[发明专利]基于隧道口行车安全仿真研究的安全管控措施确定方法

权利要求书

1.一种基于隧道口行车安全仿真研究的安全管控措施确定方法，其特征在于，包括如下步骤：

S10，确定在高速公路隧道口风致车辆的力学响应及环境风模拟方法；

S20，根据力学响应及环境风模拟方法构建仿真计算模型；

S30，采用仿真计算模型分析单车以及双车并行驶入隧道过程中气动力及安全状态变化规律；

S40，根据气动力及安全状态变化规律建立各类行车工况的安全性评价体系；

S50，根据各类行车工况的安全性评价体系确定高速公路隧道口的安全管控措施。

2.根据权利要求1所述的基于隧道口行车安全仿真研究的安全管控措施确定方法，其特征在于，步骤S10，确定在高速公路隧道口风致车辆的力学响应及环境风模拟方法包括：

S11，根据车辆在高速公路隧道口行驶过程中会受到自身重力、发动机牵引力、滚动阻力以及空气阻力确定高速公路隧道口对应的气动力和气动力矩；

S12，分析高速公路隧道口风场的组成，按来源将风场分为自然风和环境风。

3.根据权利要求1所述的基于隧道口行车安全仿真研究的安全管控措施确定方法，其特征在于，步骤S20，根据力学响应及环境风模拟方法构建仿真计算模型包括：

S21，选取多种车辆作为仿真模拟对象，根据力学响应及环境风模拟方法采用SolidWorks对车辆进行建模；

S22，确定建模时的数值计算域；

S23，采用动网格法进行高速公路隧道口车辆运动的动静区域划分；

S24，根据动静区域的动网格中节点不断变化的特点选择层铺法作为网格更新策略以实现车辆运动的瞬态模拟；

S25，对数值计算域各个边界设置边界条件；

S26，先通过模拟经验确定一个初始网格密度状态，进行特定行车工况模拟计算，得到模拟计算结果，再分别增大和减小网格密度得到相应的模拟计算结果，比较各个模拟计算结果及其变化规律，当各个模拟计算结果随着网格密度增加而趋于稳定时，将稳定时的网格作为计算网格，得到仿真计算模型。

4.根据权利要求1所述的基于隧道口行车安全仿真研究的安全管控措施确定方法，其特征在于，S30，采用仿真计算模型分析单车以及双车并行驶入隧道过程中气动力及安全状态变化规律包括：

S33，以高速公路隧道口端部为原点，行车方向为正方向，车尾距隧道口端部距离x为参考值，通过车辆进入隧道的相对距离来反映车辆气动力及流场变化，并进行模拟结果分析，依据力学响应计算公式和湍流标准k-ε模型，得到各个行车工况下力学响应结果和外流场变化结果，并进行车辆气动特性分析和外流场分析，得到气动力及安全状态变化规律；其中，车身长度为L，x的取值范围包括：-2L、-1.5L、-L、0.5L、0、0.5L、L、1.5L和2L。

5.根据权利要求1所述的基于隧道口行车安全仿真研究的安全管控措施确定方法，其特征在于，S40，根据气动力及安全状态变化规律建立各类行车工况的安全性评价体系包括：

S41，选取侧向偏移、横摆角速度、横向力系数和轮胎荷载偏移率四个指标，利用公式将指标参数值归一化，其中，x_in0r为归一化后的指标值，x_i为归一化前的指标值，X_max为x_i所在序列中的最大值，X_min为x_i所在序列中的最小值；

S42，采用风场作用下车辆驶入隧道时的气动力及安全状态变化规律，以车辆的气动力作为条件输入，进行仿真分析，风及隧道的联合作用效果通过施加外力和力矩反映，分别监测车辆侧向偏移值、横摆角速度值、横向力评价值与轮胎荷载偏移率评价值，分别计算四个指标，通过对各指标进行统一处理并运用评价函数获得各个行车工况下车辆驶入隧道过程中的动态安全评价值；根据各个行车工况下车辆驶入隧道过程中的动态安全评价值建立各类行车工况的安全性评价体系。