重型车辆道路安全问题及技术对策的探讨
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摘 要：随着国家经济的发展，道路运输行业发展规模随之扩大。小型货车已无法满足运载量的提升，越来越多的重型车辆出现在道路中。文章将对重型车辆道路安全问题展开论述，并提出一系列技术对策，提升重型车辆道路安全。旨在降低道路安全事故的发生，重视生命安全。
关键词：重型;车辆;道路安全;技术对策;探讨
中图分类号：U492.8 文献标志码：A 文章编号：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
重型半挂车辆虽有效提升货物运输能力，但在一定程度上大大增加道路事故发生概率，增加对人们生命安全的威胁。故此，深入研究重型车辆道路安全问题，剖析问题实质，具有针对性的提出解决对策。提出各种预警机制、变速技术等，提升重型车辆安全系数，降低事故发生率。
1 重型车辆安全问题概述
当前，重型车辆道路安全问题主要表现在侧翻、疲劳驾驶、车辆减速失效等方面。本文仅针对车辆侧翻、以及疲劳驾驶两方面加以分析。
1.1 疲劳驾驶
重型车辆的使用条件较为恶劣，我国大部门重型车辆运输均来往于省际之间，长途路线较多。一方面，长时间的驾驶极易产生疲劳，加之个人利益，无法满足三名司机循环驾驶的基本要求。另一方面，重型车辆变速器负载较大，档位多，频繁的换挡操作极易造成驾驶员疲劳。故此，变速器的研究更加重要。
1.2 侧翻问题
当前重型车辆道路安全问题中，侧翻问题最为突出。根据有关数据显示，中国重型车辆的销售量每年高达200多万辆，可谓是世界最高的国家。加之国家基础建设的规模越加扩大，矿山开采、材料运输等行业需求的增加，重型车辆在运输过程中的重要性尤为突出[1]。
重型车辆的重心高、装载量较大，以及高宽比较大等特点，导致其极易发生侧翻问题。尤其当车辆遇到转弯半径小、车速快、躲避障碍物等特殊路况时，不具备小型车辆的灵敏性，进而发生侧翻事故。据美国交通研究所调查显示，美国每年重型车辆发生侧翻事故为平均5000多起，仅次于车辆碰撞事故。
可见，侧翻问题较比其他道路安全事故更加具有研究价值，本文也将重点对侧翻问题提出相关意见。
2 重型車辆道路安全问题对策的探讨
2.1 利用自动变速器降低驾驶员疲劳程度
2.1.1 自动变速器特点与类型
AT被广泛用于各种车辆上，是当前自动变速器的重要组成部分。该种液力传动自动变速器最初应用在军用车辆、工程车辆、以及公共汽车领域。液力变拒器通过改变转矩实现变速，可实现自动变速，使车辆起步时更加平稳，变速更加均匀。其中，减振作用有效降低动载与扭振，进而增加传动系的使用寿命。提升驾驶舒适性、安全系数，以及车辆增减速的平稳性。距今，液力机械自动变速器已经过60多年的发展，更加趋向成熟、可靠。
2.1.2 电控机械式
该种自动变速器在手动变速的基础上，如装微机控制其实现自动操作。取代原有驾驶员将离合器分离的方式，实现换挡自动化。电控机械式自动变速器，利用微机代替驾驶员大脑，并通过传感器代替人体神经，利用电动执行机构取代人体手脚操作，完成变速目的。此种变速器的传动效率更高，且成本相对较低，便于制造。同时，较比液压自动变速器而言，控制参量较多，难度相对较大。当前抵挡轿车、重型车辆以及商用车类型的使用较多。
2.1.3 无级变速
（1）金属带式
改种类型属于摩擦式无极变速器，利用金属带、主从动带轮配合来实现动力的传递。其中，V型槽的带轮以及金属带是其关键部分，主动带轮旋转时，金属带便将扭矩传递给从动带轮。该种变速方式的基本特点为：可实现动力的无极传递，具有较高经济型、稳定性。但传动扭矩的能力较低。
（2）牵引式
有摩擦变速机构、加压装置以及调速控制三个部分组成。
2.1.4 应用
当前重型车辆变速器的发展方向为半自动或自动换挡。保证发动机正常驱动情况下，促使扭矩经济运行。有效降低驾驶员频繁换挡的操作，提升驾驶舒适感。众多欧美国家几乎全部采用自动变速器，而这其中AMT技术更是重型车辆自动变速器的发展方向。该技术取消了离合器踏板，仅通过油门来控制车辆加速与减速。但起步时需要与离合器合理配合，过快与过慢均不利于车辆的起步与前进。因此，AMT技术中，应深入研究离合器的最佳控制点，保证重型车辆起步、换挡质量有所提升。 2.2 防侧翻技术
2.2.1 研究现状
