汽車(chē)安全剎車(chē)距離論文自述

1、 首先，我們仔細(xì)分析剎車(chē)的過(guò)程，發(fā)現(xiàn)剎車(chē)經(jīng)歷兩個(gè)階段： 在第一階段，司機(jī)意識(shí)到危險(xiǎn)，做出剎車(chē)決定，并踩下剎車(chē)踏板使剎車(chē)系統(tǒng)開(kāi)始起作用，汽車(chē)在反應(yīng)時(shí)間段行駛的距離為“反應(yīng)距離”； 在第二階段，從剎車(chē)踏板被踩下、剎車(chē)系統(tǒng)開(kāi)始起作用，到汽車(chē)完全停住，汽車(chē)在制動(dòng)過(guò)程“行駛”（輪胎滑動(dòng)摩擦地面）的距離為“制動(dòng)距離” 進(jìn)而可得出：剎車(chē)距離剎車(chē)距離=反應(yīng)距離反應(yīng)距離+制動(dòng)距離制動(dòng)距離 反應(yīng)距離階段反應(yīng)距離階段 根據(jù)常識(shí)，可以假設(shè)汽車(chē)在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)車(chē)速?zèng)]有改變，也就是說(shuō)在此瞬間汽車(chē)做勻速直勻速直線運(yùn)動(dòng)線運(yùn)動(dòng)，反應(yīng)時(shí)間取決于駕駛員狀況和汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的靈敏性,與汽車(chē)的型號(hào)沒(méi)有關(guān)系，而在不同年齡段的司機(jī)狀況（包括反應(yīng)

2、、警覺(jué)性、視力等）有一定差別，因此在這研究中可以考慮分年齡段研究反應(yīng)距離；正常情況下，汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的靈敏性都非常好，與駕駛員狀況相比，可以忽略。 假設(shè)汽車(chē)在平直道路上行駛，駕駛員緊急剎車(chē)，一腳把剎車(chē)踏板踩到底，汽車(chē)在剎車(chē)過(guò)程沒(méi)有轉(zhuǎn)方向； 汽車(chē)在反應(yīng)階段做勻速直線運(yùn)動(dòng)，立即得到反應(yīng)距離：d= t v 制動(dòng)距離階段制動(dòng)距離階段 在制動(dòng)過(guò)程，汽車(chē)的輪胎產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦，車(chē)速?gòu)膙迅速減慢，直到車(chē)速變?yōu)?，汽車(chē)完全停止。用物理的語(yǔ)言來(lái)陳述，那就是：汽車(chē)制動(dòng)力使汽車(chē)做減速運(yùn)動(dòng)，汽車(chē)制動(dòng)力做功導(dǎo)致汽車(chē)動(dòng)能的損失。 假設(shè)汽車(chē)在制動(dòng)過(guò)程做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a只與車(chē)型有關(guān)，同車(chē)型時(shí)為常數(shù)，制動(dòng)力所做的功只等于汽車(chē)

3、動(dòng)能的損失； 根據(jù)牛頓第二定律和上述假設(shè)，汽車(chē)在制動(dòng)過(guò)程做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a是常數(shù)，有 F=ma；再根據(jù)功能原理，汽車(chē)制動(dòng)力所做的功等于汽車(chē)動(dòng)能的損失：Fd=mv/2；所以d=v/2a 令，k=1/(2a)，就得到制動(dòng)距離： d=kv 從分析結(jié)果可知：從分析結(jié)果可知： 剎車(chē)距離剎車(chē)距離=反應(yīng)距離反應(yīng)距離+制動(dòng)距離制動(dòng)距離 剎車(chē)距離模型：剎車(chē)距離模型：d= +kv t v 本文的汽車(chē)制動(dòng)距離數(shù)據(jù)來(lái)自汽車(chē)之家網(wǎng)數(shù)據(jù)擬合 采用最小二乘法進(jìn)行擬合： 利用公式：S=（kv-d）進(jìn)行求解： 解答時(shí)先對(duì)S求導(dǎo)可得：S=2k（v）-2dv 令S=0 ，可求得k值：82i1822122 ()iiiivdk

4、v數(shù)據(jù)處理 先對(duì)各類(lèi)型汽車(chē)的剎車(chē)曲線進(jìn)行描點(diǎn)取值 進(jìn)而利用Office excel進(jìn)行計(jì)算，得到例表： 制動(dòng)距離距離d(m)車(chē)速（km/h)車(chē)速v(m/s)v2dv41.9210027.778771.60564691.3581190748.36234.429025.000625.00043025.000781250.00027.328022.222493.82726982.716487730.52921.127019.444378.08615970.370285898.68215.426016.667277.7788566.667154320.98810.425013.889192.90140

