بررسی تأثیر مشخصات شانه راه بر پارامترهای دینامیکی مؤثر بر واژگونی خودرو در فصل مشترک شانه- سواره رو قوس های افقی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران و نقشه برداری، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

2 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران و محیط‌زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 دانشیار، دانشگاه بین المللی امام خمینی قزوین، قزوین، ایران

10.22034/tri.2021.108393

چکیده

حجم گسترده­ای از واژگونی خودروها در قوس­های افقی رخ می­دهد. با طراحی مناسب شانه راه در قوس­ها، می­توان این امر را تا حد زیادی کاهش داد. در این پژوهش به‌منظور یافتن تأثیر ویژگی‌های شانه (شامل عرض، شیب عرضی و جنس سطح) در قوس‌های افقی بر نرخ زاویه واژگونی و شتاب جانبی وارد بر خودرو از شبیه‌سازی دینامیکی استفاده می­شود. همچنین علاوه بر متغیرهای یادشده، ویژگی‌های دینامیکی خودرو و رفتار راننده نیز واکاوی شده است. به‌منظور نیل به اهداف این پژوهش، با استفاده از 324 سناریوی متفاوت، دو مدل رگرسیون برای توضیح نرخ زاویه واژگونی و شتاب جانبی وارد بر خودرو با متغیرهای مستقل ویژگی­های شانه، دینامیک خودرو (سرعت وسیله نقلیه) و رفتار راننده (زاویه خروج از سواره‌رو نسبت به خط میانی سواره‌رو بر حسب درجه) برای انواع خودروها (سواری مسافری، سواری شاسی‌بلند و کامیون) پرداخت گردیده است. این تحقیق شامل 1- شبیه‌سازی سه‌بعدی دینامیکی خودرو 2- تحلیل ارتباط ویژگی­های شانه راه، سرعت خودرو و زاویه خروج از سواره­رو نسبت به خط میانی با نرخ زاویه واژگونی و شتاب جانبی وارد بر خودرو برای هر سه نوع خودرو 3- ارائه مدل رگرسیونی برای بیان ارتباط بین متغیرها است. نتایج حاکی از آن است که ویژگی­های شانه بر ایمنی از نظر نرخ زاویه واژگونی و شتاب جانبی وارد بر خودرو تأثیر زیادی دارد. این تأثیر برای هر نوع خودرو متفاوت هست و با توجه به ویژگی‌های دینامیکی و ساختاری خودرو سنجیده می‌شود. نتایج این تحقیق می‌تواند مورد استفاده مهندسین راه به‌منظور طراحی راهی ایمن قرار گیرد. همچنین در بازرسی و ممیزی ایمنی راه به‌منظور ارتقای سطح ایمنی راه­ها کاربرد دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation of the Effect of Road Shoulder Characteristics on Dynamic Parameters Affecting on Vehicle Rollover in the joint of Shoulder-roadway in Horizontal curves

نویسندگان [English]

  • Sajad Javadi 1
  • Iman ّFarzin 2
  • Ali Abdi 3
1 Ph.D. Candidate, Faculty of Civil Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran
2 Ph.D. Candidate, Faculty of Civil and Environment Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran.
3 Associated Professor, Faculty of Technical & Engineering, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran.
چکیده [English]

A large number of vehicle rollovers occur in horizontal curves. Designing the shoulders appropriately may reduce the number of these kinds of accidents. Therefore, this study aims at exploring the influence of shoulder characteristics on the rate of rollover accidents. Also, lateral acceleration and drivers’ behavior is analyzed considering the effects of shoulder characteristics at curves. The characteristics considered in this research are width, transverse slope, and pavement. To conduct this research, dynamic simulation is used. The number of scenarios that are indeed the number of observations is 324. Two linear regression models are developed with their dependent variables being the rollover rate and the lateral acceleration. The independent variables are shoulder characteristics, vehicle dynamics (vehicle speed) and driver behavior (encroachment angle into centerline in Degree) and different types of vehicles (Sedan, SUV, and Truck). The results indicate that the shoulder characteristics significantly affect the safety in terms of the roll rate and the lateral acceleration of the vehicles. This effect differs among the different types of vehicles and is measured by the dynamic and structural characteristics of the vehicles. The results of this research are useful for designing safer roads as well as the road safety audit.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Vehicle Dynamic
  • Road Shoulder
  • Lateral Acceleration on the Vehicle
  • Horizontal Curve
  • Roll Rate

مراجع

-"آیین‌نامه طرح هندسی راه‌های ایران"، (1391)، "نشریه شماره 415.
-AASHTO, (2011), “(The Green book) American Association of State Highway Transportation Officials”, 6th Edition, A Policy on Geometric Design of Highways and Streets, Washington, D.C.
-Abdi, Kordani, A. Sabbaghian, M.H. Tavassoli­, Kallebasti, B. Attari, A., (2015), "Effect of Shoulder Width and Drop-off on Vehicle Rollover and Shoulder Crossover Using Vehicle Dynamics Simulations", 5th international Symposium on Highway Geometric Design (ISHGD-2015), Vancouver, BC, Canada.
-Awadallah, F., (2005), "Theoretical analysis for horizontal curves based on actual discomfort speed". Journal of transportation engineering, 131(11), pp.843-850.‏
-Bonneson, J., (2000), "Kinematic approach to horizontal curve transition design". Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, (1737), pp.1-8.‏
-Bonneson, J. A., (2000), "Superelevation distribution methods and transition designs". Vol. 439. Transportation Research Board.‏
-Brown, A., & Brennan, S., (2014), "On the required complexity of vehicle dynamic models for use in simulation-based highway design". Journal of safety research, 49, pp.105-106.
-Ghandour, R., Victorino, A., Doumiati, M., & Charara, A., (2010), "Tire/road friction coefficient estimation applied to road safety". In Control & Automation (MED), 2010 18th Mediterranean Conference on, pp. 1485-1490.
‏-Guide, R. D., (2011), “American Association of State Highway and Transportation Officials”, Washington, DC.‏
-Huang, Q., & Fan, H., (2010), "Optimization Modeling of Superelevation Rates Based on Operation Speed". In ICCTP 2010: Integrated Transportation Systems: Green, Intelligent, Reliable, pp. 548-555.
-Karlaftis, M.G. Tarko, A., (1998), "Heterogeneity considerations in accident modeling", Accident Analysis and Prevention, No.30.
‏-Mak, K. K., & Sicking, D. L., (2003), Roadside Safety Analysis Program (RSAP)—Engineer’s Manual, National Cooperative Highway Research Program (NCHRP) Report 492, National Research Council. Transportation Research Board, Washington, DC.‏
-Nesti, A., Masone, C., Barnett-Cowan, M., Giordano, P. R., Bulthoff, H. H., & Pretto, P. (2012), "Roll rate thresholds and perceived realism in driving simulation". Actes INRETS, pp.23-31.‏
-Noland, R.B., Oh, L., (2004), "The effect of infrastructure and demographic change on traffic related fatalities and crashes: a case study of Illinois county-level data". J Accid. Anal. Prev. 36 (4), pp.525–532.
DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0001-4575(03)00058-7.
-Reymond, G., Kemeny, A., Droulez, J., & Berthoz, A., (2001), "Role of lateral acceleration in curve driving: Driver model and experiments on a real vehicle and a driving simulator". Human Factors: The Journal of the Human Factors and Ergonomics Society, 43(3), pp.483-495.‏
-Stamatiadis, N., Pigman, J., Sacksteder, J., Ruff, W., & Lord, D., (2009), "Impact of shoulder width and median width on safety". NCHRP Report 633. Transportation Research Board, Washington, DC. ISBN: 978-0-309-11782-1.
-Muller, S., Uchanski, M., & Hedrick, K. (2003), "Estimation of the maximum tire-road friction coefficient". Journal of dynamic systems, measurement, and control, 125(4), pp.607-617.‏
-Tan, C. H., (2005), "An investigation of comfortable lateral acceleration on horizontal curves".
-Torbic, D. J., O’Laughlin, M. K., Harwood, D. W., Bauer, K. M., Bokenkroger, C. D., Lucas, L. M. & Varunjikar, T., (2014), “NCHRP report 774: "superelevation criteria for sharp horizontal curves on steep grades". Transportation Research Board of the National Academies, Washington, DC.
-Xu, J., Yang, K., Shao, Y., & Lu, G., (2015), "An experimental study on lateral acceleration of cars in different environments in Sichuan", Southwest China. Discrete Dynamics in Nature and Society.‏
-You, K., Sun, L., & Gu, W., (2012), "Reliability-based risk analysis of roadway horizontal curves. Journal of Transportation Engineering", 138(8), pp.1071-1081.‏

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار