CN116691628A - 一种基于矿用自卸车安全行驶的制动控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及矿用自卸车安全行驶的制动控制领域,具体公开一种基于矿用自卸车安全行驶的制动控制系统,本发明通过获取目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的基本信息,得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的适宜行驶速度,进而获取目标矿用自卸车在各下坡路段的车速调节趋向和车速调节量,结合下坡路段的地形条件对矿用自卸车下坡时速度进行灵活性控制;获取目标矿用自卸车的制动参数符合性系数和制动热稳定性符合度,综合评估得到目标矿用自卸车的制动性能综合指数,从多方面指标对矿用自卸车的制动性能进行检测评估,防止在矿用自卸车紧急制动时由于制动系统故障或制动效果不理想而引发安全事故。

Description

一种基于矿用自卸车安全行驶的制动控制系统
技术领域
本发明涉及矿用自卸车安全行驶的制动控制领域,涉及到一种基于矿用自卸车安全行驶的制动控制系统。
背景技术
矿用自卸车的工作路况复杂,坡度较大,且工作环境恶劣,因此对矿用自卸车的安全性要求较高,而制动系统的性能是车辆安全方面的重要指标。制动系统的作用就在于按照需要使车辆减速或在最短的距离内停车,使车辆在保证安全的前提下尽量发挥出高速行驶的性能,由于矿区道路坡路长、坡路大、弯道多,路面凹凸不平的特点,对车辆的制动性能也提出了特殊的要求,只有制动性能良好、制动系工作可靠的汽车才能充分发挥出其高速行驶的动力性能并保证行驶的安全性,故对矿用自卸车的制动进行控制具有重要意义。
现有的矿用自卸车制动控制方法存在一些不足之处:一方面,矿用自卸车在下坡路段时一般都会减速,但现有方法并未分析需要减速多少,减速过多,矿用自卸车行驶过慢,进而影响矿用自卸车的运输效率,减速过少,矿用自卸车容易失控,进而存在安全隐患,同时,矿区道路环境恶劣,各下坡路段的地形不同,对制动速度的要求也有所不同,需要结合下坡路段的地形条件对矿用自卸车下坡时速度进行灵活性控制。
另一方面,由于矿用自卸车长时间在恶劣环境下工作,车身整体结构都会老化,制动性能也会衰退,需要时常对矿用自卸车的制动性能进行检测评估,进而及时对矿用自卸车进行维修和养护,防止在矿用自卸车需要紧急制动时由于制动系统故障或制动效果不理想而引发安全事故,同时,在对矿用自卸车的制动性能进行评估时,需要参考多方面指标,除了分析制动基本参数,如制动时长和制动距离,还需要分析制动器的热稳定性,制动器的热稳定性差,容易发生衰退,减少使用寿命,制动效能降低,进而影响车辆使用安全。
发明内容
针对上述问题,本发明提出了一种基于矿用自卸车安全行驶的制动控制系统,实现对矿用自卸车安全行驶的制动控制的功能。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是:本发明提供一种基于矿用自卸车安全行驶的制动控制系统,包括:下坡路段基本信息获取模块:用于获取目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的基本信息,其中基本信息包括弯曲程度、坡度、路面湿度和路面平整度。
下坡路段基本信息分析模块:用于根据目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的基本信息,分析得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的制动需求比例系数。
矿用自卸车适宜行驶速度获取模块:用于根据目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的制动需求比例系数,分析得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的适宜行驶速度。
矿用自卸车制动速度控制模块:用于对目标矿用自卸车在各下坡路段的行驶速度进行控制,获取目标矿用自卸车在各下坡路段对应的车速调节趋向和车速调节量。
矿用自卸车制动参数符合性分析模块:用于获取目标矿用自卸车在各下坡路段的理想制动参数和实际制动参数,其中制动参数包括制动距离和制动时长,分析得到目标矿用自卸车的制动参数符合性系数。
矿用自卸车制动热稳定性分析模块:用于获取目标矿用自卸车在各下坡路段制动过程中各采样时间点制动前盘和制动后盘表面的温度,分析得到目标矿用自卸车的制动热稳定性符合度。
矿用自卸车制动性能综合评估模块:用于根据目标矿用自卸车的制动参数符合性系数和制动热稳定性符合度,分析得到目标矿用自卸车的制动性能综合指数,并进行相应处理。
数据库:用于存储矿用自卸车运输的参考行驶速度和矿用自卸车满载时制动初速度与制动距离之间的关系函数,并存储矿用自卸车满载时制动初速度与制动时长之间的关系函数。
在上述实施例的基础上,所述下坡路段基本信息获取模块的具体分析过程为:通过无人机携带的高清摄像头在目标矿用自卸车运输路线各下坡路段的正上方进行拍摄,获取目标矿用自卸车运输路线各下坡路段的俯视图像,根据目标矿用自卸车运输路线各下坡路段的俯视图像,得到目标矿用自卸车运输路线各下坡路段的轮廓线,进一步分析得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的弯曲程度和坡面长度,并分别表示为βi和li
通过高清摄像机获取目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的实景图像,构建目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的空间模型,获取目标矿用自卸车运输路线各下坡路段中起点与终点之间的高度差,将其记为目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的坡面高度,并表示为hi,将目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的坡面高度和坡面长度代入公式得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的坡度δi,其中χ2表示预设的坡度的修正因子。
通过土壤干湿度测试仪获取目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的路面湿度,将其记为ci
按照预设的等面积原则在目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段路面布设各检测点,获取目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段路面各检测点与地面水平基准线之间的距离,将其记为kif,f表示第f个检测点的编号,f=1,2,...,g,通过分析公式得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的路面平整度εi,其中χ3表示预设的路面平整度的修正因子,g表示检测点的数量,ki(f-1)表示目标矿用自卸车运输路线中第i个下坡路段路面第f-1个检测点与地面水平基准线之间的距离,Δk表示预设的距离差值的阈值。
在上述实施例的基础上,所述下坡路段基本信息分析模块的具体分析过程为:将目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的弯曲程度βi、坡度δi、路面湿度ci和路面平整度εi代入公式得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的制动需求比例系数φi,其中/>表示预设的制动需求比例系数修正因子,e表示自然常数,β、δ、c、ε分别表示预设的弯曲程度、坡度、路面湿度和路面平整度的阈值,γ1、γ2、γ3、γ4分别表示预设的弯曲程度、坡度、路面湿度和路面平整度的权重因子。
在上述实施例的基础上,所述矿用自卸车适宜行驶速度获取模块的具体分析过程为:提取数据库中存储的矿用自卸车运输的参考行驶速度,将其记为v参考,通过重量传感器获取目标矿用自卸车运输时的整车重量,将其记为G,将矿用自卸车运输的参考行驶速度v参考、目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的制动需求比例系数φi和目标矿用自卸车运输时的整车重量G代入公式得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的适宜行驶速度/>其中λ表示预设的适宜行驶速度修正因子,η表示预设的制动需求比例系数的补偿因子,φ0表示预设的制动需求比例系数阈值,G0表示预设的矿用自卸车的额定载重量,G0′表示预设的矿用自卸车的空车重量。
在上述实施例的基础上,所述矿用自卸车制动速度控制模块的具体分析过程为:D1:通过目标矿用自卸车的仪表显示盘获取目标矿用自卸车在各下坡路段起点时的行驶速度,将目标矿用自卸车在各下坡路段起点时的行驶速度和其下坡路段对应的适宜行驶速度进行比较,得到目标矿用自卸车在各下坡路段起点时行驶速度和其下坡路段对应适宜行驶速度之间的差值,将其记为目标矿用自卸车在各下坡路段的制动速度偏差量,将目标矿用自卸车在各下坡路段的制动速度偏差与预设的允许制动速度偏差量进行比较,若目标矿用自卸车在某下坡路段的制动速度偏差量大于预设的允许制动速度偏差量,则需要对目标矿用自卸车在该下坡路段的行驶速度进行调节,并执行D2
