一种基于三波护栏碰撞仿真的超高速公路防撞系统优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于三波护栏碰撞仿真的超高速公路防撞系统优化方法，属于交通工程安全领域。该方法包括：建立三波护栏‑车辆有限元仿真模型，设置典型碰撞工况并提取响应指标；构建包含最大变形、碰撞力、吸能量、乘员伤害等参数的综合性能函数；通过拉丁超立方采样与灵敏度分析确定关键设计变量；利用非支配排序遗传算法在约束条件下进行结构参数优化，生成最优护栏配置方案。所述方法可适配不同车型和道路类型，显著提升护栏吸能效率与乘员安全性，最终输出标准化护栏设计参数、仿真报告及布设图纸，适用于超高速公路复杂场景下的防撞结构设计优化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及交通工程安全，具体为一种基于三波护栏碰撞仿真的超高速公路防撞系统优化方法。

技术介绍

1、近年来，随着我国交通基础设施建设的快速推进，超高速公路作为一种新型的高等级公路形态正在逐步建设与推广。所谓“超高速公路”是指其设计时速超过140km/h，部分区段甚至达到160km/h以上，较传统高速公路在设计理念、运行环境与安全保障方面均有显著提升。然而，高速行驶所带来的高动能水平也对道路交通安全系统提出了前所未有的挑战，尤其是在车辆失控、偏离车道或发生碰撞的突发情况下，传统防撞结构往往难以发挥有效的缓冲与保护作用，从而增加交通事故的严重程度与二次伤害风险。

2、在众多道路安全设施中，波形梁护栏作为广泛布设于高速公路中央隔离带与边缘的主要防撞设备，其设计性能直接关系到事故缓解效果和乘员安全保障。当前国内外主流应用的三波护栏结构，通常由波形钢板、立柱及连接构件组成，其核心功能在于在车辆碰撞瞬间吸收一定的动能、限制车辆越出路面，并通过一定的回弹控制将车辆引导回安全车道。这种结构在常规时速下(如100–120km/h)具备良好的应用效果，在大量实本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于三波护栏碰撞仿真的超高速公路防撞系统优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三波护栏的结构参数包括：波形钢板厚度t：影响护栏抗弯刚度；立柱间距s：影响整体抗冲击连续性；立柱埋深h：影响立柱锚固稳定性；屈服强度σy：表示护栏钢材的屈服极限，上述参数构成设计变量集合P＝{t,s,h,σy}。

3.根据权利要求2所述的一种基于三波护栏碰撞仿真的超高速公路防撞系统优化方法，其特征在于，对所述变量集合P使用拉丁超立方采样生成N组仿真输入样本，并计算每个变量pj∈P对综合性能函数J的灵敏度，定义灵敏度系数为：

...

【技术特征摘要】

1.一种基于三波护栏碰撞仿真的超高速公路防撞系统优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三波护栏的结构参数包括：波形钢板厚度t：影响护栏抗弯刚度；立柱间距s：影响整体抗冲击连续性；立柱埋深h：影响立柱锚固稳定性；屈服强度σy：表示护栏钢材的屈服极限，上述参数构成设计变量集合p＝{t,s,h,σy}。

3.根据权利要求2所述的一种基于三波护栏碰撞仿真的超高速公路防撞系统优化方法，其特征在于，对所述变量集合p使用拉丁超立方采样生成n组仿真输入样本，并计算每个变量pj∈p对综合性能函数j的灵敏度，定义灵敏度系数为：

4.根据权利要求3所述的一种基于三波护栏碰撞仿真的超高速公路防撞系统优化方法，其特征在于，从变量集合p中选择灵敏度系数sj最大的若干个参数构成优化子集p′＝{p1,...,pk}，并在如下约束下执行nsga-ii多目标优化：

5.根据权利要求1所述的一种基于三波护栏碰撞仿真的超高速公路防撞系统优化方法，其特征在于，所述综合性能函数j可拆解为以下两个子目标：安全性指标函数：

6.根据权利要求4所述的一种基于三波护栏碰撞仿真的超高速公路防撞系统优化方法，其特征在于，从所述nsga-ii优化得到的pareto解集中，筛选满足以下性能约束的最优设计解：...

【专利技术属性】
技术研发人员：何永明，隋胜春，金玉凤，孙国斌，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载 我是这个专利的主人