. Волошин Г.Я. и др. Анализ дорожно транспортных происшествий/ Г.Я.Волошин, В.П.Мартьшов, А.Г.Романов. -М.: Транспорт, 1987,-240 с.

20. Восприятие интервала и дистанции водителем автомобиля //Техническая эс-тетика.-1971.- №2.- С. 26,27.

21. Гаврилов A.A. Моделирование дорожного движения. -М.: Транспорт, 1980.189 с.

22. Гержодов В.И. Техническое состояние автомобилей. -Киев: Техника, 1978.-с.20-34.

23. Глим И. Контроль безопасной дистанции. Пер. ВЦП, Л-29237, ГПНТБ 85/51587,1985.-10 с.

24. Говорущенко Н.Я. Основы теории эксплуатации автомобилей. -Киев: ВШ, 1971.-C.101,153,158.

25. Горелик А.Л., Скрипкин В.А. Методы распознавания: Учеб, Пособие. -2-е изд. перераб. и доп. -М.: Высш. шк., 1984.-208 с.

26. Гришкевич А.И. Автомобили: Теория: Учебник для вузов. -Мн.: Выш. шк., 1986.-208 с.

27. Гулезов С.С. Испытания автомобиля. Средства измерений: Учеб, пособие, -Курган: Изд-во КГУ, 1997,-72с,

28. Гуревич А.В,, Меламуд Р,А. Тормозное управление автомобиля. -М.: Транспорт, 1978.-152 с.

29. Денисов A.A., Колесников Д.Н. Теория больших систем управления: Учебное пособие для вузов. -Л.: Энергоиздат, Ленингр. отд-ние, 1982.-288 с.

30. Дивочкин O.A., Минцов Г.И. Потери от ДТП в городах. -Труды МАДИ, -М.: 1972, вьга.ЗЗ.-С.23-29.

31. Дьяков А.Б. Автомобильная светотехника и безопасность движения. -М.: Транспорт, 1972.-С.21 -22.

32. Евтухов A.B. Расчетные методы определения массовых выбросов вредных вепдеств по расходу топлива автомобилей с бензиновыми двигателями в эксплуатационных условиях: Автореферат диссертации канд.техн.наук. -Иркутск: ИрГТУ, 1999.-20 с.

33. Жаров СП. Разработка системы информационного обеспечения водителя с целью повышения топливной экономичности грузового автомобиля с дизелем: Диссертация канд.техн.наук. -Курган: 1992.-180 с.

34. Иларионов В. А. Дорожно-транспортная экспертиза. -М.: Транспорт, 1985. -72 с.

35. Иносэ X., Хамада Т. Управление дорожным движением: Пер. с англ. -М.: Транспорт, 1983.-248 с.

36. Кисляков В.М. и др. Математическое моделирование и оценка условий движения автомобилей и пешеходов /В.М.Кисляков, В.В.Филиппов, И.А.Школяренко. -М.: Транспорт, 1979.-200 с.

37. Кодиров Г.Х. Повышение функциональной надежности систем предотвра-ш;ения столкновений автомобилей (СПСА): Диссертация канд.техн.наук. -М.: МАДИ., 1998.-170 с.

38. Коростелев В.Н. Исследование возможности сокращения остановочного пути автомобиля //Труды МАДИ, 1972.-C.20.

39. Кузнецов В.И., Проценко В.Б. Задние столкновения автомобилей как особая категория ДТП //Автомобильный транспорт. 1977.- №1.-С.51-53.

40. Кругликов В.Б. Исследование информативности сигналов торможения: Диссертация канд.техн.наук. -М.: МАДИ,1976.-130 с.

41. Купеев Ю.А., Левитин K.M., Ротман Б. А. Информационный метод оценки эффективности автомобильных сигнальных огней //Автомобильная промышленность.- 1981.-№12.-С.18,19.

42. Клебельсберг Дитер Транспортная психология: Пер. с нем./Под ред. В.Б.Мазуркевича. -М.: Транспорт, 1989.-367 с.

43. Клинковштейн Г.И. Организация дорожного движения: Учебник для автомобильно дорожных вузов и факультетов. - 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Транспорт, 1981.-240 с.

44. Методы оценки качества организации дорожного движения: Учебное пособие /Г.И. Клинковштейн, В.Н.Сытник, С.И.Смирнов, В.В.Зырянов, А.В.Рузский, И.В.Шемякин. -М.: МАДИ, 1987.-77 с.

45. Коноплянко В.И. Информативность транспортных средств. -М.: Машиностроение, 1984.-96 с.

46. Лизоркин П.И. Курс дифференциальных и интегральных уравнений с дополнительными главами анализа. -М.: Наука, Главная редакция физико математической литературы, 1981 .-384 с.