5、20.06274421.7736.924011.111123.4571708.64230483.1583.92308.33369.444544.4449645.062 222 v 對(duì)表格中五列與六列數(shù)據(jù)進(jìn)行求和 =165509.259 =3014498.552 進(jìn)而代入 求出K值 k=0.055 得出剎車(chē)距離模型：82i 12iiv d82212()iiv82i1822122()iiiivdkv青年組中年組老年組剎車(chē)模型d=1.278v+0.055vd=1.218v+0.055vd=1.371v+0.055v 一、利用剎車(chē)模型的公式可以知道，當(dāng)汽車(chē)的速度越快，那么要使汽車(chē)完全停下來(lái)的剎車(chē)距離就

6、越遠(yuǎn)，由于正常情況下同一年齡段的司機(jī)狀況是差別不大，則同一年齡段的司機(jī)反應(yīng)時(shí)間t可被視為常數(shù)，因此由反應(yīng)距離公式d=tv可知，反應(yīng)距離d隨速度v的增大而增大，并以固定倍數(shù)增長(zhǎng)。而由剎車(chē)距離公式d=tv+kv知，當(dāng)速度v增大的時(shí)，汽車(chē)的剎車(chē)距離d不是以固定的倍數(shù)增大，而是隨著速度v的增大呈二次函數(shù)增長(zhǎng)。 二、從研究的數(shù)據(jù)表明，由于汽車(chē)的質(zhì)量、制動(dòng)力大小、性能不同，剎車(chē)系統(tǒng)也不同，因此擬合的k值也不同，導(dǎo)致其剎車(chē)距離也不同。 三、因?yàn)橥荒挲g段的司機(jī)反應(yīng)時(shí)間是被視為常數(shù)t的，而制動(dòng)距離則是被看為勻減速的過(guò)程，可利用勻減速的速度公式v=at及比例常數(shù)k= ,知v= t，即隨著汽車(chē)速度v的增長(zhǎng)，其剎車(chē)

7、所需的時(shí)間就越長(zhǎng),且以 倍增長(zhǎng)。 12 a12k12k模型的應(yīng)用模型的應(yīng)用 對(duì)于該模型的應(yīng)用可從剎車(chē)距離與剎車(chē)時(shí)間兩個(gè)對(duì)于該模型的應(yīng)用可從剎車(chē)距離與剎車(chē)時(shí)間兩個(gè)方面給予不同年齡段的司機(jī)不同的建議：方面給予不同年齡段的司機(jī)不同的建議： 不同年齡段的司機(jī)可運(yùn)用測(cè)距儀所測(cè)與前車(chē)距離，進(jìn)而參照表中數(shù)值駕駛。當(dāng)汽車(chē)行駛速度在以下數(shù)據(jù)的某一范圍內(nèi)，司機(jī)就要保證自己車(chē)與前面車(chē)的距離不小于安全車(chē)距。 不同年齡段的司機(jī)在開(kāi)車(chē)時(shí)，可利用公路上的某一標(biāo)志物為參考，從前車(chē)經(jīng)過(guò)這一標(biāo)志物開(kāi)始根據(jù)下表提供的時(shí)間數(shù)據(jù)，默數(shù)自己經(jīng)過(guò)這一標(biāo)志物的時(shí)間不宜快于剎車(chē)時(shí)間。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：模型可以給大多數(shù)公路汽車(chē)駕駛員以駕駛參考，解決大部分汽車(chē)的安全剎車(chē)距離的預(yù)測(cè)問(wèn)題，可有效的利用于減少因汽車(chē)追尾事件所造成的交通事故，因此可以對(duì)模型進(jìn)行推廣運(yùn)用。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：沒(méi)有全面的收集到各種天氣及其他道路情況下的汽車(chē)剎車(chē)數(shù)據(jù)，對(duì)于剎車(chē)數(shù)據(jù)的取值過(guò)程存在誤差，導(dǎo)致K值的擬合存在偏差。同時(shí)在汽車(chē)高速行駛遺漏了某些不容忽視的因素，導(dǎo)致模型的數(shù)據(jù)整合不具完全可信度。 改進(jìn)：改進(jìn)：本文在分析反應(yīng)時(shí)間t時(shí)所提供的數(shù)據(jù)不具很強(qiáng)說(shuō)服力且年齡段選取考慮