CN112115610B - 道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统及方法 - Google Patents

道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112115610B
CN112115610B CN202010985651.6A CN202010985651A CN112115610B CN 112115610 B CN112115610 B CN 112115610B CN 202010985651 A CN202010985651 A CN 202010985651A CN 112115610 B CN112115610 B CN 112115610B
Authority
CN
China
Prior art keywords
risk
speed
vehicle
truck
sharp
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.)
Active
Application number
CN202010985651.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112115610A (zh
Inventor
王永岗
陈俊先
宋杰
梁国华
方思柯
胡金
王沁宇
孙乐天
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.)
Changan University
Original Assignee
Changan 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 Changan University filed Critical Changan University
Priority to CN202010985651.6A priority Critical patent/CN112115610B/zh
Publication of CN112115610A publication Critical patent/CN112115610A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112115610B publication Critical patent/CN112115610B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0635—Risk analysis of enterprise or organisation activities
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/50—Context or environment of the image
    • G06V20/52—Surveillance or monitoring of activities, e.g. for recognising suspicious objects
    • G06V20/54—Surveillance or monitoring of activities, e.g. for recognising suspicious objects of traffic, e.g. cars on the road, trains or boats
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/60—Type of objects
    • G06V20/62—Text, e.g. of license plates, overlay texts or captions on TV images
    • G06V20/625—License plates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Abstract

本发明涉及交通安全技术领域，公开了一种道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统，包括：数据库、环境数据采集分析模块、车辆数据采集分析模块、信号转换装置、风险评估模块和风险预警模块，数据库存储急陡弯路段基本参数和货车最小减速度，环境数据采集分析模块采集急陡弯路段的自然环境信息，车辆数据采集分析模块采集货车信息，风险评估模块计算确定货车发生侧翻侧滑的临界安全车速及风险系数，风险预警模块根据风险系数所在区间发布预警信息，本发明还提供了一种道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估方法。本发明系统可在车辆进入急陡弯路段前预测其潜在的侧翻侧滑风险，给予司机预警信息，使司机及时调整车速以规避侧翻侧滑风险。

Description

道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统及方法
技术领域
