Tiến Sĩ An toàn chuyển động của ô tô trong đêm khi sử dụng đèn chiếu sáng phía trước

LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT
NĂM 2014
MỤC LỤC
Lời cam đoan .
Lời cảm ơn .
Các ký hiệu dùng trong luận án
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ và đồ thị .
Mở đầu 1
Chương I. Tổng quan vấn đề nghiên cứu. 4
1.1. An toàn giao thông đường bộ . 4
1.2. An toàn giao thông đường bộ Việt Nam 7
1.2.1. Số lượng phương tiện và hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn an toàn kỹ thuật của phương tiện .7
1.2.2. Công trình đường bộ và việc tham gia giao thông ban đêm .8
1.2.3. Tình hình tai nạn giao thông đường bộ .9
1.3. Đánh giá an toàn chuyển động của ô tô .10
1.4. Phân tích, đánh giá những nghiên cứu có liên quan đến an toàn chuyển động của ô tô và đèn chiếu sáng phía trước của ô tô .12
1.4.1. Các tác giả trong nước 12
1.4.2. Các tác giả nước ngoài .13
1.4.3. Những vấn đề còn tồn tại theo hướng nghiên cứu của luận án 15
1.5. Nội dung nghiên cứu và giới hạn của đề tài .17
1.6. Kết luận Chương I .18
Chương II. Cơ sở khoa học xây dựng mô hình đánh giá an toàn chuyển động của ô tô trong đêm khi sử dụng đèn chiếu sáng phía trước 20
2.1. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng 20
2.2. Mắt người và thị giác 21
2.2.1. Hệ thống quang học của mắt 22
2.2.2. Một số tính năng thị giác .26
2.3. Mầu sắc ánh sáng đèn .30
2.3.1. Mầu và sắc 30
2.3.2. Các yêu cầu về mầu sắc ánh sáng .31
2.4. Đèn chiếu sáng phía trước ô tô .33
2.4.1. Các loại đèn ô tô 33
2.4.2. Kết cấu và phân loại đèn chiếu sáng phía trước ô tô .34
2.4.3. Hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật của đèn chiếu sáng phía trước ô tô .40
2.5. Chiếu sáng đường ô tô 48
2.6. Các yếu tố liên quan đến người lái 51
2.7. Các yếu tố liên quan đến phương tiện 53
2.8. Các yếu tố liên quan đến đường ô tô .56
2.9. Yếu tố về vận tốc và khoảng cách giữa các xe khi tham gia giao thông 56
2.10. Các yếu tố thời tiết .57
2.11. Kết luận Chương II .58
Chương III. Xây dựng và khảo sát mô hình đánh giá an toàn chuyển động của ô tô trong đêm khi sử dụng đèn chiếu sáng phía trước. 59
3.1. Mối quan hệ Người lái - Ô tô - Môi trường .59
3.2. Các dạng va chạm khi xảy ra tai nạn giao thông đường bộ và lựa chọn mô hình nghiên cứu 65
3.2.1. Các dạng va chạm và sơ đồ tai nạn .65
3.2.2. Lựa chọn mô hình nghiên cứu 68
3.3. Xây dựng phương pháp đánh giá an toàn chuyển động của ô tô 69
3.3.1 Quá trình phanh ô tô 69
3.3.2. Tầm nhìn thấy đối tượng của người lái trong đêm khi sử dụng đèn chiếu sáng phía trước .83
3.3.3. Vận tốc an toàn trong điều kiện tầm nhìn bị hạn chế 85
3.3.4. Phương pháp đánh giá an toàn chuyển động của ô tô 88
3.4. Kết luận Chương III .90
Chương IV. Nghiên cứu thực nghiệm .91
4.1. Xác định mục đích và nội dung thí nghiệm .91
4.1.1. Mục đích của thí nghiệm 91
4.1.2. Nội dung thí nghiệm .91
4.2. Thí nghiệm .92
4.2.1. Thí nghiệm đo tầm nhìn của người lái .92
4.2.2. Thí nghiệm đo hệ số bám của đường thử .102
4.2.3. Thí nghiệm đo hệ số hiệu quả phanh 107
4.2.4. Thí nghiệm đánh giá an toàn chuyển động của ô tô .110
4.2.5. Thí nghiệm đánh giá an toàn chuyển động của ô tô ở vận tốc 80 km/h 116
4.3. Kết luận Chương IV .118
Kết luận và kiến nghị . .119
Danh mục công trình công bố của tác giả .122
Danh mục tài liệu tham khảo 123
Phụ lục
MỞ ĐẦU
Ngày nay, ô tô đã trở thành loại phương giao thông phổ biến trong đời sống xã hội, góp phần tạo ra cơ sở vững chắc cho tiến bộ và văn minh nhân loại. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích vô cùng lớn đó, ô tô còn mang lại những hệ lụy không hề nhỏ cho xã hội loài người. Mỗi năm trên thế giới có hơn 5 triệu người bị tai nạn giao thông ở mức độ nghiêm trọng. Theo đánh giá của nhiều nước, tai nạn giao thông đường bộ gây ra tổn thất kinh tế chiếm khoảng từ 1% đến 2% GDP hàng năm. Có thể nói, dù ở đâu và bất cứ lúc nào, khi có người tham gia giao thông là ở đó tồn tại mối nguy hiểm do tai nạn giao thông gây ra, tai nạn giao thông thực sự đã trở thành vấn đề nóng của xã hội.
Việt Nam là một trong những nước có tỷ lệ tử vong vì tai nạn giao thông trên tổng số phương tiện đứng hàng đầu Thế giới. Đặc biệt, trong những năm gần đây, do số lượng phương tiện và lưu lượng tham gia giao thông tăng lên nhanh chóng nên số vụ tai nạn giao thông đường bộ cũng tăng đột biến và không có dấu hiệu giảm xuống.
Như vậy, có thể nói việc nghiên cứu về an toàn giao thông và các giải pháp kiềm chế tai nạn giao thông nói chung đang có tính cấp thiết và được cả xã hội quan tâm. Có rất nhiều yếu tố liên quan tới an toàn giao thông đường bộ. Để nghiên cứu về vấn đề này, người ta thường xem xét trong những điều kiện mất an toàn đặc trưng cụ thể, trên cơ sở đó đánh giá và đưa ra các giải pháp hạn chế nhằm giảm thiểu khả năng xảy ra tai nạn.
Khi vận hành ô tô trên đường, các yếu tố gây mất an toàn có thể xuất hiện đột ngột từ nhiều phía. Điều đầu tiên chúng ta cần quan tâm đó là người lái xe có phát hiện ra yếu tố nguy hiểm đó hay không, trên cơ sở đó với kỹ năng lái xe và các thiết bị an toàn trên xe liệu có đủ khả năng để xử lý tránh xảy ra tai nạn hay không. Điều này đặt ra yêu cầu cần phải xây dựng một mô hình tính toán an toàn chuyển động của ô tô trong những điều kiện giao thông cụ thể, với tầm quan sát của người lái bị giới hạn trong những điều kiện chiếu sáng cụ thể.
Xuất phát từ thực tế trên, việc thực hiện đề tài luận án “An toàn chuyển động của ô tô trong đêm khi sử dụng đèn chiếu sáng phía trước” là cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng.
Mục đích:
Trên cơ sở nghiên cứu tầm nhìn của người lái trong điều kiện sử dụng đèn chiếu sáng phía trước và khả năng phanh của ô tô để tính toán vận tốc an toàn của ô tô trong điều kiện chiếu sáng đó. Thí nghiệm để kiểm chứng các kết quả tính toán lý thuyết.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Loại phương tiện: Ô tô con và ô tô tải phù hợp với tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật của Việt Nam;
- Điều kiện vận hành: Ô tô vận hành trong đêm, sử dụng đèn chiếu sáng phía trước, đoạn đường xe hoạt động không được chiếu sáng bằng đèn đường, khi người lái phát hiện ra người đi bộ qua đường (thông qua sự chiếu sáng của đèn chiếu sáng phía trước) sẽ tiến hành phanh ô tô để không xảy ra tai nạn.
Phương pháp nghiên cứu:
Kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm. Trong đó, nghiên cứu lý thuyết tập trung vào xây dựng phương pháp đánh giá an toàn chuyển động của ô tô trong điều kiện tầm nhìn hạn chế, nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới tầm nhìn thấy đối tượng trên đường của người lái và tới an toàn chuyển động của ô tô. Các thí nghiệm sẽ được tiến hành để xác định thông số đầu vào phục vụ cho việc tính toán lý thuyết và kiểm chứng các kết quả tính toán lý thuyết.
Ý nghĩa khoa học:
- Luận án nghiên cứu về một vấn đề mới ở Việt Nam trên cả hai phương diện lý thuyết và thực nghiệm: Xây dựng phương pháp đánh giá an toàn chuyển động của ô tô trong đêm khi sử dụng đèn chiếu sáng phía trước. - Luận án nghiên cứu lý thuyết về tầm nhìn của người lái, các yếu tố ảnh hưởng tới tầm nhìn của người lái. Thông qua việc nghiên cứu đèn chiếu sáng phía trước với mục đích cung cấp thông tin bằng cách nhìn thấy cho người lái trong mối quan hệ với Đường - Ô tô - Môi trường để chạy xe an toàn, qua đó xây dựng phương pháp đo tầm nhìn thấy đối tượng trên đường của người lái trong điều kiện sử dụng đèn chiếu sáng phía trước.
- Ứng dụng các kiến thức vật lý quang học, lý thuyết ô tô, tài liệu chuyên ngành để đánh giá an toàn chuyển động của ô tô trong đêm khi sử dụng đèn chiếu sáng phía trước.
- Định hướng phát triển của các thế hệ đèn chiếu sáng phía trước của ô tô, bảo đảm khả năng quan sát của người lái và chống chói cho xe đi ngược chiều.
Ý nghĩa thực tiễn:
- Kết quả nghiên cứu của luận án góp phần nâng cao nhận thức của những người làm công tác quản lý chuyên ngành và người tham gia giao thông về vai trò của đèn chiếu sáng phía trước của ô tô đối với việc bảo đảm an toàn giao thông đường bộ.
- Đề xuất hoàn thiện quy chuẩn đèn chiếu sáng phía trước của ô tô, kiến nghị vận tốc an toàn của ô tô liên quan tới khả năng phanh và tầm nhìn của người lái.
- Hệ thống hóa theo mục đích nghiên cứu các khái niệm, thuật ngữ chuyên ngành và liên ngành của hệ thống Người lái - Ô tô - Đường (Môi trường). Luận án có thể là tài liệu tham khảo hữu ích phục vụ giảng dạy, nghiên cứu khoa học và xây dựng tiêu chuẩn, quy chuẩn liên quan đến an toàn chuyển động của ô tô.
Tính mới của luận án:
- Lần đầu tiên ở Việt Nam, vấn đề an toàn chuyển động của ô tô trong quan hệ với khả năng chiếu sáng của đèn chiếu sáng phía trước được nghiên cứu cơ bản bằng lý thuyết và thực nghiệm.
- Đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm bằng việc sử dụng các thiết bị hiện đại trong điều kiện cụ thể về ô tô, người lái, đường và thời tiết ở Việt Nam.