47. Лобанов Е.М. Проектирование дорог и организация движения с учетом психофизиологии водителя. -М.: Транспорт, 1980.-311 с.

48. Мазуркевич В.Б. Эргономическое проектирование машин. -М.: ИПКстрой-дормаш,1986 -90 с.

49. Маняшин A.B. Корректирование линейных норм расхода топлива при неравномерном движении автомобилей: Автореферат канд. техн. наук. -Тюмень: ТГНУ, 1999.-20 с.

50. Малюков А. Диагностика тормозной системы /Автомобильный транспорт. -1979.-№4.-С. 17-18.

51. Марбурер Е. К вопросу о влиянии дополнительных стоп-сигналов. -Пер. ВЦП Л-5778, ГПНТБ 85/23451, 1985.-5с.

52. Сиразетдинов Т.К. Методы решения многокритериальных задач синтеза технических систем. -М.: Машиностроение, 1988.-160 с.

53. Немчинов В.М. Сцепные качества дорожных покрытий и безопасность движения. -М.: Транспорт, 1985.-С. 40-51.

54. Николаев В.И., Брук В.М. Системотехника: методы и приложения. -Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1985.-199 с.

55. Ноздричев A.B., Васильев В.И., Шарыпов A.B. Оптимизация внешней информативности автомобиля //Сборник научных трудов международной научной конференции «Проблемы безопасности транспортного пространства».- Липецк: ЛГТУ, 1998. -С. 28.

56. Ноздричев A.B., Васильев В.И., Шарыпов A.B. Повышение активной безопасности автомобиля на режимах торможения двигателем //Вестник 1 Уральского межрегионального отделения Академии транспорта.- Курган: КРУ, 1998.-С.46.

57. Ноздричев A.B., Васильев В.И. Выбор режимов сигнализации о торможении автомобиля двигателем //Вестник 2 Уральского межрегионального отделения Академии транспорта.- Курган: КГУ, 1999. -С. 69.

58. Ноздричев A.B. Выбор способа информирования участников дорожного движения о торможении автомобиля двигателем //Тезисы докладов областной научно-практической конференции. -Курган: КГСХА, 1999.-Ч. 1.- С.18.

59. Ноздричев A.B. Аппаратурное обеспечение экспериментальных исследований влияния режима торможения двигателем на безопасность движения //Сборник научных трудов аспирантов и соискателей Курганского государственного университета. -Курган: КГУ, 1999. -С.25.

60. Ноздричев A.B. Разработка критерия оптимизации режимов сигнализации торможения двигателем //Тезисы докладов областной научно-практической конференции. -Курган: КРУ, 2000.-Ч. 1.-С.32.

61. Ноздричев A.B. Теоретическое обоснование критерия оптимальной сигнализации торможения двигателем //Вестник 3 Уральского межрегионального отделения Академии транспорта. -Курган: КГУ, 2000.-С. 45-51.

62. Проценко В.Б. Организация рабочего места водителя.- М.: ВНИИТЭ, 1973.135 с.

63. Покотило Б.Л. Исследование влияния параметров транспортного потока на аварийность // В сб.: Автотранспорт. -Киев: Техника, 1984.-С. 17-21.

64. Реклейтис Г., Рейвиндран А., Регсдел К. Оптимизация в технике: Пер. с англ. -М.: Мир, 1986.-T.1-2.

65. Ротенберг Р.В. Основы надежности системы водитель-автомобиль-дорога-среда. -М.: Машиностроение, 1986.-316 с.

66. Рош;ин А.И. Способы кодирования светосигнальных приборов.// Тр. МАДИ, 1978.- вьш.156.- С. 83-86.

67. Сильянов В.В. Теория транспортных потоков в проектировании дорог и организации движения. -М.: Транспорт, 1977.-350 с.

68. Сопов А.Г. Влияние низкотемпературных условий эксплуатации автомобилей на содержание вредных веществ в отработавших газах: Автореферат диссертации канд.техн.наук. -Тюмень: Нефтегазовый университет, 2001.-17 с,

69. Технические системы обеспечения безопасности дорожного движения/ В.М.Комаров, Л.А.Кочетов, М.П.Печерский, Т.М. Андреева. -М.: Транспорт, 1990.-351 с.

70. Ушакова Т.Н. О зависимости времени реакции от местоположения раздражителя в поле зрения: Диссертация канд. мед. наук. -М.: Ин-т психологии АН РСФСР, 1958.-С. 27,34,96.

71. Фаронов В.В. Турбо Паскаль 7.0. Начальный курс: Учебное пособие. -М.: «Нолидж», 1997.-520 с.165