CN104071111A - 全挂汽车列车防失稳实时监测及预警系统 - Google Patents

全挂汽车列车防失稳实时监测及预警系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104071111A
CN104071111A CN201410336307.9A CN201410336307A CN104071111A CN 104071111 A CN104071111 A CN 104071111A CN 201410336307 A CN201410336307 A CN 201410336307A CN 104071111 A CN104071111 A CN 104071111A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
lateral acceleration
gyroscope
process unit
real
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410336307.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104071111B (zh
Inventor
许洪国
张义花
刘宏飞
齐绍森
郭丹丹
刘焕
王郭俊
王超
李海龙
李伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jilin University
Original Assignee
Jilin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jilin University filed Critical Jilin University
Priority to CN201410336307.9A priority Critical patent/CN104071111B/zh
Publication of CN104071111A publication Critical patent/CN104071111A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104071111B publication Critical patent/CN104071111B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Emergency Alarm Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种全挂汽车列车防失稳实时监测及预警系统，是由牵引车测量模块、全挂车测量模块、数据处理及比较模块、驾驶人预警模块及主动制动模块构成，本发明采用侧向加速度传感器、GPS传感器及陀螺仪来实时监测牵引车和全挂车侧向加速度、位置及车速、横摆角速度及转角信息，以获得整车的后部放大率及轮迹内移，将处理得到的两值分别与设定的危险阈值进行比较，根据比较结果对驾驶员预警，并在紧急情况下自动开启制动模块。本发明具有易于布置、实时监测精确度高等优点，能够满足全挂汽车列车防失稳及对突发危险情况预警的需要。

