在途車輛運行狀態(tài)在線預警與自主救援(道路交通安全主動預警與智能化管控)
定 價:140 元
本書聚焦客運車輛主被動安全防控技術最新研究進展、成果和應用情況,融合車輛工程、交通科學、安全科學與工程等多學科交叉的視角,通過大量研究實例系統(tǒng)詳實的敘述了客車主被動安全防控技術的基本理論、方法和技術。本書可供客車企業(yè)車身設計與制造、客車主被動安全設計與管理、火災風險評估、應急疏散管理等領域相關技術人員參考,也可供車輛工程,交通工程、安全科學與工程、應急疏散管理等專業(yè)高校師生作為教學參考書使用。
1.符合國家發(fā)展方向!秶抑虚L期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要》和《交通強國建設綱要》均把信息化和智能化的道路交通安全綜合治理方案列為研發(fā)重點,研究利用當前新興信息與智能技術,變傳統(tǒng)被動式治理為主動防控,實現(xiàn)事故前的預報預警、事故中的應急管控、事故后的自主救援與安全疏散,對建立我國道路交通安全主動防控體系、提升客運車輛在途運行安全水平具有重要意義。2.研究成果含金量高。本書是作者結合所在科研團隊依托交通部重點實驗室汽車運輸安全保障技術交通行業(yè)重點實驗室,在車輛主被動安全方面近十年的工作經(jīng)驗與研究成果撰寫而成,也是作者主持的國家重點研發(fā)計劃重大事故下客運車輛應急逃生、自主救援關鍵技術及裝備主要研究成果的高度凝練與總結。3.實際工程應用性強。本書首次從客運車輛的主動防控與乘員的被動疏散兩個角度,從車輛工程、交通科學、安全科學與工程等多學科交叉融合的視角,系統(tǒng)介紹了客運車輛主被動安全防控技術的基本理論、方法和技術,并聚焦最新研究進展、成果及其應用情況。全書以具體研究問題的提出、研究方法的實施、研究結果的分析與探討為主線,詳細闡述了研究過程中采用的基本理論與方法,避免枯燥繁雜的理論堆砌,使讀者在實例研究介紹中掌握相關的研究方法與技術。
隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提高和人民出行需求的快速增長,公路客車、公交車、快速公交(BRT)等客運車輛已成為日?土鬟\輸?shù)闹袌粤α俊?瓦\車輛具有空間封閉、載客量大、行駛工況復雜等特點,一旦發(fā)生交通事故,極易造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此,客運車輛在給人民生活提供巨大便利的同時,也帶來了嚴重的安全問題,如何提高道路交通安全水平以保障乘客安全已成為客運交通發(fā)展中亟待解決的重要問題之一。傳統(tǒng)的被動式治理方法成本高、效率低,難以應對當前日益復雜的道路交通安全運行風險。近年來,先進駕駛輔助、5G通信和云計算等技術的發(fā)展與成熟使路網(wǎng)級交通安全狀態(tài)評估及預警成為可能!秶抑虚L期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要》和《交通強國建設綱要》均把信息化和智能化的道路交通安全綜合治理方案列為研發(fā)重點,研究利用當前新興信息與智能技術,變傳統(tǒng)被動式治理為主動防控,實現(xiàn)事故前的預報預警、事故中的應急管控、事故后的自主救援與安全疏散,對建立我國道路交通安全主動防控體系、提升客運車輛在途運行安全水平具有重要意義。本書是作者結合所在科研團隊依托交通部重點實驗室汽車運輸安全保障技術交通行業(yè)重點實驗室,在車輛主被動安全方面近十年的工作經(jīng)驗與研究成果撰寫而成,也是作者主持的國家重點研發(fā)計劃重大事故下客運車輛應急逃生、自主救援關鍵技術及裝備主要研究成果的高度凝練與總結。