侧翻预警技术在国外的发展时间较长，早在1990年便已经提出安全预警监测算法。在车辆静态转向条件下，车轮刚刚离地时的加速度为限值，超过该预定限值时便发起预警。此后，所有的研究基本均围绕LTR展开。并以其为判断依据，分析有关的影响因素。在1987年时，Nalecz便设计了一种能量装置，试验表明，该种装置能够准确的反映出路况信息，并进行侧翻报警。此后，众多研究人员对侧翻预警装置进行了研究，其中包括RSF评价指标，TTR侧翻时间预测算法，以及时间序列侧翻预测算法等等。
我国对车辆侧翻的研究时间较晚，2004年，贵州大学对车辆侧翻进行了研究。建立静态侧翻模型，并进行了有关计算。2007年，南京航空航天大学对侧翻预警控制进行了计算，在TTR的基础上，建立侧翻预警模型，且具有一定效果。在此后的研究中，我国对重型车辆侧翻的研究逐渐增多，且颇具成效。
2.2.2 侧翻预警关键技术
（1）HMM
隐马尔可夫模型对侧翻预警技术具有重要意义，其以概率随机模型为基础，具有较高的严谨性与计算性。利用隐藏的随机观察序列中存在时变特点，进而处理有关随机序列数据。尤其在智能交通的研究中，具有較大优势。
该技术的关键为：建立AR-HMM侧翻预警模型以及算法，有效提升实时性与精确性。该技术属于随机过程的研究领域，因此应进一步确定其中隐含的未知参数，以及影响侧翻的过程。
（2）车路协同侧翻预警技术
交通系统十分复杂，其包含人、车、路三个重要因素。人的因素在道路交通事故中占据重要地位，车辆在操作过程中，车速根据驾驶员的经验来控制。当进入陌生路段时，驾驶员对路的熟悉程度较低，若无法控制车速，极易造成侧翻事故。可见，车辆以及道路信息的融合十分重要。故此，智能交通成为预防重型车辆侧翻预警技术的关键。增强车路系统控制，提升驾驶员对道路信息的提前预知能力，进而降低道路安全问题发生的概率。
车路协同技术在无线通信、传感探测等信息技术基础上，提前获取车辆信息、道路信息。利用车辆、道路实时交互的操作，实现车辆与道路基础设施之间的配合，升级资源配置，达到安全的目的。
其中，在车辆上安装路测射频设备，对道路信息及时播报，并发送。利用车载单元获取道路信息，经过计算后将其转化为车量速度的控制，以及与当前车辆速度的对比与分析，向驾驶员提出预警。该信息中，应包括信息的写入、播发、获取、计算、速度比较、预警等几个模块。而关键技术为，对已知车辆自身信息的获取能力，以及车辆安全转向速度的确定方法。还应包括车辆自身重心高度、外形尺寸、道路各种信息的获取，轮胎有关因素等等。
3 展望
重量大、重心高、体积大的重型车辆在行驶过程中较易发生侧翻，是当前重型车辆道路安全问题研究的重点。国内外各学者对此做出大量的研究工作，但侧翻问题仍旧居高不下，有待进一步研究与认证。本文仅对侧翻问题进行了机理研究，尚缺乏实践操作。在未来的发展中，应进一步研究重型车辆的道路安全问题，不仅仅局限于侧翻与驾驶员疲劳驾驶。还应针对众多类型，以及可能发生的安全隐患进行分析。同时，应进一步提升互联网与物联网的使用，提升先进信息技术与车辆、道路的交互。尤其在侧翻问题中，将外界因素与车辆自身因素相结合，才能使得研究成果更具实用性。加强车辆实际行驶过程中，道路实际状况的研究。以及缩小仿真研究与车辆实际行驶状况的差异。
4 结束语
综上所述，重型半挂车辆虽有效提升货物运输能力，但在一定程度上大大增加道路事故发生概率，增加对人们生命安全的威胁。深入研究重型车辆道路安全问题，剖析问题实质，具有针对性的提出解决对策。提出各种预警机制、变速技术等，提升重型车辆安全系数，降低事故发生率。重型车辆的道路安全问题中，侧翻问题最为严重。本文针对驾驶员疲劳加减档、驾驶，以及侧翻问题进行了阐述，并提出在重型车辆上安装自动变速器的对策。针对侧翻问题提出安装道路测射装备、分析侧翻原因的方法。以此，降低重型车辆道路安全事故发生概率。
参考文献：
[1]赵弘扬，刘世豪，王一瑞，等.重型车辆道路安全问题及技术对策浅析[J].中国高新区，2018（05）：31.
[2]陈启鹏，何丽华，熊巧巧，等.重型汽车防侧翻技术研究现状[J].汽车零部件，2012（09）.
[3]夏晶晶，常绿，胡晓明，等.基于模型预测的重型车辆侧翻主动控制[J].农业工程学报，2010（09）.
[4]于尧.基于差动制动的半挂汽车列车稳定性仿真与控制研究[D].吉林大学，2007.
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