D2:将目标矿用自卸车在该下坡路段起点时的行驶速度和该下坡路段对应的适宜行驶速度进行比较,获取目标矿用自卸车在该下坡路段对应的车速调节趋向和车速调节量,进而获取目标矿用自卸车在各下坡路段对应的车速调节趋向和车速调节量。
在上述实施例的基础上,所述矿用自卸车制动参数符合性分析模块的具体过程为:提取数据库中存储的矿用自卸车满载时制动初速度与制动距离之间的关系函数,将其记为第一制动特性函数,将目标矿用自卸车在各下坡路段起点时的行驶速度作为目标矿用自卸车在各下坡路段的制动初速度,将目标矿用自卸车在各下坡路段的制动初速度代入第一制动特性函数,得到目标矿用自卸车在各下坡路段的预估制动距离,将其记为将目标矿用自卸车在各下坡路段的预估制动距离/>和制动需求比例系数φi代入公式得到目标矿用自卸车在各下坡路段的理想制动距离其中μ表示预设的理想制动距离的修正因子,Δs表示预设的理想制动距离的修正量。
提取数据库中存储的矿用自卸车满载时制动初速度与制动时长之间的关系函数,将其记为第二制动特性函数,同理,根据目标矿用自卸车在各下坡路段的理想制动距离的分析方法,获取目标矿用自卸车在各下坡路段的理想制动时长,将其记为
记录目标矿用自卸车在各下坡路段从开始制动到停下的距离和时长,将其分别记为目标矿用自卸车在各下坡路段的实际制动距离和实际制动时长,并分别表示为
通过分析公式得到目标矿用自卸车的制动参数符合性系数/>其中s表示预设的制动距离偏差阈值,t设表示预设的制动时长偏差阈值。
在上述实施例的基础上,所述矿用自卸车制动热稳定性分析模块的具体分析过程为:按照预设的等时间间隔原则在目标矿用自卸车各下坡路段制动过程中设定各采样时间点,在目标矿用自卸车制动前盘和制定后盘的表面布设温度传感器,获取目标矿用自卸车在各下坡路段制动过程中各采样时间点制动前盘和制动后盘表面的温度。
根据目标矿用自卸车在各下坡路段制动过程中各采样时间点制动前盘的温度,分析得到目标矿用自卸车制动前盘的制动热稳定性符合度,并将其记为ρ1,同理,根据目标矿用自卸车制动前盘的制动热稳定性符合度的分析方法,得到目标矿用自卸车制动后盘的制动热稳定性符合度,将其记为ρ2,通过分析公式得到目标矿用自卸车的制动热稳定性符合度σ,其中/>分别表示预设的制动前盘和制动后盘的权重因子。
在上述实施例的基础上,所述矿用自卸车制动性能综合评估模块的具体过程为:将目标矿用自卸车的制动参数符合性系数和制动热稳定性符合度σ代入公式得到目标矿用自卸车的制动性能综合指数ξ,其中ψ1、ψ2分别表示预设的制动参数符合性系数和制动热稳定性符合度的权重因子,/>σ0分别表示预设的制动参数符合性系数和制动热稳定性符合度的阈值。
将目标矿用自卸车的制动性能综合指数与预设的制动性能综合指数阈值进行比较,若目标矿用自卸车的制动性能综合指数小于预设的制动性能综合指数阈值,则目标矿用自卸车的制动性能不达标,并将结果发送至目标矿用自卸车对应的运输安全管理部门。
相对于现有技术,本发明所述的一种基于矿用自卸车安全行驶的制动控制系统以下有益效果:1、本发明提供的一种基于矿用自卸车安全行驶的制动控制系统,通过获取目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的基本信息,分析得到目标矿用自卸车在各下坡路段的车速调节趋向和车速调节量,对矿用自卸车下坡时速度进行灵活性控制;获取目标矿用自卸车的制动参数符合性系数和制动热稳定性符合度,综合评估得到目标矿用自卸车的制动性能综合指数,从多方面指标对矿用自卸车的制动性能进行检测评估,为矿用自卸车的行驶安全提供保障。
2、本发明通过获取目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的基本信息,分析得到目标矿用自卸车在各下坡路段的车速调节趋向和车速调节量,结合下坡路段的地形条件对矿用自卸车下坡时速度进行灵活性控制。
3、本发明通过获取目标矿用自卸车的制动参数符合性系数和制动热稳定性符合度,综合评估得到目标矿用自卸车的制动性能综合指数,从多方面指标对矿用自卸车的制动性能进行检测评估,进而及时对矿用自卸车进行维修和养护,防止在矿用自卸车需要紧急制动时由于制动系统故障或制动效果不理想而引发安全事故。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的系统模块连接图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示,本发明提供一种基于矿用自卸车安全行驶的制动控制系统,包括下坡路段基本信息获取模块、下坡路段基本信息分析模块、矿用自卸车适宜行驶速度获取模块、矿用自卸车制动速度控制模块、矿用自卸车制动参数符合性分析模块、矿用自卸车制动热稳定性分析模块、矿用自卸车制动性能综合评估模块和数据库。