該項目主要針對在途車輛運行狀態(tài)在線預警與自主救援關鍵技術開展深入研究,通過聚焦技術創(chuàng)新,綜合運用新理論、新方法,最終得到以下主要成果:、佟∪诤显谕拒囕v自主診斷、路網(wǎng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)、在途交通事件等實時信息,構建通行車輛安全性診斷與測試平臺,實現(xiàn)車輛運行狀態(tài)安全診斷與在線預警;② 基于重大交通事故數(shù)據(jù)重構與再現(xiàn)技術,構建客運車輛逃生需求目標體系;③ 基于虛擬現(xiàn)實技術,研究司乘人員在重大事故下的逃生行為與逃生仿真模擬;④ 基于典型交通事故特征,研究高可靠性的司乘人員逃生自救型新技術;⑤ 基于負泊松比材料特性,研究客運車輛結構技術;⑥ 基于司乘人員客運車輛事故災害,動態(tài)推演系統(tǒng)的客運車輛綜合布設方案優(yōu)化。本書首次從客運車輛的主動防控與乘員的被動疏散兩個角度,從車輛工程、交通科學、安全科學與工程等多學科交叉融合的視角,系統(tǒng)介紹了客運車輛主被動安全防控技術的基本理論、方法和技術,并聚焦最新研究進展、成果及其應用情況。全書以具體研究問題的提出、研究方法的實施、研究結果的分析與探討為主線,詳細闡述了研究過程中采用的基本理論與方法,避免枯燥繁雜的理論堆砌,使讀者在實例研究介紹中掌握相關的研究方法與技術。本書共分為12章,第1章緒論部分總體介紹了本書背景、國內外研究現(xiàn)狀、主要內容和技術路線、成果應用、前景與效益等內容;第2章介紹了建立車聯(lián)網(wǎng)信息采集與監(jiān)測系統(tǒng)的方法;第3章介紹了建立車輛安全評判預警系統(tǒng)的方法及如何利用多傳感器信息融合對行駛車輛狀態(tài)進行監(jiān)測評判;第4章介紹了建立車載域控制器的方法及應用情況;第5章介紹了在途客運車輛主被動安全技術的研究方法、研究成果及其應用情況;第6章介紹了客車內飾材料火災燃燒性能評價的理論與試驗方法及客車火災數(shù)值模擬模型的構建過程;第7章分析了乘員事故災害逃生制約因素,介紹了需求目標體系構建的基本方法;第8章介紹了機器學習在逃生行為與機理動態(tài)分析中的應用,以及乘員疏散決策及運動行為的試驗研究方法;第9章介紹了面向司乘人員逃生需求的客車結構新技術;第10章和第11章對上述車輛運行狀態(tài)在線預警技術及事故自主救援技術成果應用情況進行了系統(tǒng)展示;第12章是對客運車輛主被動安全技術的未來展望。本書可供車輛工程、交通科學、安全科學與工程、應急疏散管理等領域科學研究及教學使用,可作為客運車輛主被動安全設計與管理、火災風險評估、應急疏散管理等領域工程技術人員的參考資料,同時也可作為高等院校車輛工程、交通工程、安全科學與工程、應急疏散管理等專業(yè)研究生與高年級本科生的教材。此外,本書介紹的研究成果有助于提升我國客車行業(yè)安全理論水平、全民安全意識和自救互救能力,并且在提升客運車輛的市場附加值,降低客運車輛重特大交通事故率、交通事故傷亡率,提高交通事故后司乘人員存活率和逃生率等方面具有顯著優(yōu)勢和重要意義,通過推廣這些研究成果將取得良好的社會效益和經(jīng)濟效益。全書由余強主持撰寫完成。具體編寫分工如下: 第1章由趙軒、余強、仝秋紅、朱國華撰寫,第2~4章由仝秋紅撰寫,第5章由朱國華撰寫,第6章由趙軒撰寫,第7章由余強撰寫,第8章由趙軒、余強撰寫,第9章由朱國華撰寫,第10、11章由趙軒、余強、仝秋紅、朱國華撰寫,第12章由趙軒、余強撰寫。感謝國家出版基金給予的支持,感謝編委會成員和所有撰稿人,感謝上?茖W技術出版社的編輯出版。由于作者知識和水平所限,不足之處在所難免,懇請廣大讀者及專家批評指正。
作者2022年9月
余強,教授,博士生導師,長安大學汽車學院副院長,兼任中國汽車工程學會常務理事、中國汽車工程學會貨運裝備分會副主任委員、中國汽車維修協(xié)會常務理事、陜西汽車工程學會常務理事、陜西省汽車工業(yè)協(xié)會副理事長、中國汽車標準化委員會制動分會委員、中共中央統(tǒng)一戰(zhàn)線工作部聯(lián)絡員。研究方向主要集中在新能源汽車關鍵技術車輛系統(tǒng)動力學研究山區(qū)行駛車輛持續(xù)制動研究車輛行駛安全技術等方面。近年來承擔國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學基金重點項目、陜西省重點產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈項目、陜西省工業(yè)科技攻關項目等國家級、省部級課題30余項。發(fā)表學術論文100余篇,授權專利20余項。研究成果獲陜西省科學技術一等獎1項、三等獎1項;獲中國公路學會科技成果一等獎2項、三等獎1項;獲陜西省高?萍汲晒坏泉1項。
第1章緒論11.1在途車輛運行狀態(tài)在線預警技術的發(fā)展現(xiàn)狀_41.2客運車輛事故模擬仿真技術的發(fā)展現(xiàn)狀_61.3客運車輛自主逃生與救援技術的發(fā)展現(xiàn)狀_81.4主要研究內容_10第2章車載信息采集通信及監(jiān)測系統(tǒng)152.1車載信息采集系統(tǒng)_172.1.1基于OBD的智能終端信息采集系統(tǒng)_172.1.2基于激光的前方障礙物信息采集系統(tǒng)_192.1.3基于視覺的信息采集系統(tǒng)_192.1.4車輛高精度定位信息采集系統(tǒng)_212.2車載通信及監(jiān)測系統(tǒng)_242.2.1車載終端與云服務器的通信_242.2.2車載終端與路側終端的通信_252.2.3車載數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)_27第3章車輛安全評判預警系統(tǒng)及信息服務293.1車輛安全評判預警系統(tǒng)_313.1.1前向碰撞預警系統(tǒng)_313.1.2車道偏離預警系統(tǒng)_323.1.3通過車載總線獲取信息的預警系統(tǒng)_333.2多傳感器信息融合對行駛車輛狀態(tài)的監(jiān)測評判_343.2.1車載端與路側端信息的融合_343.2.2應用智能算法對車輛狀態(tài)的評判_37第4章車載域控制器的搭建394.1基于安卓APP的數(shù)據(jù)采集平臺設計_414.1.1平臺硬件架構_414.1.2平臺軟件設計_434.2基于工控機的域控制平臺設計_464.2.1平臺硬件架構_464.2.2平臺軟件設計_48第5章客車碰撞事故數(shù)值建模與仿真分析515.1客車碰撞安全仿真概述_535.1.1汽車安全法規(guī)_535.1.2客車碰撞安全分析方法_555.1.3客車碰撞安全仿真分析軟件_565.2客車正面碰撞整車建模與仿真分析_585.2.1實體模型構建_585.2.2正面碰撞模型構建_625.2.3正面碰撞仿真結果分析_645.3客車側翻碰撞整車建模與仿真分析_685.3.1仿真要求_685.3.2模型構建_715.3.3仿真結果分析_73第6章客車火災損害數(shù)值建模與仿真分析816.1客車內飾表層材料熱解特性_836.1.1試驗樣品及熱解特性試驗方法_836.1.2熱解特性分析_846.1.3熱解反應動力學分析_866.2客車典型內飾材料燃燒性能研究_956.2.1樣品及錐形量熱燃燒試驗方法_956.2.2熱釋放速率及峰值_976.2.3點燃時間_1026.2.4產(chǎn)煙量_1066.2.5火災風險評價_1096.3客車火災數(shù)值模擬_1106.3.1數(shù)值模擬基礎_1106.3.2數(shù)值模擬研究對象和模型參數(shù)設置_1136.3.3數(shù)值模擬結果和分析_1186.3.4生存環(huán)境分析_1256.4客車火災煙氣開口流動規(guī)律_1306.4.1煙氣開口流動特性分析_1306.4.2煙氣擴散試驗_1356.4.3煙氣流動試驗結果分析_138第7章客車事故逃生制約因素及逃生需求目標體系1457.1交通事故逃生制約因素_1477.2層次分析法與逃生需求目標體系構建_1537.2.1層次分析法_1537.2.2逃生需求目標體系構建_1547.3乘員逃生人因分析_1577.3.1動態(tài)乘員數(shù)據(jù)采集設備_1577.3.2動態(tài)乘員因素數(shù)據(jù)分析_1597.4逃生需求目標綜合模糊評價_161第8章客車乘客疏散決策和運動行為研究1658.1疏散行為研究基本方法_1678.2客車乘客應急動態(tài)決策_1708.2.1問卷設計與調查_1718.2.2模型構建_1738.2.3行為分析與預測_1768.3基于有控試驗的乘客疏散行為_1798.3.1乘客疏散行為試驗設計與人員選擇_1808.3.2乘客個體疏散時間分布規(guī)律_1848.3.3乘客疏散行為速度密度關系_1888.4基于問卷調查的乘客疏散行為_1918.4.1乘客疏散行為圖形問卷設計_1918.4.2乘客疏散行為試驗人員選擇_1938.4.3乘客疏散行為數(shù)據(jù)處理與結果分析_196第9章面向司乘人員逃生需求的客車結構新技術2019.1負泊松比結構定義及基本類型_2039.1.1負泊松比結構定義_2039.1.2負泊松比結構基本類型_2049.2經(jīng)典負泊松比結構及其在吸能構件中的應用_2139.2.1經(jīng)典負泊松比結構力學性能_2139.2.2雙箭頭結構的優(yōu)化及吸能盒設計_2169.3增強型負泊松比結構設計及抗沖擊性能研究_2229.3.1內凹反手性負泊松比結構設計及建模_2229.3.2內凹反手性負泊松比結構的臨界沖擊速度及變形模式_2259.3.3內凹反手性負泊松比結構的抗沖擊性能_2319.4新型耐撞型客車安全門_2409.4.1新型耐撞型安全門的設計_2419.4.2不同事故類型下新型客車安全門的耐撞性能_243第10章車輛運行狀態(tài)在線預警技術成果應用24910.1汽車前向碰撞預警系統(tǒng)_25310.1.1工作原理_25410.1.2典型應用_25410.2V2X信息采集系統(tǒng)_25910.2.1工作原理_25910.2.2典型應用_25910.3車道偏離監(jiān)測及預警系統(tǒng)_26110.3.1工作原理_26110.3.2典型應用_26210.4基于高精度GPS的車輛定位信息采集系統(tǒng)_26510.4.1工作原理_26510.4.2典型應用_26710.5基于云服務器的行駛車輛監(jiān)測系統(tǒng)_27010.5.1工作原理_27010.5.2典型應用_270第11章客車事故自主救援技術成果應用26911.1安全窗擊破裝置_27511.1.1工作原理_27511.1.2典型應用_27611.2下翻式逃生窗_27911.2.1工作原理_28011.2.2典型應用_28311.3司乘人員逃生自救引導系統(tǒng)_28511.3.1工作原理_28511.3.2典型應用_28911.4多信號融合的智能車載防火/滅火設備_29111.4.1工作原理_29111.4.2典型應用_29611.5交通事故自主救援虛擬仿真三維演練平臺_29911.5.1平臺簡介_30011.5.2典型應用_303第12章客車運行狀態(tài)在線預警與自主救援技術展望29912.1客運車輛安全預警_30912.2客運車輛碰撞安全_31112.3客運車輛防火安全_31212.4客運車輛應急逃生_31412.5客運車輛安全管理政策建議_314參考文獻