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Driving Safety Analysis Using Grid-Based Water-Filled Rut Depth DistributionAnálisis de la seguridad de la conducción mediante la distribución de la profundidad de las roderas rellenas de agua basada en una cuadrícula

Resumen

El agua acumulada en los tramos de carretera bacheados supone una amenaza para la seguridad de los vehículos. Las roderas llenas de agua provocan la pérdida parcial o total de la fricción entre los neumáticos y la superficie de la carretera, lo que provoca riesgos para la seguridad de la conducción, como el hidroplaneo y el deslizamiento. En la actualidad, para analizar la seguridad de las roderas llenas de agua se adopta mayoritariamente la profundidad máxima del agua en las roderas de la izquierda y de la derecha, ignorando el cambio desigual de las roderas en la dirección de conducción y en la dirección de la sección transversal, lo que no puede reflejar completamente el impacto real de las roderas longitudinales asimétricas o desiguales en el vehículo. Con el fin de explorar el impacto de las roderas llenas de agua en la seguridad de la conducción, en este trabajo se establece un modelo de elementos finitos tridimensional (3D) de neumático-carretera para calcular el coeficiente de adherencia entre el neumático y la superficie de la carretera. Además, se establece un modelo del vehículo con coeficiente de adherencia a las roderas llenas de agua en 3D y se simula mediante el software de dinámica CarSim. Además, se analiza cuantitativamente la influencia de la diferencia de profundidad del agua entre las roderas izquierda y derecha en la seguridad de la conducción, y se establece un modelo de predicción de la seguridad de la roderas llenas de agua. Los resultados del estudio de caso muestran que (1) la longitud de los tramos de carretera peligrosos basados en el derrape del vehículo es mayor que la basada en el hidroplaneo, y la longitud de los tramos de carretera peligrosos basados en el hidroplaneo se subestima entre un 9,4% y un 100%; (2) a medida que la velocidad del vehículo desciende de 120 km/h a 80 km/h, la longitud de los tramos de carretera peligrosos obtenidos basados en el análisis del deslizamiento del vehículo se reduce en un 93,8%. Por lo tanto, para garantizar la seguridad de la conducción, el límite de velocidad se controla dentro de los 80 km/h para garantizar que el vehículo no derrape. El método propuesto proporciona una buena base para que los vehículos respondan activamente a la situación de la sección de carretera llena de agua.

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