ANALIZA MOŻLIWOŚCI DETEKCJI ZDARZEŃ KRYTYCZNYCH Z UDZIAŁEM MOTOCYKLA Cz. I. WYKORZYSTANIE DRGAŃ I WIBRACJI MOTOCYKLA

Podobne dokumenty
ANALIZA MOŻLIWOŚCI DETEKCJI ZDARZEŃ KRYTYCZNYCH Z UDZIAŁEM MOTOCYKLA Cz. II. WYKORZYSTANIE EMISJI DŹWIĘKU MOTOCYKLA

Mechanika ruchu / Leon Prochowski. wyd. 3 uaktual. Warszawa, Spis treści

KONCEPCJA I UKŁADOWA REALIZACJA SYSTEMU DETEKCJI ZDARZEŃ KRYTYCZNYCH Z UDZIAŁEM MOTOCYKLI

BADANIA WARUNKÓW PRACY LOKATORA AKUSTYCZNEGO

1.5 Diesel 88 kw (120 KM) Parametry silników Pojemność (cm³)

1.5 Diesel 88 kw (120 KM)

13. WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK ORAZ PRZEŁOŻENIA UKŁADU KIEROWNICZEGO

MODEL STANOWISKA DO BADANIA OPTYCZNEJ GŁOWICY ŚLEDZĄCEJ

KARTY POMIAROWE DO BADAŃ DROGOWYCH

SPIS TREŚCI WPROWADZENIE... 9

Dane techniczne. Nowe BMW serii 5 Limuzyna. 530i, 530i xdrive.

'MAPOSTAW' Praca zespołowa: Sylwester Adamczyk Krzysztof Radzikowski. Promotor: prof. dr hab. inż. Bogdan Branowski

Załącznik Nr 1 do SIWZ

Pojazdy przeciążone zagrożeniem dla trwałości nawierzchni drogowych: metody przeciwdziałania

OKREŚLENIE WPŁYWU WYŁĄCZANIA CYLINDRÓW SILNIKA ZI NA ZMIANY SYGNAŁU WIBROAKUSTYCZNEGO SILNIKA

SYSTEMY SYSTEM KONTR OLI TRAKCJI OLI ukła uk dy dy be zpiec zeńs zpiec zeńs a tw czyn czyn

Siły i ruchy. Definicje. Nadwozie podatne skrętnie PGRT

Dane techniczne. Nowe BMW X1. sdrive16d.

WYKRYWANIE USZKODZEŃ W LITYCH ELEMENTACH ŁĄCZĄCYCH WAŁY

BADANIA SYMULACYJNE PROCESU HAMOWANIA SAMOCHODU OSOBOWEGO W PROGRAMIE PC-CRASH

Teoria ruchu pojazdów samochodowych

Cysterny. Informacje ogólne na temat samochodów cystern. Konstrukcja. Nadwozia typu cysterna uważane są za bardzo sztywne skrętnie.

Rowery, motorowery, czterokołowce. Definicje, warunki dopuszczenia do ruchu drogowego

Zadania na egzaminie państwowym ( plac manewrowy ):

Temat ćwiczenia. Pomiar hałasu zewnętrznego emitowanego przez pojazdy samochodowe

Dane techniczne. Nowe BMW X3. M40i

M{ZD{ CX _15R1_CX3_V3_COVERS.indd /05/ :22:22

O 2 O 1. Temat: Wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 150

RÓWNANIE DYNAMICZNE RUCHU KULISTEGO CIAŁA SZTYWNEGO W UKŁADZIE PARASOLA

Materiały pomocnicze 5 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej

Informacja prasowa. Istotne zmiany odświeżonej Kia Sorento. Paryż, DANE TECHNICZNE (EUROPA)

Dwa w jednym teście. Badane parametry

NPR85 P Série Bleu

Wszystko co chcielibyście wiedzieć o badaniach technicznych

BUDOWA DRÓG - LABORATORIA

JEDNOSTKI WYSOKOPRĘŻNE

Kąty Ustawienia Kół. WERTHER International POLSKA Sp. z o.o. dr inż. Marek Jankowski

I. Kontrola stanu technicznego układu wydechowego i poziomu hałasu zewnętrznego podczas postoju pojazdu. Kontrola organoleptyczna - I etap

JEDNOSTKI WYSOKOPRĘŻNE

BADANIA EKSPERYMENTALNE I SYMULACYJNE WĘŻYKOWANIA PRZEGUBOWYCH POJAZDÓW PRZEMYSŁOWYCH NA PODWOZIU KOŁOWYM. Piotr Dudziński, Aleksander Skurjat 1

U2, 4-cylindrowy, rzędowy 16-zaworowy DOHC, turbosprężarka z zaworem upustowym (WGT) / 1396 cm obr/min

Instrukcja do ćwiczenia jednopłaszczyznowe wyważanie wirników

Cysterny. Informacje ogólne na temat samochodów cystern. Konstrukcja PGRT. Nadwozia typu cysterna uważane są za bardzo sztywne skrętnie.

ZUPEŁNIE NOWE. volvo V40 ZACZYNA SIĘ OD CIEBIE

Dane techniczne. Nowe BMW X4 M. X4 M.

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego PROGRAM SZKOLENIA

BMW Motorrad. Radość z jazdy. Instrukcja obsługi. Podstawka montażowa

Analiza możliwości ograniczenia drgań w podłożu od pojazdów szynowych na przykładzie wybranego tunelu

KRYTERIA OCENY PARAMETRÓW KÓŁ POJAZDÓW POWYPADKOWYCH

Nowa Kia pro_cee d w sprzedaży już od wiosny 2013

Metoda "2 w 1" w praktyce diagnostycznej

NLR85A - Ls 35. długość podana z uwzględnieniem pojazdu równomiernie załadowanego oraz obciążonego zgodnie z dopuszczalnym naciskiem na oś (2)

SPRAWDZANIE STANU TECHNICZNEGO. MOTOCYKL YAMAHA XJ6N PRZEZNACZENIE EGZAMIN NA PRAWO JAZDY KAT. A

Przyspieszenie współczesnych motocykli i jego wpływ na bezpieczeństwo ruchu drogowego

2. Zakres budowy motoroweru lub motocykla i zasady obsługi technicznej.

FIAT KTÓREGO WYBRAŁEŚ

dr hab. inż. Jacek Dziurdź, prof. PW Warszawa, r. Instytut Podstaw Budowy Maszyn Politechnika Warszawska

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA TRANSPORTU 1) z dnia 1 września 2006 r. (Dz. U. z dnia 14 września 2006 r.)

Warszawa, dnia 7 września 2012 r. Poz. 997 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA TRANSPORTU, BUDOWNICTWA I GOSPODARKI MORSKIEJ 1) z dnia 3 sierpnia 2012 r.

2. Wymagania techniczne dla odbiorów jednostkowych

BARAŃSKA Marta 1 DEJA Agnieszka 2 BUBKA Jolanta 3

Państwowe Gospodarstwo Leśne Lasy Państwowe reprezentujące Skarb Państwa Regionalna Dyrekcja Lasów Państwowych w Szczecinie,

Konfiguracja układów napędowych. Opracował: Robert Urbanik Zespół Szkół Mechanicznych w Opolu

WYKORZYSTANIE OPROGRAMOWANIA ADAMS/CAR RIDE W BADANIACH KOMPONENTÓW ZAWIESZENIA POJAZDU SAMOCHODOWEGO

Badania zderzeniowe infrastruktury drogowej Porównywalność wyników badań

Nr O ROB /ID/11/1

Globalny Partner na rzecz bezpiecznego świata

Uszkodzenia Pojazdów Szynowych Wywołane Usterkami Toru Kolejowego

Test powtórzeniowy nr 1

Moment obrotowy i moc silnika a jego obciążenie (3)

ANALiZA WPŁYWU PARAMETRÓW SAMOLOTU NA POZiOM HAŁASU MiERZONEGO WEDŁUG PRZEPiSÓW FAR 36 APPENDiX G

Załącznik Nr 1 do SIWZ

SPIS TREŚCI RACJONALNA JAZDA Z UWZGLĘDNIENIEM PRZEPISÓW BEZPIECZEŃSTWA... 9

Typ ramy F700 F800 F950 F957 F958 Szerokość ramy i tolerancja (mm) ,5 R11 R11

Badania doświadczalne wielkości pola powierzchni kontaktu opony z nawierzchnią w funkcji ciśnienia i obciążenia

Dane techniczne. Nowe BMW Z4. Z4 sdrive20i.

Układ kierowniczy. Potrzebę stosowania układu kierowniczego ze zwrotnicami przedstawia poniższy rysunek:

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

NLR85 - L 35 Série Bleu. Wymiary oraz zalecane rozmiary tylnej zabudowy

Zagrożenia niechronionych uczestników ruchu (III) Motocykliści i motorowerzyści

FORD TRANSIT ECOBLUE EDITION

PL B1. POLITECHNIKA WARSZAWSKA, Warszawa, PL

WYZNACZENIE WSPÓŁCZYNNIKA OPORU TOCZENIA I WSPÓŁCZYNNIKA OPORU POWIETRZA

Ocena nawierzchni drogowych z wykorzystaniem platformy S-mileSys w obszarze inteligentnego miasta

ANALIZA MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA BADAŃ STANOWISKOWYCH DO OCENY STABILNOŚCI POJAZDU JEDNOŚLADOWEGO

Twoja DUSTER zł. Kod konfiguracji KFG36T

Teoria maszyn mechanizmów


ZAŁĄCZNIK Nr 4 WZÓR WNIOSEK O PRZEPROWADZENIE BADANIA ZGODNOŚCI POJAZDU MARKI "SAM" Z WARUNKAMI TECHNICZNYMI

MOBILNE STANOWISKO DO BADAŃ DYNAMIKI POJAZDÓW

LODGY. Twoja DACIA LODGY zł. Kod konfiguracji FVOG9S

PRZESTRZENNY MODEL PRZENOŚNIKA TAŚMOWEGO MASY FORMIERSKIEJ

Zasady i kryteria zaliczenia: Zaliczenie pisemne w formie pytań opisowych, testowych i rachunkowych.

BADANIA SYMULACYJNE UKŁADU ZAWIESZENIA POJAZDU SAMOCHODOWEGO W ŚRODOWISKU ADAMS/CAR SIMULATION RESEARCH OF CAR SUSPENSION SYSTEM IN ADAMS/CAR SOFTWARE

Dane techniczne Obowiązują dla roku modelowego Amarok

Równa Równ n a i n e i ru r ch u u ch u po tor t ze (równanie drogi) Prędkoś ędkoś w ru r ch u u ch pros pr t os ol t i ol n i io i wym

ZAŁĄCZNIKI. rozporządzenia delegowanego Komisji (UE).../...

Wykaz tematów w zakresie prawa jazdy kategorii A

ZESTAW BEZPRZEWODOWYCH CZUJNIKÓW MAGNETYCZNYCH DO DETEKCJI I IDENTYFIKACJI POJAZDÓW FERROMAGNETYCZNYCH

Transkrypt:

Dr hab. inż. Jan PIETRASIEŃSKI, prof. WAT Dr inż. Dariusz RODZIK Mgr inż. Witold BUŻANTOWICZ Mgr inż. Jakub MIERNIK Wojskowa Akademia Techniczna Mgr inż. Krzysztof PARAMUSZCZAK KERATRONIK SA ANALIZA MOŻLIWOŚCI DETEKCJI ZDARZEŃ KRYTYCZNYCH Z UDZIAŁEM MOTOCYKLA Cz. I. WYKORZYSTANIE DRGAŃ I WIBRACJI MOTOCYKLA Streszczenie: W referacie poddano analizie możliwości detekcji zdarzeń krytycznych z udziałem motocykla na podstawie drgań i wibracji. Pod tym kątem zaprezentowano wybrane wyniki rejestracji parametrów ruchu motocykla w warunkach miejskich i terenowych. Zwrócono uwagę na główne problemy występujące podczas detekcji i analizy zarejestrowanych przebiegów. ANALYSIS OF THE POSSIBILITIES OF CRITICAL INCIDENT DETECTION WITH MOTORCYCLE S PARTICIPATION PART I. USE OF THE MOTORCYCLE S VIBRATIONS Abstract: In this paper, the possibilities of critical incident detection with motorcycle s participation are discussed. The first part of article refers to usage of vibrations. The results of motorcycle s movement parameters registrations (in the urban environment and in the terrain) are presented. The major problems appearing during detection and analysis of registered parameters are highlighted. 1. WPROWADZENIE W ostatnich kilku latach tak w Polsce, jak i w krajach Unii Europejskiej można zauważyć na drogach coraz większą liczbę pojazdów jednośladowych, w tym również motocykli. Statystyki dowodzą, że w Polsce w roku 2008 nastąpił 40% wzrost sprzedaży motocykli w porównaniu z rokiem 2007 [1]. Warto dodać, że w cytowanym zestawieniu w latach 2006-2008 odnotowano wzrost liczby rejestrowanych motocykli o 116%. Niestety, wraz ze wzrostem liczby pojazdów jednośladowych na drogach, zarysował się także rosnący trend liczby wypadków i kolizji drogowych z udziałem motocykli. W roku 2009 zginęło w wypadkach aż o 50,2% motocyklistów więcej, a liczba osób rannych wzrosła o 69,8% w stosunku do 2008 r. [2]. Zasadne stało się więc podjęcie przez warszawską firmę KERATRONIK SA wspólnie z pracownikami Instytutu Systemów Mechatronicznych Wojskowej Akademii Technicznej prac badawczo-rozwojowych mających na celu opracowanie prototypu systemu detekcji zdarzeń krytycznych z udziałem motocykli. Pod pojęciem zdarzenia krytycznego z udziałem motocykla przyjęto rozumieć każde nie dające się przewidzieć zdarzenie drogowe, w którym bierze udział co najmniej jeden 723

motocykl, a które skutkuje zagrożeniem życia bądź zdrowia ludzkiego, znacznym uszkodzeniem pojazdów uczestniczących lub innymi szkodami w mieniu. W czasie prowadzenia badań przyjęto założenie, że zdarzenia krytyczne z udziałem motocykli mogą być wykrywane na podstawie zaobserwowanych symptomów w wyniku monitorowania drgań i wibracji, emisji dźwięku motocykla oraz analizy obrazu. Niniejsza praca jest syntetycznym opisem podejścia autorów do rozwiązania problemu detekcji zdarzenia krytycznego na podstawie monitorowania parametrów kinematycznych i dynamicznych układu motocyklista motor (M M) i stanowi tylko część szerzej opisanych rozwiązań [3-5]. 2. KINEMATYKA I DYNAMIKA UKŁADU MOTOCYKL MOTOCYKLISTA Zakłada się, że motocykl porusza się prosto na płaskiej, poziomej drodze z pewną szybkością. Motocyklista jest uważany za ciało sztywne mocowane do tylnej ramy, która nie może wywierać żadnego wpływu na motocykl. Geometryczny układ typowego motocykla przedstawiono na rys. 1. a) b) Rys. 1. Schemat motocykla [6]: a) standardowa geometria; b) zawieszenie 724

Ponadto przyjęto, że motocykl posiada sztywne zawieszenie. Z punktu widzenia kinematyki jest to układ przestrzenny, którego ruch można opisać za pomocą czterech następujących współrzędnych: kąta kierownicy ( ), kąta przechylenia ( r ), kąta odchylenia ( sa ), bocznego przemieszczenia środka masy (CM). Przyjmuje się, że układ motor - motocyklista składa się z dwóch części (patrz rys. 2): tylnej ramy, w tym: kierowcy, silnika, zbiornika paliwa, siedzenia i tylnego koła; przedniej ramy, w tym: widelca, kierownicy i przedniego koła. a) b) Rys. 2. Przyjęty model motocykla (a) oraz koła (b) Podczas ruchu opony są wolne do ślizgu, więc wytwarzają siły boczne, które są liniową funkcją kątów ślizgu i kąta pochylenia kół. Siły te, z praktycznego punktu widzenia można uznać za sprężyste. 725

Mając powyższe założenia na uwadze, przyjmuje się dodatkowo, że oś kierownicy nie może poruszać się na boki. Motocykl może więc być traktowany jako dwa oddzielone od siebie systemy z jednym stopniem swobody każdy: przedniej ramy oscylującej wokół osi kierownicy, w którym siła boczna opony z przodu (z normalnym szlakiem jako dźwigni) działa jako siła przywrócenia; do tylnej ramy oscylujących wokół osi kierownicy, na której siła boczna tylnej opony (dźwignia proporcjonalna do rozstawu osi kół) działa jako siła przywrócenia. Można wyróżnić dwa rodzaje drgań przedniej ramki wokół osi kierownicy, zwane drganiami chybotania na boki oraz oscylacji tyłu ramki wokół osi kierownicy, zwane falowaniem. Częstotliwość drgań chybotania określić można z zależności [6]: c 1 2 k f n I cos f (1) gdzie: n normalna do kierunku jazdy; I f moment bezwładności przedniej ramki wokół osi kierownicy; k sztywność przedniej opony; f kąt główki ramy. Natomiast, częstotliwość drgań falowania określić można z zależności: f k r l cos I gdzie: l długość ramienia tylnej opony w stosunku do osi kierownicy; I r moment bezwładności tylnej ramy wokół osi kierownicy; k r sztywność tylnej opony. 1 2 r (2) 3. REJESTRACJA PARAMETRÓW CHARAKTERYSTYCZNYCH RUCHU MOTOCYKLA W WARUNKACH MIEJSKICH I TERENOWYCH W pierwszym etapie pomiarów przeprowadzono rejestrację podstawowych parametrów kinematycznych ruchu motocykla podczas jazdy miejskiej i w warunkach terenowych [7]. Ten etap badań obejmował realizację zbioru zadań testowych, opisujących w sposób możliwie wierny zachowanie motocykla w sytuacjach typowych. Do sytuacji takich zaliczono: przejazd po nawierzchni płaskiej, po nawierzchni wyboistej, pokonywanie zakrętów dróg, gwałtowne przyspieszanie i hamowanie, pokonywanie poprzecznych przeszkód na drodze. W związku z tak przedstawionym zadaniem zaprojektowano i przeprowadzono serię testów pozwalających na zgromadzenie danych pomiarowych w ilości niezbędnej do dalszej analizy. Pomiary przeprowadzono za pomocą 3-współrzędnych akcelerometrów (MSR). Podczas testów oba czujniki umieszczone zostały pod siedzeniem pojazdu, wzdłuż osi głównej (osi jazdy) motocykla, którą oznaczono jako X. Oś poprzeczną do kierunku jazdy, a równoległą do powierzchni ziemi, opisano jako Y, zaś oś pionową Z (por. rys. 3). 726

X Y Rys. 3. Układ współrzędnych przyjęty dla czujników MSR Przykładowe wyniki zarejestrowanych przebiegów przedstawiono na rys. 4-8. Z Rys. 4. Dane pozyskane z urządzenia MSR podczas wielokrotnego przyspieszania i hamowania motocyklem Rys. 5. Dane pozyskane z urządzenia MSR podczas gwałtownego hamowania 727

Rys. 6. Dane pozyskane z urządzenia MSR podczas przejazdu po płytach betonowych Rys. 7. Zbliżenie przebiegu uzyskanego dla czujnika MSR podczas ciągłej jazdy terenowej z prędkością 30-50 km/h 728

Rys. 8. Zbliżenie przebiegu uzyskanego dla czujnika MSR podczas najazdu na przeszkodę poprzeczną 4. PODSUMOWANIE Podczas zdarzeń krytycznych, w szczególności zderzeń z przeszkodami, występują znaczne siły bezwładności oraz momenty sił. Motocyklista oraz motocykl poddani zostają znacznym przeciążeniom, wielokrotnie przekraczającym wartości występujące w normalnych warunkach jazdy. Przeprowadzone testy wykazały, że głównym problemem występującym podczas analizy danych przez projektowany system detekcji zdarzeń krytycznych będzie zagadnienie poprawnego oddzielenia rejestrowanych zjawisk kinematycznych związanych z ruchem motocykla od drgań konstrukcji będących konsekwencją pracy układu napędowego (silnika i skrzyni biegów) [8]. Poprawna detekcja zjawisk znajdujących swoje odzwierciedlenie w rejestrowanych przez akcelerometry przebiegach stanowi w tym przypadku kwestię kluczową. Drgania generowane przez silnik motocykla przenoszone są na rejestratory, co w konsekwencji skutecznie uniemożliwia wykorzystanie danych zapisywanych wprost do detekcji zdarzeń krytycznych. Przy przeciążeniach wynikających ze zjawisk kinematycznych rzędu 1-1,5 g i tych pochodzących od drgań konstrukcji na poziomie 8-10 g otrzymuje się stosunek mocy sygnału do mocy szumu na poziomie 1 : 60. W związku z tym proces analizy danych pomiarowych został ukierunkowany na odfiltrowanie danych powiązanych ze zjawiskami kinematycznymi od drgań konstrukcji i wydobycie informacji istotnej, umożliwiającej określenie parametrów ruchu motocykla. 729

LITERATURA [1] Kowalik P.: Statystyki wypadków na motocyklach w 2008, serwis internetowy, 2009.02.24. [2] Jędrzejczak P.: Wypadki motocyklowe 2009 koszmarne statystyki, serwis internetowy, 2010.03.18. [3] Pietrasieński J., Rodzik D., Bużantowicz W., Miernik J., Paramuszczak K.: Analiza możliwości detekcji zdarzeń krytycznych z udziałem motocykla. Cz. II. Wykorzystanie emisji dźwięku motocykla, materiały konferencyjne, XVI Międzynarodowa Szkoła Komputerowego Wspomagania Projektowania, Wytwarzania i Eksploatacji, t. 2, Jurata 14-18 maja, 2012, s.197-204. [4] Pietrasieński J., Miluski W., Rodzik D., Bużantowicz W., Miernik J., Paramuszczak K.: Analiza możliwości detekcji zdarzeń krytycznych z udziałem motocykla. Cz. III. Wykorzystanie metod analizy obrazu, materiały konferencyjne, XVI Międzynarodowa Szkoła Komputerowego Wspomagania Projektowania, Wytwarzania i Eksploatacji, t. 2, Jurata 14-18 maja, 2012, s. 205-214. [5] Pietrasieński J., Miluski W., Rodzik D., Bużantowicz W., Miernik J., Paramuszczak K.: Koncepcja i układowa realizacja systemu detekcji zdarzeń krytycznych z udziałem motocykla, materiały konferencyjne, XVI Międzynarodowa Szkoła Komputerowego Wspomagania Projektowania, Wytwarzania i Eksploatacji, t. 2, Jurata 14-18 maja, 2012, s. 215-220. [6] Cossalter V., Doria A., Lot R.: Steady turning of two-wheeled vehicles, Vehicle System Dynamics, 31:157{181}, 1999. [7] International Standard ISO 13232: 1996(E). Motorcycles Test and analysis procedures for research evaluation of rider crash protective devices fitted to motorcycles, Parts 1 to 8, International Standards Organizations, Geneva, December 1996. [8] Pietrasieński J. (kier.): Opracowanie koncepcji detekcji zdarzeń krytycznych z udziałem motocykli, sprawozdanie z pracy PBU 01-555/WAT/2010, WAT, Warszawa 2011. 730