Description

全挂汽车列车防失稳实时监测及预警系统
技术领域
本发明涉及了一种全挂汽车列车行驶过程中牵引车与全挂车后部放大率(RWA)及轮迹内移(off-tracking)危险值实时监测以防失稳的主动预警系统，尤其涉及一种基于侧向加速度传感器、GPS传感器及陀螺仪的全挂汽车列车防失稳实时监测及预警系统。属于汽车列车防失稳检测技术领域。
背景技术
全挂汽车列车由牵引车和一节或者多节全挂车组合而成。在汽车列车行驶过程中，一方面由于牵引车只需提供给全挂车牵引力且在制动时全挂车向牵引车转移载荷小而使全挂汽车列车稳定性相对好，因而在欧洲各国及中国部分地区实现了应用。另一方面，随着我国物流业的飞速发展及长距离运输的需要，全挂汽车列车以其拖挂多个挂车而使载重量大、燃油消耗率低且适合长距离运输而满足需求。这些都说明全挂汽车列车在我国未来会有一个大的发展时期。
全挂汽车列车由于其特殊的结构形式，易出现牵引车与全挂车相位延迟大、易折叠和挂车甩尾、横向摆振和蛇形运动、后部放大率(RWA)和轮迹内移(off-tracking)过大等危险失稳状况。简单的通过增加轮距和阻尼很难达到理想的安全行驶状态，反而使汽车列车路上行驶占地面积过大而影响其他车辆正常行驶，增加发生交通事故的可能性。而一旦发生交通事故，会给人们的生命和财产安全产生巨大影响并且严重影响交通运输效率。
全挂汽车列车的主要失稳形式表现为挂车甩尾、折叠以及蛇形运动，主要涉及的汽车列车参数为牵引车和全挂车的行驶车速、横摆角速度、前轮转角及侧向加速度。仅依靠驾驶人的判断很难有效防止危险状况发生，因而通过传感器实时监测并判断危险级别对驾驶人做出准确判断意义重大，而且在危险发生前给驾驶人预警将减少交通事故的发生。此外，在必要的情况下，主动制动器启动并控制制动轮制动将进一步避免交通事故的发生。
发明内容
本发明的目的是为了克服传统判断全挂汽车列车失稳的不足，以及对现有方法用多种设备检测汽车列车失稳成本高、效率低的缺点，提供一种准确、快速实时监测全挂汽车列车失稳及预警的全挂汽车列车防失稳实时监测及预警系统。
本发明包括有牵引车测量模块、全挂车测量模块、数据处理及比较模块、驾驶人预警模块及主动制动模块；
牵引车测量模块包括有第一陀螺仪、第一侧向加速度传感器和第一GPS传感器，第一侧向加速度传感器和第一陀螺仪直接与中央处理器电连接，第一GPS传感器经串行端口与中央处理器电连接，第一侧向加速度传感器和第一GPS传感器安装在牵引车内，第一陀螺仪安装在牵引车的前桥上；
全挂车测量模块包括第二GPS传感器、第二侧向加速度传感器和第二陀螺仪，第二侧向加速度传感器和第二陀螺仪直接与中央处理器电连接，第二GPS传感器经串行端口与中央处理器电连接；第二GPS传感器和第二侧向加速度传感器安装在全挂车上，第二陀螺仪安装在全挂车的后桥上；
数据处理及比较模块包括中央处理器(CPU)和车载电源，车载电源向中央处理器和各元器件供电；
驾驶人预警模块及主动制动模块包括有主动制动器及车轮制动和预警器，驾驶人预警模块及主动制动模块与中央处理器电连接。
本发明的工作过程和原理：
牵引车与全挂车测量模块采集数据传给中央处理器输入端，中央处理器根据计算得到的后部放大率(RWA)及轮迹内移值(off-tracking)值分别与设定阈值比较，根据危险级别判断以确定进入驾驶人预警阶段或进入主动制动模块。
本发明根据危险级别对全挂汽车列车进行提前预警或主动制动。中央处理器首先需要将实时监测到的牵引车与全挂车侧向加速度、车速及位置、横摆角速度及转角信息进行处理，根据两者的侧向加速度之比获得全挂汽车列车的后部放大率(RWA)，同时结合位置及车速、转角信息获得两者的轮迹内移(off-tracking)。其次将后部放大率与轮迹内移值分别与设定的阈值进行比较判断，若两者均大于阈值，则系统将触发主动制动器开启及车轮制动开启；若两者任何一个高于阈值，则预警器的指示灯亮对驾驶人预警；若两者均小于阈值，则进入牵引车与全挂车测量模块，继续进行实时监测。
本发明的有益效果：
本发明能实现汽车列车路径跟踪，根据前一时刻的汽车列车运动状态预测下一时刻的运动状态变量，实现汽车列车防失稳及主动预警，防止及避免交通事故的发生。本发明的全挂汽车列车防失稳及预警系统结构合理、布设简单且准确度高。
附图说明
图1是本发明的结构图及原理图。
图2是牵引车的第一侧向加速度传感器和第一GPS传感器安装位置示意图。
图3是全挂车的第二侧向加速度传感器和第二GPS传感器安装位置示意图。
图4是牵引车的第一陀螺仪安装位置示意图。
图5是全挂车的第二陀螺仪安装位置示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括有牵引车测量模块1、全挂车测量模块4、数据处理及比较模块2、驾驶人预警模块及主动制动模块3和车载电源5，
牵引车测量模块1包括有第一陀螺仪11、第一侧向加速度传感器12和第一GPS传感器13，第一侧向加速度传感器12和第一陀螺仪11直接与中央处理器21电连接，第一GPS传感器13经串行端口22与中央处理器21电连接，第一侧向加速度传感器12和第一GPS传感器13安装在牵引车A内，第一陀螺仪11安装在牵引车A的前桥A1上；
全挂车测量模块4包括第二GPS传感器41、第二侧向加速度传感器42和第二陀螺仪43，第二侧向加速度传感器42和第二陀螺仪43直接与中央处理器21电连接，第二GPS传感器41经串行端口22与中央处理器21电连接；第二GPS传感器41和第二侧向加速度传感器42安装在全挂车B上，第二陀螺仪43安装在全挂车B的后桥B1上；
数据处理及比较模块2包括中央处理器21和串行端口22，车载电源5向中央处理器21和各元器件供电；
驾驶人预警模块及主动制动模块3包括有主动制动器及车轮制动31和预警器32，驾驶人预警模块及主动制动模块3与中央处理器21电连接。
本实施例的具体工作原理和过程如下：
牵引车测量模块1的第一侧向加速度传感器12可实时监测牵引车的侧向加速度，第一实陀螺仪11实时监测牵引车的横摆角速度及转角，第一GPS传感器13实现位置及车速监测。
全挂车测量模块4的第二侧向加速度传感器42实时监测全挂车的侧向加速度，第二陀螺仪43实时监测横摆角速度及转角，第二GPS传感器41实现位置及车速监测。
数据处理与比较模块2的中央处理器21获取数据后，进行后部放大率(RWA)和轮迹内移(off-tracking)的计算以及与相应阈值的比较；
其中后部放大率(RWA)及轮迹内移(off-tracking)的求解方法为：
后部放大率(RWA)求解方法：
后部放大率＝全挂车最大侧向加速度÷牵引车最大侧向加速度×100％。
经牵引车的第一侧向加速度传感器12与全挂车的第二侧向加速度传感器42采集并存储于中央处理器21的数据代入上式求得后部放大率(RWA)的值。
轮迹内移(off-tracking)求解方法：
轮迹内移＝牵引车前轴中心转弯半径－全挂车后轴中心转弯半径。
利用牵引车上的第一GPS传感器13和第一陀螺仪11及全挂车上的第二GPS传感器41和第二陀螺仪43实时监测数据可获得牵引车前轴中心转弯半径与全挂车后轴中心转弯半径，两者半径之差即轮迹内移(off-tracking)。
中央处理器21设定有危险阈值和危险级别综合判断。驾驶人预警模块及主动制动模块3包括有主动制动器及车轮制动31和预警器32，驾驶人预警模块及主动制动模块3与中央处理器21电连接。将后部放大率与轮迹内移值分别与设定的阈值进行比较判断，若两者均大于阈值，则系统将触发主动制动器及车轮制动31开启；若两者任何一个高于阈值，则预警器32的指示灯亮对驾驶人预警；若两者均小于阈值，则进入牵引车与全挂车测量模块，继续进行实时监测。