所述下坡路段基本信息分析模块分别与下坡路段基本信息获取模块和矿用自卸车适宜行驶速度获取模块连接,矿用自卸车制动速度控制模块分别与矿用自卸车适宜行驶速度获取模块、矿用自卸车制动参数符合性分析模块和矿用自卸车制动热稳定性分析模块连接,矿用自卸车制动性能综合评估模块分别与矿用自卸车制动参数符合性分析模块和矿用自卸车制动热稳定性分析模块连接,数据库分别与矿用自卸车适宜行驶速度获取模块和矿用自卸车制动参数符合性分析模块连接。
所述下坡路段基本信息获取模块用于获取目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的基本信息,其中基本信息包括弯曲程度、坡度、路面湿度和路面平整度。
进一步地,所述下坡路段基本信息获取模块的具体分析过程为:通过无人机携带的高清摄像头在目标矿用自卸车运输路线各下坡路段的正上方进行拍摄,获取目标矿用自卸车运输路线各下坡路段的俯视图像,根据目标矿用自卸车运输路线各下坡路段的俯视图像,得到目标矿用自卸车运输路线各下坡路段的轮廓线,进一步分析得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的弯曲程度和坡面长度,并分别表示为βi和li
通过高清摄像机获取目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的实景图像,构建目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的空间模型,获取目标矿用自卸车运输路线各下坡路段中起点与终点之间的高度差,将其记为目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的坡面高度,并表示为hi,将目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的坡面高度和坡面长度代入公式得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的坡度δi,其中χ2表示预设的坡度的修正因子。
通过土壤干湿度测试仪获取目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的路面湿度,将其记为ci
按照预设的等面积原则在目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段路面布设各检测点,获取目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段路面各检测点与地面水平基准线之间的距离,将其记为kif,f表示第f个检测点的编号,f=1,2,...,g,通过分析公式得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的路面平整度εi,其中χ3表示预设的路面平整度的修正因子,g表示检测点的数量,ki(f-1)表示目标矿用自卸车运输路线中第i个下坡路段路面第f-1个检测点与地面水平基准线之间的距离,Δk表示预设的距离差值的阈值。
作为一种优选方案,所述目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的弯曲程度,具体获取方法为:按照预设的等长度原则在目标矿用自卸车运输路线各下坡路段轮廓线上布设各标记点,将目标矿用自卸车运输路线各下坡路段轮廓线的起点与终点进行连接,得到目标矿用自卸车运输路线各下坡路段轮廓线的基准线,将目标矿用自卸车运输路线各下坡路段的轮廓线与其对应的基准线进行拟合,得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段轮廓线上各标记点到其轮廓线对应基准线的距离,将其记为目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段轮廓线上各标记点对应的偏移量,并表示为dia,i表示第i个下坡路段的编号,i=1,2,...,n,a表示第a个标记点的编号,a=1,2,...,b。
将目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段轮廓线上各标记点对应的偏移量dia代入公式得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的弯曲程度βi,其中χ表示预设的弯曲程度修正因子,b表示标记点的数量,Δd表示预设的偏移量阈值。
作为一种优选方案,所述目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的坡面长度,具体获取方法为:根据目标矿用自卸车运输路线各下坡路段的轮廓线,得到目标矿用自卸车运输路线各下坡路段轮廓线的长度,将其记为目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的坡面长度。
所述下坡路段基本信息分析模块用于根据目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的基本信息,分析得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的制动需求比例系数。
进一步地,所述下坡路段基本信息分析模块的具体分析过程为:将目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的弯曲程度βi、坡度δi、路面湿度ci和路面平整度εi代入公式得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的制动需求比例系数φi,其中/>表示预设的制动需求比例系数修正因子,e表示自然常数,β、δ、c、ε分别表示预设的弯曲程度、坡度、路面湿度和路面平整度的阈值,γ1、γ2、γ3、γ4分别表示预设的弯曲程度、坡度、路面湿度和路面平整度的权重因子。
所述矿用自卸车适宜行驶速度获取模块用于根据目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的制动需求比例系数,分析得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的适宜行驶速度。
进一步地,所述矿用自卸车适宜行驶速度获取模块的具体分析过程为:提取数据库中存储的矿用自卸车运输的参考行驶速度,将其记为v参考,通过重量传感器获取目标矿用自卸车运输时的整车重量,将其记为G,将矿用自卸车运输的参考行驶速度v参考、目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的制动需求比例系数φi和目标矿用自卸车运输时的整车重量G代入公式得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的适宜行驶速度/>其中λ表示预设的适宜行驶速度修正因子,η表示预设的制动需求比例系数的补偿因子,φ0表示预设的制动需求比例系数阈值,G0表示预设的矿用自卸车的额定载重量,G0′表示预设的矿用自卸车的空车重量。
作为一种优选方案,所述整车重量指矿用自卸车装载货物时车和货物的总重量。
所述矿用自卸车制动速度控制模块用于对目标矿用自卸车在各下坡路段的行驶速度进行控制,获取目标矿用自卸车在各下坡路段对应的车速调节趋向和车速调节量。
进一步地,所述矿用自卸车制动速度控制模块的具体分析过程为:D1:通过目标矿用自卸车的仪表显示盘获取目标矿用自卸车在各下坡路段起点时的行驶速度,将目标矿用自卸车在各下坡路段起点时的行驶速度和其下坡路段对应的适宜行驶速度进行比较,得到目标矿用自卸车在各下坡路段起点时行驶速度和其下坡路段对应适宜行驶速度之间的差值,将其记为目标矿用自卸车在各下坡路段的制动速度偏差量,将目标矿用自卸车在各下坡路段的制动速度偏差与预设的允许制动速度偏差量进行比较,若目标矿用自卸车在某下坡路段的制动速度偏差量大于预设的允许制动速度偏差量,则需要对目标矿用自卸车在该下坡路段的行驶速度进行调节,并执行D2
D2:将目标矿用自卸车在该下坡路段起点时的行驶速度和该下坡路段对应的适宜行驶速度进行比较,获取目标矿用自卸车在该下坡路段对应的车速调节趋向和车速调节量,进而获取目标矿用自卸车在各下坡路段对应的车速调节趋向和车速调节量。
作为一种优选方案,上述获取目标矿用自卸车在该下坡路段对应的车速调节趋向和车速调节量,具体过程为:将目标矿用自卸车在该下坡路段起点时的行驶速度和该下坡路段对应的适宜行驶速度进行比较,若目标矿用自卸车在该下坡路段起点时的行驶速度大于该下坡路段对应的适宜行驶速度,则目标矿用自卸车在该下坡路段对应的车速调节趋向为减小,若目标矿用自卸车在该下坡路段起点时的行驶速度小于该下坡路段对应的适宜行驶速度,则目标矿用自卸车在该下坡路段对应的车速调节趋向为增大,将目标矿用自卸车在该下坡路段的制动速度偏差量作为目标矿用自卸车在该下坡路段对应的车速调节量。
需要说明的是,本发明通过获取目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的基本信息,分析得到目标矿用自卸车在各下坡路段的车速调节趋向和车速调节量,结合下坡路段的地形条件对矿用自卸车下坡时速度进行灵活性控制。
所述矿用自卸车制动参数符合性分析模块用于获取目标矿用自卸车在各下坡路段的理想制动参数和实际制动参数,其中制动参数包括制动距离和制动时长,分析得到目标矿用自卸车的制动参数符合性系数。
进一步地,所述矿用自卸车制动参数符合性分析模块的具体过程为:提取数据库中存储的矿用自卸车满载时制动初速度与制动距离之间的关系函数,将其记为第一制动特性函数,将目标矿用自卸车在各下坡路段起点时的行驶速度作为目标矿用自卸车在各下坡路段的制动初速度,将目标矿用自卸车在各下坡路段的制动初速度代入第一制动特性函数,得到目标矿用自卸车在各下坡路段的预估制动距离,将其记为将目标矿用自卸车在各下坡路段的预估制动距离/>和制动需求比例系数φi代入公式得到目标矿用自卸车在各下坡路段的理想制动距离其中μ表示预设的理想制动距离的修正因子,Δs表示预设的理想制动距离的修正量。
提取数据库中存储的矿用自卸车满载时制动初速度与制动时长之间的关系函数,将其记为第二制动特性函数,同理,根据目标矿用自卸车在各下坡路段的理想制动距离的分析方法,获取目标矿用自卸车在各下坡路段的理想制动时长,将其记为
记录目标矿用自卸车在各下坡路段从开始制动到停下的距离和时长,将其分别记为目标矿用自卸车在各下坡路段的实际制动距离和实际制动时长,并分别表示为
通过分析公式得到目标矿用自卸车的制动参数符合性系数/>其中s表示预设的制动距离偏差阈值,t表示预设的制动时长偏差阈值。
所述矿用自卸车制动热稳定性分析模块用于获取目标矿用自卸车在各下坡路段制动过程中各采样时间点制动前盘和制动后盘表面的温度,分析得到目标矿用自卸车的制动热稳定性符合度。
进一步地,所述矿用自卸车制动热稳定性分析模块的具体分析过程为:按照预设的等时间间隔原则在目标矿用自卸车各下坡路段制动过程中设定各采样时间点,在目标矿用自卸车制动前盘和制定后盘的表面布设温度传感器,获取目标矿用自卸车在各下坡路段制动过程中各采样时间点制动前盘和制动后盘表面的温度。
根据目标矿用自卸车在各下坡路段制动过程中各采样时间点制动前盘的温度,分析得到目标矿用自卸车制动前盘的制动热稳定性符合度,并将其记为ρ1,同理,根据目标矿用自卸车制动前盘的制动热稳定性符合度的分析方法,得到目标矿用自卸车制动后盘的制动热稳定性符合度,将其记为ρ2,通过分析公式得到目标矿用自卸车的制动热稳定性符合度σ,其中/>分别表示预设的制动前盘和制动后盘的权重因子。
作为一种优选方案,所述获取目标矿用自卸车制动前盘的制动热稳定性符合度,具体过程为:根据目标矿用自卸车在各下坡路段制动过程中各采样时间点制动前盘的温度,生成目标矿用自卸车制动前盘在各下坡路段的数集,基于目标矿用自卸车制动前盘在各下坡路段的数集内的元素,通过函数拟合法生成目标矿用自卸车制动前盘在各下坡路段的温升特性函数,进一步得到目标矿用自卸车制动前盘在各下坡路段的温升特性函数图像,将目标矿用自卸车制动前盘在各下坡路段的温升特性函数图像与预设的下坡路段制动前盘的参考温升特性函数图像进行比较,得到目标矿用自卸车制动前盘在各下坡路段的温升特性函数图像与参考温升特性函数图像的重合度,将其记为目标矿用自卸车制动前盘在各下坡路段的制动热稳定性符合度,将目标矿用自卸车制动前盘在各下坡路段的制动热稳定性符合度进行相互比较,将最小制动热稳定性符合度记为目标矿用自卸车制动前盘的制动热稳定性符合度。
作为一种优选方案,所述通过函数拟合法生成目标矿用自卸车制动前盘在各下坡路段的温升特性函数,具体过程为:将采样时间点作为目标矿用自卸车制动前盘在各下坡路段的温升特性函数的自变量,将温度作为目标矿用自卸车制动前盘在各下坡路段的温升特性函数的因变量。
所述矿用自卸车制动性能综合评估模块用于根据目标矿用自卸车的制动参数符合性系数和制动热稳定性符合度,分析得到目标矿用自卸车的制动性能综合指数,并进行相应处理。
进一步地,所述矿用自卸车制动性能综合评估模块的具体过程为:将目标矿用自卸车的制动参数符合性系数和制动热稳定性符合度σ代入公式/>得到目标矿用自卸车的制动性能综合指数ξ,其中ψ1、ψ2分别表示预设的制动参数符合性系数和制动热稳定性符合度的权重因子,/>σ0分别表示预设的制动参数符合性系数和制动热稳定性符合度的阈值。
将目标矿用自卸车的制动性能综合指数与预设的制动性能综合指数阈值进行比较,若目标矿用自卸车的制动性能综合指数小于预设的制动性能综合指数阈值,则目标矿用自卸车的制动性能不达标,并将结果发送至目标矿用自卸车对应的运输安全管理部门。
需要说明的是,本发明通过获取目标矿用自卸车的制动参数符合性系数和制动热稳定性符合度,综合评估得到目标矿用自卸车的制动性能综合指数,从多方面指标对矿用自卸车的制动性能进行检测评估,进而及时对矿用自卸车进行维修和养护,防止在矿用自卸车需要紧急制动时由于制动系统故障或制动效果不理想而引发安全事故。
所述数据库用于存储矿用自卸车运输的参考行驶速度和矿用自卸车满载时制动初速度与制动距离之间的关系函数,并存储矿用自卸车满载时制动初速度与制动时长之间的关系函数。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于矿用自卸车安全行驶的制动控制系统,其特征在于,包括:
下坡路段基本信息获取模块:用于获取目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的基本信息,其中基本信息包括弯曲程度、坡度、路面湿度和路面平整度;
下坡路段基本信息分析模块:用于根据目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的基本信息,分析得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的制动需求比例系数;
矿用自卸车适宜行驶速度获取模块:用于根据目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的制动需求比例系数,分析得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的适宜行驶速度;
矿用自卸车制动速度控制模块:用于对目标矿用自卸车在各下坡路段的行驶速度进行控制,获取目标矿用自卸车在各下坡路段对应的车速调节趋向和车速调节量;
矿用自卸车制动参数符合性分析模块:用于获取目标矿用自卸车在各下坡路段的理想制动参数和实际制动参数,其中制动参数包括制动距离和制动时长,分析得到目标矿用自卸车的制动参数符合性系数;
矿用自卸车制动热稳定性分析模块:用于获取目标矿用自卸车在各下坡路段制动过程中各采样时间点制动前盘和制动后盘表面的温度,分析得到目标矿用自卸车的制动热稳定性符合度;
矿用自卸车制动性能综合评估模块:用于根据目标矿用自卸车的制动参数符合性系数和制动热稳定性符合度,分析得到目标矿用自卸车的制动性能综合指数,并进行相应处理;
数据库:用于存储矿用自卸车运输的参考行驶速度和矿用自卸车满载时制动初速度与制动距离之间的关系函数,并存储矿用自卸车满载时制动初速度与制动时长之间的关系函数。
2.根据权利要求1所述的一种基于矿用自卸车安全行驶的制动控制系统,其特征在于:所述下坡路段基本信息获取模块的具体分析过程为:
通过无人机携带的高清摄像头在目标矿用自卸车运输路线各下坡路段的正上方进行拍摄,获取目标矿用自卸车运输路线各下坡路段的俯视图像,根据目标矿用自卸车运输路线各下坡路段的俯视图像,得到目标矿用自卸车运输路线各下坡路段的轮廓线,进一步分析得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的弯曲程度和坡面长度,并分别表示为βi和li
通过高清摄像机获取目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的实景图像,构建目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的空间模型,获取目标矿用自卸车运输路线各下坡路段中起点与终点之间的高度差,将其记为目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的坡面高度,并表示为hi,将目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的坡面高度和坡面长度代入公式得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的坡度δi,其中χ2表示预设的坡度的修正因子;
通过土壤干湿度测试仪获取目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的路面湿度,将其记为ci
按照预设的等面积原则在目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段路面布设各检测点,获取目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段路面各检测点与地面水平基准线之间的距离,将其记为kif,f表示第f个检测点的编号,f=1,2,...,g,通过分析公式得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的路面平整度εi,其中χ3表示预设的路面平整度的修正因子,g表示检测点的数量,ki(f-1)表示目标矿用自卸车运输路线中第i个下坡路段路面第f-1个检测点与地面水平基准线之间的距离,Δk表示预设的距离差值的阈值。
3.根据权利要求2所述的一种基于矿用自卸车安全行驶的制动控制系统,其特征在于:所述下坡路段基本信息分析模块的具体分析过程为:
将目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的弯曲程度βi、坡度δi、路面湿度ci和路面平整度εi代入公式得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的制动需求比例系数φi,其中/>表示预设的制动需求比例系数修正因子,e表示自然常数,β、δ、c、ε分别表示预设的弯曲程度、坡度、路面湿度和路面平整度的阈值,γ1、γ2、γ3、γ4分别表示预设的弯曲程度、坡度、路面湿度和路面平整度的权重因子。
4.根据权利要求3所述的一种基于矿用自卸车安全行驶的制动控制系统,其特征在于:所述矿用自卸车适宜行驶速度获取模块的具体分析过程为:
提取数据库中存储的矿用自卸车运输的参考行驶速度,将其记为v参考,通过重量传感器获取目标矿用自卸车运输时的整车重量,将其记为G,将矿用自卸车运输的参考行驶速度v参考、目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的制动需求比例系数φi和目标矿用自卸车运输时的整车重量G代入公式得到目标矿用自卸车运输路线中各下坡路段的适宜行驶速度/>其中λ表示预设的适宜行驶速度修正因子,η表示预设的制动需求比例系数的补偿因子,φ0表示预设的制动需求比例系数阈值,G0表示预设的矿用自卸车的额定载重量,G0′表示预设的矿用自卸车的空车重量。
5.根据权利要求1所述的一种基于矿用自卸车安全行驶的制动控制系统,其特征在于:所述矿用自卸车制动速度控制模块的具体分析过程为:
D1:通过目标矿用自卸车的仪表显示盘获取目标矿用自卸车在各下坡路段起点时的行驶速度,将目标矿用自卸车在各下坡路段起点时的行驶速度和其下坡路段对应的适宜行驶速度进行比较,得到目标矿用自卸车在各下坡路段起点时行驶速度和其下坡路段对应适宜行驶速度之间的差值,将其记为目标矿用自卸车在各下坡路段的制动速度偏差量,将目标矿用自卸车在各下坡路段的制动速度偏差与预设的允许制动速度偏差量进行比较,若目标矿用自卸车在某下坡路段的制动速度偏差量大于预设的允许制动速度偏差量,则需要对目标矿用自卸车在该下坡路段的行驶速度进行调节,并执行D2
D2:将目标矿用自卸车在该下坡路段起点时的行驶速度和该下坡路段对应的适宜行驶速度进行比较,获取目标矿用自卸车在该下坡路段对应的车速调节趋向和车速调节量,进而获取目标矿用自卸车在各下坡路段对应的车速调节趋向和车速调节量。
6.根据权利要求4所述的一种基于矿用自卸车安全行驶的制动控制系统,其特征在于:所述矿用自卸车制动参数符合性分析模块的具体过程为:
提取数据库中存储的矿用自卸车满载时制动初速度与制动距离之间的关系函数,将其记为第一制动特性函数,将目标矿用自卸车在各下坡路段起点时的行驶速度作为目标矿用自卸车在各下坡路段的制动初速度,将目标矿用自卸车在各下坡路段的制动初速度代入第一制动特性函数,得到目标矿用自卸车在各下坡路段的预估制动距离,将其记为将目标矿用自卸车在各下坡路段的预估制动距离/>和制动需求比例系数φi代入公式得到目标矿用自卸车在各下坡路段的理想制动距离其中μ表示预设的理想制动距离的修正因子,Δs表示预设的理想制动距离的修正量;
提取数据库中存储的矿用自卸车满载时制动初速度与制动时长之间的关系函数,将其记为第二制动特性函数,同理,根据目标矿用自卸车在各下坡路段的理想制动距离的分析方法,获取目标矿用自卸车在各下坡路段的理想制动时长,将其记为
记录目标矿用自卸车在各下坡路段从开始制动到停下的距离和时长,将其分别记为目标矿用自卸车在各下坡路段的实际制动距离和实际制动时长,并分别表示为和/>
通过分析公式得到目标矿用自卸车的制动参数符合性系数/>其中s表示预设的制动距离偏差阈值,t表示预设的制动时长偏差阈值。
7.根据权利要求1所述的一种基于矿用自卸车安全行驶的制动控制系统,其特征在于:所述矿用自卸车制动热稳定性分析模块的具体分析过程为:
按照预设的等时间间隔原则在目标矿用自卸车各下坡路段制动过程中设定各采样时间点,在目标矿用自卸车制动前盘和制定后盘的表面布设温度传感器,获取目标矿用自卸车在各下坡路段制动过程中各采样时间点制动前盘和制动后盘表面的温度;
根据目标矿用自卸车在各下坡路段制动过程中各采样时间点制动前盘的温度,分析得到目标矿用自卸车制动前盘的制动热稳定性符合度,并将其记为ρ1,同理,根据目标矿用自卸车制动前盘的制动热稳定性符合度的分析方法,得到目标矿用自卸车制动后盘的制动热稳定性符合度,将其记为ρ,通过分析公式得到目标矿用自卸车的制动热稳定性符合度σ,其中/>分别表示预设的制动前盘和制动后盘的权重因子。
8.根据权利要求1所述的一种基于矿用自卸车安全行驶的制动控制系统,其特征在于:所述矿用自卸车制动性能综合评估模块的具体过程为:
将目标矿用自卸车的制动参数符合性系数和制动热稳定性符合度σ代入公式得到目标矿用自卸车的制动性能综合指数ξ,其中ψ1、ψ2分别表示预设的制动参数符合性系数和制动热稳定性符合度的权重因子,/>σ0分别表示预设的制动参数符合性系数和制动热稳定性符合度的阈值;
将目标矿用自卸车的制动性能综合指数与预设的制动性能综合指数阈值进行比较,若目标矿用自卸车的制动性能综合指数小于预设的制动性能综合指数阈值,则目标矿用自卸车的制动性能不达标,并将结果发送至目标矿用自卸车对应的运输安全管理部门。
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