本发明涉及交通安全技术领域，特别涉及道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统及方法。
背景技术
在道路运输过程中，货车往往车体庞大，超载、超速等现象频繁发生，受大风等不良天气因素的影响，当途经一些道路急陡弯路段时易发生侧翻侧滑，其中行驶速度过高是事故主要诱因，故道路急陡弯路段设置货车侧翻侧滑风险评估系统并及时发布预警信息对于规避货车侧翻侧滑风险具有重要意义。相关技术中，并没有一种针对道路急陡弯路段货车侧翻侧滑的风险评估系统及方法，因此不能给途经急陡弯路段的货车做出风险评估，无法对司机警示。
发明内容
本发明提供道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统及方法，可以解决现有技术中的上述问题。
本发明提供了一种道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统，包括：
数据库，用于存储已采集的道路急陡弯路段基本参数和不同类型货车满载时发动机制动工况的最小减速度ae，道路基本参数包括急陡弯路段的路面类型为水泥或沥青路面、半径r与路面横坡角i；
环境数据采集分析模块，用于采集急陡弯路段的大气密度ρ、风速风向、路面状态，得到相应的侧风速v及风向角β、空气升力系数cr、侧向空气动力系数cs、路面摩擦系数μ，并存储至所述数据库中，每隔15min更新数据库；
车辆数据采集分析模块，用于采集急陡弯路段的货车信息，得到车牌照、车辆载重m、车辆正投影面积s、轮距d、重心高度h、车牌照信息及第一车速ua、第二车速ub，其中，第一车速ua、第二车速ub分别为货车进入急陡弯路段前750m和400m处的速度；
信号转换装置，用于将数据库中的信息和车辆数据采集分析模块收集的数据以数字信号的形式实时传输至风险评估模块；
风险评估模块，用于根据信号转换装置传输的数字信号，提取相关参数信息，分别带入公式(1)和(2)，计算得到货车侧滑临界车速u1和侧翻临界车速u2，
Figure GDA0003272841000000021
Figure GDA0003272841000000022
式中，m为车辆载重，μ为路面摩擦系数，r为急陡弯路段的半径，i为急陡弯路段的路面横坡角，cr与cs分别为空气升力系数和侧向空气动力系数，ρ为大气密度，s为车辆正投影面积，v为侧风速，d为轮距，h为重心高度；
取货车侧滑临界车速u1和侧翻临界车速u2中较小值作为临界安全车速uc，根据第一车速ua、第二车速ub，分别计算其与临界车速uc的比值ua/uc、ub/uc作为风险系数，将该数值发送给风险预警模块；
风险预警模块：根据风险评估模块得到的风险系数所在区间发布预警信息。
可选的，环境数据采集分析模块包括：
密度传感器，用于采集当前路段的大气密度ρ；
风速传感器，用于采集当前路段的侧风速v；
风向传感器，用于采集当前路段侧风的风向角β；
路面状态检测器，用于检测路面状态以确定路面摩擦系数μ，干燥沥青路面状况下μ取0.7，干燥水泥路面μ取0.6，湿滑路面状态下μ取0.4，积雪覆盖路面状况下μ取0.28，路面结冰时μ取0.18。
可选的，车辆数据采集分析模块包括：
视频检测设备，用于采集货车的车牌照；
动态称重平台，用于采集货车载重m；
速度检测器，用于采集第一车速ua、第二车速ub，其中，ua为货车进入急陡弯路段前750m时的车速，ub为货车进入急陡弯路段前400m时的车速；
车型传感器，用于采集车型信息。
可选的，侧向空气动力系数cs与空气升力系数cr分别通过如下公式计算：
cs＝1+0.13β (3)
Figure GDA0003272841000000031
式中，β为货车风向角，
Figure GDA0003272841000000032
可选的，公式(1)中的Δ的取值为：考虑到侧风方向的影响，当风向吹向货车转弯轨迹外侧时，更易发生侧翻侧滑，此时上式中Δ取值为+1，同理，当风向吹向货车转弯轨迹内侧时，侧风力可作为货车转弯的向心力，此时上式中Δ取值为-1。
可选的，风险预警模块具体包括：
在急陡弯路段前750m处设置路侧指示牌式急陡弯警示标志，显示“前方有急陡弯路段，有测速监控”，在650m和300m处分别设置龙门式LED可变信息标志与高亮闪光灯，发布预警信息；在弯道入口处设置急陡弯路段入口标志；
货车将进入急陡弯路段前750m处时，若ua/uc小于1，说明车辆在维持当前车速的情况下不会在急陡弯处产生侧翻侧滑风险，则在650m处龙门式LED可变信息标志上以绿色字显示“前方弯道，安全车速uc，请勿加速行驶！”，不进行闪光灯和语音提示；
若ua/uc大于等于1且小于
Figure GDA0003272841000000033
说明车辆处在风险状态，虽然当前车速超过安全范围，但采用发动机制动或减挡制动而无需刹车就可以减小到安全车速范围内，所以存在侧滑侧翻风险但无需采取紧急措施，此状态下，在650m处龙门式LED可变信息标志上以黄色字发布预警信息，预警信息包括：当前车速ua，安全车速uc，存在事故风险，请减速至安全车速以下；并配合高亮闪光灯以短间隔闪烁若干次及高音喇叭定点广播，广播内容包括：前方有急转弯，请减速行驶；
若ua/uc大于等于
Figure GDA0003272841000000041
说明当前车辆正处在高风险状态，若不立即采取刹车制动措施，极有可能以高于安全车速进入转弯路段并发生侧翻或侧滑事故，此时需在650m处龙门式LED可变信息标志上以红色字发布预警信息，预警信息包括：当前车速ua，安全车速uc，事故风险极高，请立即刹车减速，减速至安全车速以下；并配合高亮闪光灯持续闪烁及高音喇叭定点广播，广播内容包括：您当前严重超速，请立即刹车减速；
根据当前车速ua，每一辆车的龙门式LED可变信息标志显示结果应至少持续120/ua秒，广播根据至少重复[30/ua]遍，再恢复收集当前车速并进行判断。同时，该处广播应在空闲时刻告知前方路段有测速监控，以保证经过该路段的所有驾驶员采取一致的速度控制策略。
在货车将进入急陡弯路段前400m处时，再根据ub及相应计算得到的车速比ub/uc，根据上述流程进行一次判断风险系数，将预警信息显示在300m处的龙门式LED可变信息标志上。若该处判定为风险状态，额外播放警示音予以提示，若判定为高风险状态则额外播放报警警告音予以示警，并拍摄超速者照片作为行政处罚依据。根据当前车速ub，每一辆车的路侧指示牌式LED可变信息标志显示结果及额外警示音应至少持续[120/ub]秒，广播根据至少重复[30/ub]遍，其中，[]表示进一取整，再恢复收集当前车速并进行判断。
一种道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估方法，包括：
S1：采集急陡弯路段的半径r、路面坡角i、路面摩擦系数μ、大气密度ρ、侧风速v、风向角β及货车的当前车速u、载重m、车辆正投影面积s、轮距d、重心高度h、满载时发动机制动工况的最小减速度ae；
S2：根据货车运动状态，建立公式(1)受力平衡方程和公式(2)力矩平衡方程，分别计算得到侧滑临界车速u1和侧翻临界车速u2，
Figure GDA0003272841000000051
Figure GDA0003272841000000052
公式中侧向空气动力系数cs和空气升力系数cr取值为：
cs＝1+0.13β (3)
Figure GDA0003272841000000053
其中，β为货车风向角，
Figure GDA0003272841000000054
公式中的Δ的取值为：考虑到侧风方向的影响，当风向吹向货车转弯轨迹外侧时，更容易发生侧翻侧滑，此时上式中Δ取值为+1；同理，当风向吹向货车转弯轨迹内侧时，侧风力可作为货车转弯的向心力，此时上式中Δ取值为-1。取u1和u2中较小值作为临界安全车速uc，计算当前车速u与临界车速uc的比值u/uc作为风险系数；
S3：根据风险系数所在区间评估风险：若u/uc大于等于
Figure GDA0003272841000000055
说明当前车辆正处在高风险状态，若不立即采取刹车制动措施，极有可能以高于安全车速进入转弯路段并发生侧翻或侧滑事故；若u/uc大于等于1且小于
Figure GDA0003272841000000056
说明车辆处在风险状态，虽然当前车速超过安全范围，但采用发动机制动或减挡制动而无需刹车就可以减小到安全车速范围内，所以存在侧滑侧翻风险但无需采取紧急措施，若u/uc小于1，说明车辆在维持当前车速的情况下不会在急陡弯处产生侧翻侧滑风险。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过设置的道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统可实时采集每一辆即将进入急陡弯路段的货车当前的各项数据，加之存储于数据库中的当前急陡弯路段的半径、路面横坡角、路面摩擦系数及大气密度、风力、风向信息，通过风险评估模块计算得出临界安全车速uc和风险系数并传送给风险预警模块，风险预警模块根据风险系数所在区间发布预警信息，提醒货车司机可以根据当前预警信息调整行车速度，避免发生侧翻侧滑。
附图说明
图1为本发明实施例提供的道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统的流程图；
图2为本发明实施例提供的急陡弯路段路面检测设施示意图；
图3为本发明实施例提供的急陡弯路段货车受力情况示意图；
图4为本发明实施例提供的急陡弯路段货车侧翻临界状态力矩平衡示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1
如图1-2所示，本发明实施例提供的道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统，包括：数据库、环境数据采集分析模块、车辆数据采集分析模块、信号转换装置、风险评估模块和风险预警模块。数据库用于存储已采集的道路急陡弯路段的基本参数和不同类型货车满载时发动机制动工况的最小减速度ae(取绝对值)，道路基本参数包括急陡弯路段的路面类型(沥青、水泥)、半径r与路面横坡角i。环境数据采集分析模块用于采集急陡弯路段的路面状态、大气密度ρ、侧风速v及风向角β，得到相应的路面摩擦系数μ、空气升力系数cr、侧向空气动力系数cs、并存储至数据库中，每隔15min更新数据库。车辆数据采集分析模块用于采集急陡弯路段的货车信息，得到车牌照、车辆载重m、车辆正投影面积s、轮距d、重心高度h、车牌照信息及第一车速ua、第二车速ub，其中，第一车速ua、第二车速ub分别为货车进入急陡弯路段前750m、400m处的速度。信号转换装置用于将数据库中的信息和车辆数据采集分析模块收集的数据以数字信号的形式实时传输至风险评估模块。风险评估模块用于根据信号转换装置传输的数字信号，提取相关参数信息，根据图3-4侧翻、侧滑临界状态时建立受力模型和力矩平衡模型，如公式(1)、(2)所示，
Figure GDA0003272841000000071
Figure GDA0003272841000000072
式中，m为车辆载重，μ为路面摩擦系数，一般状况下μ取0.7(沥青路面)或0.6(水泥路面)，湿滑状态下μ取0.4，积雪覆盖时μ取0.28，路面结冰时μ取0.18，r为急陡弯路段的半径，i为急陡弯路段的路面横坡角，cr与cs分别为空气升力系数和侧向空气动力系数，ρ为大气密度，s为车辆正投影面积，v为侧风速，d为轮距，h为重心高度。
计算得到货车侧滑临界车速u1和侧翻临界车速u2，取较小值作为临界安全车速uc，根据第一车速ua、第二车速ub，分别计算其与临界车速uc的比值ua/uc、ub/uc作为风险系数，将该数值发送给风险预警模块。风险预警模块：根据风险评估模块得到的风险系数所在区间发布预警信息。
具体的，环境数据采集分析模块包括：密度传感器、风速传感器、风向传感器和路面状态检测器，密度传感器用于采集当前路段的大气密度ρ，风速传感器用于采集当前路段的侧风速v，风向传感器用于采集当前路段侧风的风向角β，路面状态检测器用于检测当前路段的路面状态以确定摩擦系数μ。
在本实施例中，车辆数据采集分析模块包括：视频检测设备、动态称重平台、速度检测器和车型传感器，视频检测设备用于采集货车的车牌照，动态称重平台用于采集货车载重m以估计重心高度h，速度检测器用于采集第一车速ua、第二车速ub，其中，ua为货车进入急陡弯路段前750m时的车速，ub为货车进入急陡弯路段前400m时的车速，车型传感器用于采集车型信息以估计货车轮距d。
可选的，侧向空气动力系数cs与空气升力系数cr分别通过如下公式计算：
cs＝1+0.13β (3)
Figure GDA0003272841000000081
式中，β为货车风向角，
Figure GDA0003272841000000082
可选的，风险预警模块具体包括：在急陡弯路段前750m处设置路侧指示牌式急陡弯警示标志，显示“前方有急陡弯路段，有测速监控”；在650m和300m处分别设置龙门式LED可变信息标志与高亮闪光灯，发布预警信息；在弯道入口处设置急陡弯路段入口标志；
货车将进入急陡弯路段前750m处时，若ua/uc小于1，说明车辆在维持当前车速的情况下不会在急陡弯处产生侧翻侧滑风险，则在650m处龙门式LED可变信息标志上以绿色字显示“前方弯道，安全车速uc，请勿加速行驶！”，不进行闪光灯和语音提示；
若ua/uc大于等于1且小于
Figure GDA0003272841000000083
说明车辆处在风险状态，虽然当前车速超过安全范围，但采用发动机制动或减挡制动而无需刹车就可以减小到安全车速范围内，所以存在侧滑侧翻风险但无需采取紧急措施。此状态下，在650m处龙门式LED可变信息标志上以黄色字发布预警信息“陕A×××××，当前车速ua，安全车速uc。存在事故风险，请减速至安全车速以下”，并配合高亮闪光灯以短间隔闪烁若干次及高音喇叭定点广播，内容为“陕A×××××，前方有急转弯，请减速行驶”；
若ua/uc大于等于
Figure GDA0003272841000000084
说明当前车辆正处在高风险状态，若不立即采取刹车制动措施，极有可能以高于安全车速进入转弯路段并发生侧翻或侧滑事故。此时需在650m处龙门式LED可变信息标志上以红色字发布预警信息“陕A×××××，当前车速ua，安全车速uc。事故风险极高，请立即刹车减速，减速至安全车速以下”，并配合高亮闪光灯持续闪烁及高音喇叭定点广播，语气强烈，内容为“陕A×××××，您当前严重超速，请立即刹车减速！”。
根据当前车速ua，每一辆车的龙门式LED可变信息标志显示结果应至少持续120/ua秒，广播根据至少重复[30/ua]遍([]表示进一取整)，再恢复收集当前车速并进行判断。同时，该处广播应在空闲时刻告知前方路段有测速监控，以保证经过该路段的所有驾驶员采取一致的速度控制策略。
在货车将进入急陡弯路段前400m处时，再根据ub及相应计算得到的车速比ub/uc，根据上述流程进行一次判断风险系数。将预警信息显示在300m处的龙门式LED可变信息标志上。若该处判定为风险状态，额外播放警示音予以提示，若判定为高风险状态则额外播放报警警告音予以示警，并拍摄超速者照片作为行政处罚依据。根据当前车速ub，每一辆车的路侧指示牌式LED可变信息标志显示结果及额外警示音应至少持续[120/ub]秒，广播根据至少重复[30/ub]遍([]表示进一取整)，再恢复收集当前车速并进行判断。
使用方法及工作原理：当货车进入急陡弯路段前750m处，车辆数据采集分析模块通过识别其车牌照确定风险评估对象，采集分析获取其载重、第一车速、车辆正投影面积、轮距、重心高度信息，并将此五项数据连同已存储于数据库中的当前急陡弯路段的半径、路面横坡角、大气密度、侧风速及风向角、路面摩擦系数传送给信号转换装置，信号转换装置将此十一项数据以数字信号的形式传输给风险评估模块，风险评估模块计算确定风险评估对象的侧翻临界速度与侧滑临界速度，取二者间的较小值作为临界安全速度，以当前速度与临界安全速度的比值作为风险系数，发送给风险预警模块，风险预警模块根据风险系数的所在区间针对风险评估对象发布特定预警信息，避免其发生侧翻侧滑。在货车将进入急陡弯路段前400m处时采集其第二车速，重新计算风险系数，并根据上述流程评估货车的侧翻侧滑风险和发布风险预警信息。
本发明还提供了一种道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估方法，包括：
S1：采集急陡弯路段的半径r、路面坡角i、路面摩擦系数μ、大气密度ρ、侧风速v、风向角β及货车的当前车速u、载重m、车辆正投影面积s、轮距d、重心高度h、满载时发动机制动工况的最小减速度ae；
S2：根据货车受力状态，建立公式(1)受力平衡方程和公式(2)力矩平衡方程，分别计算得到侧滑临界车速u1和侧翻临界车速u2，
Figure GDA0003272841000000101
Figure GDA0003272841000000102
公式中侧向空气动力系数cs和空气升力系数cr取值为：
cs＝1+0.13β (3)
Figure GDA0003272841000000103
其中，β为货车风向角，
Figure GDA0003272841000000104
公式中的Δ的取值为：考虑到侧风方向的影响，当风向吹向货车转弯轨迹外侧时，更容易发生侧翻侧滑，此时上式中Δ取值为+1；同理，当风向吹向货车转弯轨迹内侧时，侧风力可作为货车转弯的向心力，此时上式中Δ取值为-1。取u1和u2中较小值作为临界安全车速uc，计算当前车速u与临界车速uc的比值u/uc作为风险系数；
S3：根据风险系数所在区间评估风险：若u/uc大于等于
Figure GDA0003272841000000105
说明当前车辆正处在高风险状态，若不立即采取刹车制动措施，极有可能以高于安全车速进入转弯路段并发生侧翻或侧滑事故；若u/uc大于等于1且小于
Figure GDA0003272841000000106
说明车辆处在风险状态，虽然当前车速超过安全范围，但采用发动机制动或减挡制动而无需刹车就可以减小到安全车速范围内，所以存在侧滑侧翻风险但无需采取紧急措施；若u/uc小于1，说明车辆在维持当前车速的情况下不会在急陡弯处产生侧翻侧滑风险。
使用方法及工作原理：如根据数据采集分析模块采集到的相关数据，根据公式(1)、(2)计算得到货车临界安全速度为62km/h，货车当前速度为80km/h，计算得到当前的风险状态阈值为
Figure GDA0003272841000000111
则当前货车的风险系数为80/62＝1.06＞1但80<87.89，说明当前货车处于风险状态，若维持当前车速则会再进入弯道时发生侧翻侧滑，须控制车速至安全车速以下。
实施例2
当一辆货车即将进入急陡弯路段时，传感器在750m处检测到货车的当前车速ua为80km/h，数据库与数据采集分析模块通过采集得到与货车行驶相关的数据为：急陡弯曲线半径r＝350m，超高路面横坡i＝5°，载重m＝3500kg，满载时发动机制动工况的最小减速度ae＝1m/s2(取绝对值)，车辆正投影面积s＝12m2，轮距d＝2m，重心高度h＝1m，路面摩擦系数μ＝0.4，大气密度为1.3kg/m3，侧风速v＝10m/s，风向角β＝24°，侧风吹向货车行驶轨迹外侧。通过数据分析模块由公式(1)和(2)计算得到临界侧滑车速u1＝62km/h和侧翻临界车速u2＝90km/h，则临界速度uc为二者较小值取62km/h，同时将数据发送给风险预警模块。风险预警模块根据比值所在区间(中风险)给出预警，在距急陡弯650m处的VMS显示：“陕A×××××，当前车速80km/h，安全车速62km/h，您当前存在翻车风险，请勿加速行驶”，并配合高音喇叭进行广播，内容为“陕A×××××，前方有弯道，请勿加速行驶”。该司机并未听从建议，行驶至距急陡弯路段400m处，检测到车辆的当前车速ub为100km/h，发送给风险预警模块。风险预警模块根据比值所在区间(高风险)给出预警，在距急陡弯300m处的VMS显示“陕A×××××，您当前超过安全车速62km/h，前方翻车风险极高，请立即减速行驶”，并配合高音喇叭定点广播，语气强烈，内容为“陕A×××××，前方翻车风险极高，请立即减速！”。司机听从建议，经4s的决策及行动时间后开始减速，中途切换一次车道后(时间约6s)，以紧急制动工况(减速度约2.5m/s2)减速行驶，最终在进入急陡弯时将减速至约56.46km/h，处于路段临界安全车速以下，并安全通过弯道。
本发明通过设置的道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统可实时采集每一辆即将进入急陡弯路段的货车当前的各项数据，加之存储于数据库中的当前急陡弯路段的路面类型、半径、路面横坡角、路面状况及大气密度、风力、风向信息，通过风险评估模块计算得出临界安全车速uc和风险系数并传送给风险预警模块，风险预警模块根据风险系数所在区间发布预警信息，提醒货车司机可以根据当前预警信息调整行车速度，避免发生侧翻侧滑。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统，其特征在于，包括：
数据库，用于存储已采集的道路急陡弯路段基本参数和不同类型货车满载时发动机制动工况的最小减速度ae，所述道路基本参数包括急陡弯路段的路面类型为水泥或沥青路面、半径r与路面横坡角i；
环境数据采集分析模块，用于采集急陡弯路段的大气状态、风速风向、路面状态，得到相应的大气密度ρ、空气升力系数cr、侧风速v及风向角β、侧向空气动力系数cs、路面摩擦系数μ，并存储至所述数据库中，每隔15min更新数据库；
车辆数据采集分析模块，用于采集急陡弯路段的货车信息，得到车牌照信息、车辆载重m、车辆正投影面积s、轮距d、重心高度h及第一车速ua、第二车速ub，其中，ua、ub分别为货车进入急陡弯路段前750m、400m时的车速；
信号转换装置，用于将所述数据库中的信息和车辆数据采集分析模块收集的数据转换为数字信号并发送；
风险评估模块，用于接收所述信号转换装置传输的数字信号，并将数字信息分别带入公式(1)和(2)，计算得到货车侧滑临界车速u1和侧翻临界车速u2，
Figure FDA0003272840990000011
Figure FDA0003272840990000012
式中，m为车辆载重，g为重力常数，μ为路面摩擦系数，r为急陡弯路段的半径，i为急陡弯路段的路面横坡角，cr与cs分别为空气升力系数和侧向空气动力系数，ρ为大气密度，s为车辆正投影面积，v为侧风速，d为轮距，h为重心高度；
取货车侧滑临界车速u1和侧翻临界车速u2中较小值作为临界安全车速uc，根据第一车速ua、第二车速ub，再分别计算其与临界车速uc的比值ua/uc、ub/uc作为风险系数，将第一、第二车速及对应比值并发送；
风险预警模块：接收所述风险评估模块得到的风险系数，并在所在区间发布预警信息；
所述侧向空气动力系数cs与空气升力系数cr分别通过如下公式计算：
cs＝1+0.13β (3)
Figure FDA0003272840990000021
式中，β为货车风向角，
Figure FDA0003272840990000022
2.如权利要求1所述的道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统，其特征在于，所述环境数据采集分析模块包括：
密度传感器，用于采集当前路段的大气密度ρ；
风速传感器，用于采集当前路段的侧风速v；
风向传感器，用于采集当前路段侧风的风向角β；
路面状态检测器，用于检测路面状态以确定路面摩擦系数μ，干燥沥青路面状况下μ取0.7，干燥水泥路面μ取0.6，湿滑路面状态下μ取0.4，积雪覆盖路面状况下μ取0.28，路面结冰时μ取0.18。
3.如权利要求1所述的道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统，其特征在于，所述车辆数据采集分析模块包括：
视频检测设备，用于采集货车的车牌照；
动态称重平台，用于采集货车载重m；
速度检测器，用于采集第一车速ua、第二车速ub；
车型传感器，用于采集所述货车的车型信息。
4.如权利要求1所述的道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统，其特征在于，所述公式(1)中的Δ的取值为：考虑到侧风方向的影响，当风向吹向货车转弯轨迹外侧时，更易发生侧翻侧滑，此时上式中Δ取值为+1，同理，当风向吹向货车转弯轨迹内侧时，侧风力可作为货车转弯的向心力，此时上式中Δ取值为-1。
5.如权利要求1所述的道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统，其特征在于，所述风险预警模块具体包括：
在急陡弯路段前750m处设置路侧指示牌式急陡弯警示标志，显示“前方有急陡弯路段，有测速监控”，在650m和300m处分别设置龙门式LED可变信息标志与高亮闪光灯，发布预警信息，在弯道入口处设置急陡弯路段入口标志；
货车将进入急陡弯路段前750m处时，若ua/uc小于1，说明车辆在维持当前车速的情况下不会在急陡弯处产生侧翻侧滑风险，则在650m处龙门式LED可变信息标志上以绿色字显示“前方弯道，安全车速uc，请勿加速行驶！”，不进行闪光灯和语音提示；
若ua/uc大于等于1且小于
Figure FDA0003272840990000031
说明车辆处在风险状态，虽然当前车速超过安全范围，但采用发动机制动或减挡制动而无需刹车就可以减小到安全车速范围内，所以存在侧滑侧翻风险但无需采取紧急措施，此状态下，在650m处龙门式LED可变信息标志上以黄色字发布预警信息，预警信息包括：当前车速ua，安全车速uc，存在事故风险，请减速至安全车速以下；并配合高亮闪光灯以短间隔闪烁若干次及高音喇叭定点广播，广播内容包括：前方有急转弯，请减速行驶；
若ua/uc大于等于
Figure FDA0003272840990000032
说明当前车辆正处在高风险状态，若不立即采取刹车制动措施，极有可能以高于安全车速进入转弯路段并发生侧翻或侧滑事故，此时需在650m处龙门式LED可变信息标志上以红色字发布预警信息，预警信息包括：当前车速ua，安全车速uc，事故风险极高，请立即刹车减速，减速至安全车速以下；并配合高亮闪光灯持续闪烁及高音喇叭定点广播，广播内容包括：您当前严重超速，请立即刹车减速；
