基于MADYMO的共享单车与汽车碰撞仿真研究

　　摘要：当前城市共享单车作为解决最后一公里提供了便捷方便的交通工具, 其在使用中与汽车发生碰撞的事故时有发生。本文立足双车模型, 采用MADYMO软件建立人车约束模型, 并分析了碰撞过程。

　　关键词：汽车; 单车; 事故; 仿真分析;

　　碰撞过程中双方驾乘人员受到的伤害主要有下面这几种情况[1-3]。第一类为一次碰撞造成的伤害, 如碰撞速度过大导致的加速度过高, 导致安全带的约束力过大对人体器官的挤压伤害, 二次伤害为接触伤害, 如车辆前部发生溃缩变形使得转向系统整体侵入乘员舱, 尤其是转向系统对人体的头部和肺部的挤压伤害以及车钥匙对膝盖骨的伤害等[4-6]。本文基于MADYMO分析对碰撞过程的相关参数进行剖析和讨论。

　　1、共享单车特点

　　(1) 车辆舒适便捷度高。相较于公交车, 单车点对点的便捷性及舒适性较高, 对于机动公共交通工具的换乘起到重要作用[7]。共享单车属于面式交通工具, 其自主性与对交通拥堵的适应能力强, 路线的选择和设置自由度较高。在短距离出行中相比于汽车和公交更节省时间, 更灵活。 (2) 经济节能。共享单车属于环保节能型交通工具, 其行驶过程无排放, 对环境无影响[8]。但是产业发展的快速扩张也带来了管理上的“未标准化”, 对现有交通资源形成了某些层面的破坏作用。具体的缺陷从三个方面谈: (1) 共享单车适用基础较广, 但天然存在与其他主流交通方式时空冲突大的缺点, 且当前对这一冲突的保护措施较少。 (2) 行业管理矛盾冲突多。共享单车生产改造存在一定的隐患, 冲击了现有城市公交体系, 对交通拥堵的干扰较大, 占道行驶, 逆向行驶等不良行为对正常秩序影响大。

　　总之, 单车的大量投入对交通的影响有利有弊, 但是时有发生的单车与汽车的碰撞事故需要进一步研究其碰撞过程, 防范于未然。

　　2、车辆模型建立

　　(1) 汽车模型。选用车型为大众帕萨特, 参数如下表:

汽车参数表

　　在MADYMO[11]中汽车模型如下图1所示:

图1 汽车模型

　　车辆几何尺寸如下图2所示:

图2 几何尺寸

　　(2) 单车模型。仿真所采用的自行车为摩拜单车, MADY-MO模型为多刚体模型如图3, 摩拜单车模型:

图3 摩拜共享单车

　　本次仿真采用的模型和第一阶段的一致, 如交叉路口状况, 车辆初始位置, 以及车辆初始速度, 汽车速度设为40km/h, 共享单车的初始速度均为20km/h, 对他们分别进行碰撞仿真, 我们将比较仿真之后的参数变化。

　　分析得出, 车辆质量增大时, 碰撞之后的速度也会增大, 但是对汽车速度的影响并不大, 且质量增大时会使汽车速度变化率增大, 但自行车的速度变化率反而由大变小, 碰撞角度以及总变形能也会随着质量的增大而增大。

　　3、结语

　　笔者认为共享单车对当前城市交通体系的补充作用明显, 共享单车的短距离出行能进一步对交通压力予以缓解。但是存在与汽车行驶碰撞安全的问题, 当前出于规避事故, 可以从车辆设计的角度进行优化。可行的一个改良测试可以从车辆的速度限制与提醒功能设计出发。具体为提高共享单车的自动化水平, 添加测速以及报警装置, 另外在车辆设计阶段便需要考虑不应将单车最高速度控制在高位。总结来看, 共享单车省力便捷, 行驶灵活, 对交通拥堵的对抗性较强。在近距离交通中占有较大的优势, 应该在未来的交流管理中予以重视, 规范治理, 更好的优化城市交通格局。

　　参考文献
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