(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210668919.2 (22)申请日 2022.06.14 (71)申请人 一汽物流有限公司 地址 130000 吉林省长 春市长春汽车经济 技术开发区东 风大街708 8号 (72)发明人 金萧　邹晓强　李玉刚　李雪鹏　 董治泓　 (74)专利代理 机构 长春吉大专利代理有限责任 公司 22201 专利代理师 王淑秋　朱世林 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/06(2012.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 基于虚拟场景的汽车列车行驶通过性及性 能分析预测方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于虚拟场景的汽车列车 行驶通过性及性能分析预测方法， 包括建立道路 虚拟场景， 对拟通过的道路建立虚拟场景； 汽车 列车虚拟建模， 基于车辆轴距、 轮距、 载荷等信息 建立汽车列车多体动力学模型； 进行汽车列车在 道路虚拟场景的低速通过性分析； 进行汽车列车 最小转弯半径、 最高车速、 稳定性分析； 本发明可 以实现汽车列车运行通过性的预测， 提前规划可 行路线， 提高行驶安全性。 本发明采用道路设计 信息采集路面信息用于分析通过性， 效率高， 成 本低； 本发明不依赖于实车及传感器， 采用虚拟 技术进行通过性、 汽车列车稳定性的分析。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 114896820 A 2022.08.12 CN 114896820 A 1.一种基于虚拟场景的汽车列车 行驶通过性及性能分析 预测方法， 其特 征在于， 包括： 建立道路虚拟场景， 对拟通过的道路建立虚拟场景； 汽车列车虚拟建模， 基于车辆轴距、 轮距、 载荷等信息建立汽车列车多体动力学模型； 进行汽车列车在道路虚拟场景的低速通过性分析； 进行汽车列车最小转弯半径、 最高车速、 稳定性分析。 2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟场景的汽车列 车行驶通过性及性 能分析预测方 法， 其特征在于： 所述建立道路虚拟场景， 具体内容如下： 首先提取道路信息， 包括基于道路设计规划图建立道路虚拟场景， 其中主要包括道路 二维方向坐标、 道路宽度、 道路边缘坐标、 识别道路易积雪结冰路面设置地附着系 数路面、 路面最大最小坡度； 然后通过动力学 软件建立包 含以上路面信息的道路虚拟场景。 3.根据权利要求2所述的一种基于虚拟场景的汽车列 车行驶通过性及性 能分析预测方 法， 其特征在于： 所述汽车列车虚拟建模， 具体内容如下： 建立基于动力学软件的包含车辆结构及参数的机械系统动力学参数化模型， 包含汽车 列车动力学参数； 包含影响汽车列车运行性能及通过性的汽车总长、 宽、 高外轮廓， 悬架轴距、 轮距， 各车 体之间连接位置及连接形式几何参数， 悬架设计硬点、 连接结构、 衬套参数、 轮胎汽车底盘 动力学参数； 汽车列车虚拟建模过程中重点 考虑铰接点 位置及铰接形式； 通过对动力学软件二次开发增加相应的子类型后， 对各悬架系统赋予不同子类型， 实 现多轴悬架与车身的安装连接问题。 4.根据权利要求3所述的一种基于虚拟场景的汽车列 车行驶通过性及性 能分析预测方 法， 其特征在于： 所述进行汽车列车在道路虚拟场景的低速通过性分析， 具体内容如下： 首先进行汽车列车在虚拟场景道路循迹低车速运行， 通过控制汽车列 车模型转向盘转 角实现对虚拟道路循迹行驶， 并控制汽车列车模型循迹运行车速， 采集出汽车列车外轮廓 轨迹曲线， 通过列车外轮廓轨迹曲线与 虚拟道路边缘的最小间隙计算分析汽车列车在该道 路的通过性， 控制汽车列车在虚拟道路场景不同的循迹车速， 分析汽车列车运行轨迹受循 迹车速影响的变化。 5.根据权利要求4所述的一种基于虚拟场景的汽车列 车行驶通过性及性 能分析预测方 法， 其特征在于： 所述虚拟道路边缘的最小间隙计算， 包含最小间隙计算的自动化程序编写， 通过计算 汽车列车运行过程中某一时刻外轮廓与 道路边缘轨迹之 间直线距离， 寻找距离道路边缘轨 迹点最近的列车外轮廓轨迹点， 计算汽车列车外轮廓与相 近道路边缘之间的法向距离， 取 直线距离与法向距离中最小值作为此刻汽车列车最小间隙， 统计道路边缘轨迹中所有弯道 中的最小间隙以及整个运行过程中的最小间隙， 提前规划车辆在弯道的借道行驶， 为车辆 运行规则提供参数支持。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114896820 A 26.根据权利要求5所述的一种基于虚拟场景的汽车列 车行驶通过性及性 能分析预测方 法， 其特征在于： 所述统计道路边缘轨迹 中所有弯道中的最小 间隙以及整个运行过程中的最小间隙， 具 体内容如下： 设两个点A、 B坐标 分别为A(x1， y1)、 B(x2， y2)， A指道路边缘点、 B指列车外轮廓轨迹点； x1 指A点距坐标原点的X向距离， y1指A点距坐标原点的Y向距离， x2指B点距坐标原点的X向距 离， y2指B点距坐标原点的Y向距离 。 则A和B两点之间的距离为： 以数组A(m,2)为道路边缘点集合， m为道路边缘点个数， B(n,2)为列车外轮廓 轨迹点集 合， n为外轮廓点个数， C(m,n)为外轮廓与路边缘距离点矩阵， 矩阵C中每行向量中最小值即 是距离该道路边缘点的最小值， 统计出每个弯道中道路边缘点最小值可以作为汽车列车在 该弯道的通过性； C＝sqrt(sum(A‑B).^2) 则矩阵C中的最小值是整个运行过程中汽车列车距离道路边缘最小值， 反应整个运行 过程的通过性。 7.根据权利要求6所述的一种基于虚拟场景的汽车列 车行驶通过性及性 能分析预测方 法， 其特征在于： 所述进行汽车列车最小转弯半径、 最高车速、 稳定性分析， 具体内容如下： 通过对建立的汽车列车动力学模型施加六种常用工况输入： 转向盘角阶跃、 转向盘角 脉冲、 稳态回转、 弯道制动、 单移线、 最小转弯半径， 考察汽车列车各车体横摆角速度、 侧向 加速度、 侧倾角度、 转向盘转角、 放大系数参数， 依据标准所规定的试验 车速、 转向盘转角编 制汽车列车动力学模型分析工况， 使汽车列车按标准中规定的试验工况行驶考察车辆收敛 性、 稳定性、 安全性。 8.根据权利要求2所述的一种基于虚拟场景的汽车列 车行驶通过性及性 能分析预测方 法， 其特征在于： 建立道路虚拟场景应用道路设计图纸文件提取道路信息 。 9.根据权利要求1所述的一种基于虚拟场景的汽车列 车行驶通过性及性 能分析预测方 法， 其特征在于： 还 包括编制汽车列车运行指导文件， 规定最高车速及通过性分析。 10.根据权利要求7所述的一种基于虚拟场景的汽车列车行驶通过性及性能分析预测 方法， 其特 征在于： 所述依据标准为 《GBT  6323‑2014汽车操纵稳定性试验方法》 、 《GBT  25979‑2010道路车 辆重型商用汽车列车和铰接客车横向稳定性试验 方法》 、 《ISO  14792 2003Road vehicles – Heavy commercial  vehicles  and buses‑Steady‑state circular  tests》 、 《QC ‑T480‑ 1999_汽车操纵稳定性指标限值与评价方法》 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114896820 A 3