根据当前车速ua，每一辆车的龙门式LED可变信息标志显示结果应至少持续120/ua秒，广播根据至少重复[30/ua]遍，再恢复收集当前车速并进行判断，同时，该处广播应在空闲时刻告知前方路段有测速监控，以保证经过该路段的所有驾驶员采取一致的速度控制策略；
在货车将进入急陡弯路段前400m处时，再根据第二车速ub及先前计算得到的临界安全车速/uc，根据上述流程进行一次判断风险系数，将预警信息显示在300m处的龙门式LED可变信息标志上，若该处判定为风险状态，额外播放警示音予以提示，若判定为高风险状态则额外播放报警警告音予以示警，并拍摄超速者照片作为行政处罚依据，根据当前车速ub，每一辆车的路侧指示牌式LED可变信息标志显示结果及额外警示音应至少持续[120/ub]秒，广播根据至少重复[30/ub]遍，其中，[]表示进一取整，再恢复收集当前车速并进行判断。
6.如权利要求1所述的道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统的道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估方法，其特征在于，包括：
S1：采集急陡弯路段的半径r、路面坡角i、路面摩擦系数μ、大气密度ρ、侧风速v、风向角β及货车的当前车速u、载重m、车辆正投影面积s、轮距d、重心高度h、满载时发动机制动工况的最小减速度ae；
S2：根据货车受力状态，建立公式(1)受力平衡方程和公式(2)力矩平衡方程，分别计算得到侧滑临界车速u1和侧翻临界车速u2，
Figure FDA0003272840990000041
Figure FDA0003272840990000042
公式中侧向空气动力系数cs和空气升力系数cr取值为：
cs＝1+0.13β (3)
Figure FDA0003272840990000043
其中，β为货车风向角，
Figure FDA0003272840990000051
公式中的Δ的取值为：考虑到侧风方向的影响，当风向吹向货车转弯轨迹外侧时，更容易发生侧翻侧滑，此时上式中Δ取值为+1；同理，当风向吹向货车转弯轨迹内侧时，侧风力可作为货车转弯的向心力，此时上式中Δ取值为-1，取u1和u2中较小值作为临界安全车速uc，计算当前车速u与临界车速uc的比值u/uc作为风险系数；
S3：根据风险系数所在区间评估风险：若u/uc大于等于
Figure FDA0003272840990000052
说明当前车辆正处在高风险状态，若不立即采取刹车制动措施，极有可能以高于安全车速进入转弯路段并发生侧翻或侧滑事故；若u/uc大于等于1且小于
Figure FDA0003272840990000053
说明车辆处在风险状态，虽然当前车速超过安全范围，但采用发动机制动或减挡制动而无需刹车就可以减小到安全车速范围内，所以存在侧滑侧翻风险但无需采取紧急措施，若u/uc小于1，说明车辆在维持当前车速的情况下不会在急陡弯处产生侧翻侧滑风险。
CN202010985651.6A 2020-09-18 2020-09-18 道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统及方法 Active CN112115610B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010985651.6A CN112115610B (zh) 2020-09-18 2020-09-18 道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010985651.6A CN112115610B (zh) 2020-09-18 2020-09-18 道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112115610A CN112115610A (zh) 2020-12-22
CN112115610B true CN112115610B (zh) 2021-11-30

Family

ID=73800226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010985651.6A Active CN112115610B (zh) 2020-09-18 2020-09-18 道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112115610B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113158327B (zh) * 2021-02-20 2022-10-25 西南交通大学 一种时速400km及以上高速铁路曲线超高动力学设计方法
CN113538896B (zh) * 2021-04-20 2022-07-12 清华大学 一种临界行驶条件分析方法和车辆安全行驶提示系统
CN115100860B (zh) * 2022-06-21 2023-12-12 四川智慧高速科技有限公司 一种基于机器视觉的高速公路可视化监控管理系统
CN117292540B (zh) * 2023-08-14 2024-05-07 广西交科集团有限公司 一种桥梁侧风环境车辆侧滑及侧翻预警系统及方法
CN117523805A (zh) * 2023-12-14 2024-02-06 湖北车安达信息科技有限公司 一种车辆运输安全风险预警方法、装置、设备及介质
CN117541066B (zh) * 2024-01-09 2024-03-29 巨野金牛车业有限公司 一种自卸半挂车侧翻评价指标及评价方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2237993A1 (en) * 2007-12-31 2010-10-13 Renault Trucks Method and apparatus for preventing rollover or over-speed for a vehicle
CN104608817A (zh) * 2015-01-08 2015-05-13 奇瑞汽车股份有限公司 基于电动转向装置的侧风影响智能预警系统
CN108860138A (zh) * 2018-04-28 2018-11-23 交通运输部公路科学研究所 一种基于lte-v的弯道车速自动控制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2237993A1 (en) * 2007-12-31 2010-10-13 Renault Trucks Method and apparatus for preventing rollover or over-speed for a vehicle
CN104608817A (zh) * 2015-01-08 2015-05-13 奇瑞汽车股份有限公司 基于电动转向装置的侧风影响智能预警系统
CN108860138A (zh) * 2018-04-28 2018-11-23 交通运输部公路科学研究所 一种基于lte-v的弯道车速自动控制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
侧风对桥面车辆转弯安全性的影响分析;蔡晓男 等;《交通信息与安全》;20151231;第33卷(第6期);第78页 *
弯道安全车速计算改进模型研究;孙川 等;《中国公路学报》;20150831;第28卷(第8期);第102页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112115610A (zh) 2020-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112115610B (zh) 道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统及方法
CN107742432B (zh) 基于车路协同的高速公路运行车速主动预警系统及控制方法
CN110481554B (zh) 一种智能驾驶辅助控制方法及系统
CN103413448B (zh) 一种山区高速公路连续长大纵坡路段货车智能预警系统
CN207517194U (zh) 基于车路协同的高速公路运行车速主动预警系统
CN106218635B (zh) 一种汽车后碰撞预警方法和系统
CN110549941A (zh) 一种基于实时信息的行人碰撞分级预警方法
CN106327895A (zh) 行车路段状况的提示系统及方法
CN111383465B (zh) 一种基于车联网的高速公路危险预警及速度控制系统
CN106740839B (zh) 一种汽车车距检测预警装置及预警方法
CN113538896B (zh) 一种临界行驶条件分析方法和车辆安全行驶提示系统
CN110264742B (zh) 一种适用于高速公路的车载信息监测装置及其警示方法
CN112950974A (zh) 车辆限速提示方法、装置、设备及存储介质
CN113723699A (zh) 恶劣天气高速公路安全车速矫正把控预警方法及系统
CN111477005A (zh) 一种基于车辆状态及行车环境的智能感知预警方法及系统
CN105825692A (zh) 基于路域气象站的高速公路限速信息获取方法及系统
CN113147733B (zh) 雨雾沙尘天气汽车智能限速系统及方法
CN105632203B (zh) 一种交通安全预警方法及系统
Sisiopiku Variable speed control: technologies and practice
CN106530827A (zh) 弯道行车预警装置、系统及方法
CN105957374A (zh) 一种基于雨量计的高速公路预警系统
JPH1153696A (ja) カーブ路警報装置
CN106494408A (zh) 车辆上坡路的提示方法及装置
CN113870580B (zh) 用于货车的超速检测方法、装置、货车车辆及货车系统
US20120072087A1 (en) Systems and devices for conveying a moving status of a motorized vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant