鄒惠萍　姜岳平

【摘要】霧霾天氣下，能見度降低造成駕駛員反應(yīng)時間的增加，空氣濕度的加大造成地面摩擦系數(shù)的降低。本文通過研究不同霧霾等級對駕駛員反應(yīng)的影響，以及地面摩擦系數(shù)的影響。建立車輛制動過程時制動距離的數(shù)學(xué)模型，并分析其結(jié)果。

【關(guān)鍵詞】制動距離 霧霾等級 制動時間

【中圖分類號】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）50-0203-01

1.霧霾

由于“霧”和“霾”是兩種不同的物質(zhì)，他們對駕駛員制動的影響也是不一樣的，“霾”天對駕駛員的能見度會有影響，但是不會對地面與輪胎表面的濕度造成影響，也就不會造成附著系數(shù)的改變?！办F”也就是空氣中的細(xì)小水滴濃度較大，空氣中的濕度較大，所以“霧”天不僅僅會減小駕駛員的能見度，而且也會對輪胎表面與地面的濕度造成影響，從而影響輪胎與地面之間的摩擦系數(shù)。

（1）對制動反應(yīng)時間的影響

霧霾天氣的影響主要就體現(xiàn)在反應(yīng)時間上面，在正常天氣狀況下，也就是沒有霧霾的條件下，駕駛員反應(yīng)時間的平均值大約在1.22s左右，隨著霧霾的加重，駕駛員的反應(yīng)時間也有了相應(yīng)的增加。

（2）對路面的影響

大霧天氣影響駕駛員的能見度，大霧的濃度直接會影響到空氣的濕度，空氣的濕度直接影響到車輪與地面之間的摩擦系數(shù)，隨著相對濕度的增大，摩擦系數(shù)是在減小的。

當(dāng)車輪處于抱死狀態(tài)時，制動減速度只與地面摩擦系數(shù)有關(guān)，其表達(dá)式為：

ɑbmax=？漬sg （1）

式（1）中？漬s為地面摩擦系數(shù)，ɑbmax為制動減速度。不同的路面摩擦系數(shù)的條件下，能見度與制動距離的關(guān)系。

2.建立模型

為了能夠更好地了解在制動過程當(dāng)中，駕駛員反應(yīng)時間與地面摩擦系數(shù)對制動距離的影響， 假定初始車速假定為60km/h（16.7m/s）；將 2′為0.2s；將 2″為0.1s；單位化為m/s后得到制動距離表達(dá)式：

s=4.639 +1.157 （2）

編譯到MATLAB中得到的三維仿真曲面如圖1所示[4-5]。

以“+”標(biāo)記的為 1時間段內(nèi)的制動距離，以“？鄢”標(biāo)記的為 2′時間段內(nèi)的制動距離，以“×”標(biāo)記的為 2″時間段內(nèi)的制動距離，由于 3時間段內(nèi)的制動距離并非與 3相關(guān)，而是與 2″相關(guān)，所以此處并沒有標(biāo)出，從圖中可以看到 1階段與 2′階段皆為勻速運(yùn)動狀態(tài)，其斜率即為初始車速， 2″的制動距離方程為s2″=u0 2″-1/6（ɑbmax 2″2），應(yīng)為一個二次函數(shù)，由于此模型考慮實(shí)際情況，未將 2″的時間設(shè)置過長，所以其二次函數(shù)的特性看得不是特別明顯，為了能夠更加清楚其特性，圖2中描述了 2″的時間范圍設(shè)定為0.1s< 2″<4s時的制動時間與制動距離。

3.結(jié)論

霧霾對駕駛員的能見度和路面的摩擦系數(shù)有影響，能見度和摩擦系數(shù)對制動距離和制動時間有影響。從而反映出霧霾對制動時間和制動距離的關(guān)系。

參考文獻(xiàn)：

[1]白志鵬，董海燕，朱坦，等.灰霾與能見度研究進(jìn)展[J].過程工程學(xué)報，2006，6（2）：36-40.

[2]余志生.汽車?yán)碚揫M].第5版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009：89-101.

[3]徐華兵.基于能見度變化下交通流運(yùn)行特性與安全控制方法研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2012.

[4]張聚.基于MATLAB的控制系統(tǒng)仿真及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012

[5]龍利.MATLAB環(huán)境下控制系統(tǒng)實(shí)時仿真實(shí)驗(yàn)的研究[D].重慶：重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文，2005.