Claims (1)

1.一种全挂汽车列车防失稳实时监测及预警系统，其特征在于：包括有牵引车测量模块(1)、全挂车测量模块(4)、数据处理及比较模块(2)、驾驶人预警模块及主动制动模块(3)和车载电源(5)；
所述的牵引车测量模块(1)包括有第一陀螺仪(11)、第一侧向加速度传感器(12)和第一GPS传感器(13)，第一侧向加速度传感器(12)和第一陀螺仪(11)直接与中央处理器(21)电连接，第一GPS传感器(13)经串行端口(22)与中央处理器(21)电连接，第一侧向加速度传感器(12)和第一GPS传感器(13)安装在牵引车(A)内，第一陀螺仪(11)安装在牵引车(A)的前桥(A1)上；
所述的全挂车测量模块(4)包括有第二GPS传感器(41)、第二侧向加速度传感器(42)和第二陀螺仪(43)，第二侧向加速度传感器(42)和第二陀螺仪(43)直接与中央处理器(21)电连接，第二GPS传感器(41)经串行端口(22)与中央处理器(21)电连接；第二GPS传感器(41)和第二侧向加速度传感器(42)安装在全挂车(B)上，第二陀螺仪(43)安装在全挂车(B)的后桥(B1)上；
数据处理及比较模块(2)包括有中央处理器(21)和串行端口(22)，车载电源(5)向中央处理器(21)和各元器件供电；
驾驶人预警模块及主动制动模块(3)包括有主动制动器及车轮制动(31)和预警器(32)，驾驶人预警模块及主动制动模块(3)与中央处理器(21)电连接。
CN201410336307.9A 2014-07-15 2014-07-15 全挂汽车列车防失稳实时监测及预警系统 Expired - Fee Related CN104071111B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410336307.9A CN104071111B (zh) 2014-07-15 2014-07-15 全挂汽车列车防失稳实时监测及预警系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410336307.9A CN104071111B (zh) 2014-07-15 2014-07-15 全挂汽车列车防失稳实时监测及预警系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104071111A true CN104071111A (zh) 2014-10-01
CN104071111B CN104071111B (zh) 2016-06-08

Family

ID=51592834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410336307.9A Expired - Fee Related CN104071111B (zh) 2014-07-15 2014-07-15 全挂汽车列车防失稳实时监测及预警系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104071111B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105711444A (zh) * 2016-03-30 2016-06-29 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种轨道车辆蛇形失稳抑制系统和方法
CN109606344A (zh) * 2018-11-27 2019-04-12 江苏大学 一种拖挂式房车电磁制动器制动故障检测警报与处理系统及其控制方法
CN109606332A (zh) * 2018-11-27 2019-04-12 江苏大学 一种基于混杂理论的拖挂式房车制动力分配控制系统及控制方法
CN109747712A (zh) * 2019-03-08 2019-05-14 途观科技有限公司 中置轴挂车转向夹角控制系统
CN112346088A (zh) * 2019-08-07 2021-02-09 通用汽车环球科技运作有限责任公司 Gps数据完整性验证
CN116101300A (zh) * 2023-04-06 2023-05-12 巨野金牛车业有限公司 一种基于大数据的挂车运输安全检测系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110539782A (zh) * 2018-12-05 2019-12-06 中车长春轨道客车股份有限公司 一种列车限速控制方法及装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1692043A (zh) * 2003-04-30 2005-11-02 罗伯特·博世有限公司 用于控制回拉机构的装置
JP2007069907A (ja) * 2006-12-18 2007-03-22 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 連結車両の制動制御装置
DE102009011907A1 (de) * 2009-03-05 2010-09-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft System und Verfahren zur Verarbeitung von Daten zur Stabiliesierung eines Gespanns
JP2011068248A (ja) * 2009-09-25 2011-04-07 Advics Co Ltd 牽引車輌の制御装置
CN102252859A (zh) * 2011-05-31 2011-11-23 南京信息工程大学 汽车列车直线行驶横向稳定性自动辨识系统
CN103632062A (zh) * 2013-12-06 2014-03-12 北京乾图方园软件技术有限公司 一种利用加速度传感器和陀螺进行车辆行驶上下坡状态判定的方法和装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1692043A (zh) * 2003-04-30 2005-11-02 罗伯特·博世有限公司 用于控制回拉机构的装置
JP2007069907A (ja) * 2006-12-18 2007-03-22 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 連結車両の制動制御装置
DE102009011907A1 (de) * 2009-03-05 2010-09-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft System und Verfahren zur Verarbeitung von Daten zur Stabiliesierung eines Gespanns
JP2011068248A (ja) * 2009-09-25 2011-04-07 Advics Co Ltd 牽引車輌の制御装置
CN102252859A (zh) * 2011-05-31 2011-11-23 南京信息工程大学 汽车列车直线行驶横向稳定性自动辨识系统
CN103632062A (zh) * 2013-12-06 2014-03-12 北京乾图方园软件技术有限公司 一种利用加速度传感器和陀螺进行车辆行驶上下坡状态判定的方法和装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105711444A (zh) * 2016-03-30 2016-06-29 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种轨道车辆蛇形失稳抑制系统和方法
CN105711444B (zh) * 2016-03-30 2018-05-11 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种轨道车辆蛇形失稳抑制系统和方法
CN109606344A (zh) * 2018-11-27 2019-04-12 江苏大学 一种拖挂式房车电磁制动器制动故障检测警报与处理系统及其控制方法
CN109606332A (zh) * 2018-11-27 2019-04-12 江苏大学 一种基于混杂理论的拖挂式房车制动力分配控制系统及控制方法
CN109606332B (zh) * 2018-11-27 2021-08-03 江苏大学 一种基于混杂理论的拖挂式房车制动力分配控制系统及控制方法
CN109747712A (zh) * 2019-03-08 2019-05-14 途观科技有限公司 中置轴挂车转向夹角控制系统
CN112346088A (zh) * 2019-08-07 2021-02-09 通用汽车环球科技运作有限责任公司 Gps数据完整性验证
CN116101300A (zh) * 2023-04-06 2023-05-12 巨野金牛车业有限公司 一种基于大数据的挂车运输安全检测系统
CN116101300B (zh) * 2023-04-06 2023-06-23 巨野金牛车业有限公司 一种基于大数据的挂车运输安全检测系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN104071111B (zh) 2016-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104071111A (zh) 全挂汽车列车防失稳实时监测及预警系统
CN103072575B (zh) 一种车辆主动防碰撞方法
US8496078B2 (en) Semi-autonomous vehicle providing cargo space
US11104333B2 (en) Emergency braking system, emergency braking method and semitrailer
CN105291965B (zh) 一种汽车防碰撞方法及装置
EP3204275B1 (en) System and method for determining whether a trailer is attached to a vehicle
CN103802829B (zh) 车辆的避免碰撞控制方法及实现其的避免碰撞装置
US20120193153A1 (en) Semi-autonomous vehicle providing an auxiliary power supply
CN105644564B (zh) 一种汽车侧向主动避撞安全性判断方法
CN102627091A (zh) 降低车辆与第一外部物体之间碰撞的风险的方法
CN102785660A (zh) 车辆防碰撞预警装置
CN102529922A (zh) 一种半挂汽车列车横向稳定性控制系统
CN104494550A (zh) 一种车辆主动避撞装置及避撞距离的计算方法
CN104751677A (zh) 车辆碰撞报警方法和系统
CN103770781A (zh) 车辆用防碰撞系统及其控制方法
CN106627590A (zh) 刹车距离计算方法及装置
CN106004829A (zh) 装运机械安全智能辅助系统及方法
US20140316666A1 (en) Method of, and Apparatus for, Controlling the Speed of a Vehicle
CN104648392A (zh) 智能行车道路通过性辅助装置及其工作方法
CN103625360A (zh) 汽车侧翻稳定性能动态监测及报警系统
CN204020873U (zh) 一种防闯红灯电子控制系统及汽车
CN104554214A (zh) 根据交通灯状态控制电动交通工具运行的系统及方法
CN104369728A (zh) 一种汽车主动刹车系统
JP7138151B2 (ja) 車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム
CN105549591A (zh) 一种用于汽车无人驾驶的信息系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160608

Termination date: 20170715

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee