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CN111292528B - 一种大型货车入弯速度过高预警的方法 - Google Patents

一种大型货车入弯速度过高预警的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种一种大型货车入弯速度过高预警的方法，包括：步骤1，获取大型货车的载重量；步骤2，获取大型货车行驶路段的路面湿滑程度信息；步骤3，计算大型货车进入弯道的侧翻概率；步骤4，根据所述载重量和所述路面湿滑程度，计算修正侧翻概率，并根据所述修正侧翻概率对大型货车进行预警。本发明的方法可根据大型货车实际的载重量和路面湿滑程度对入弯时的侧翻概率进行预测，并根据侧翻概率对大型货车进行预警，可对大型货车进行有效的预警，防止大型货车发生侧翻事故。

Description

一种大型货车入弯速度过高预警的方法
技术领域
本发明涉及道路交通安全技术领域，尤其涉及一种大型货车入弯速度过高预警的方法。
背景技术
随着交通运输行业的发展，由于道路运输具有机动灵活、方便快捷、延伸自由度大和覆盖范围广的特点，在运输行业占据着重要的地位，特别是长途运输的大型货车成为了道路运输的主力军。大型货车在山路行驶时由于自身载重比较大导致质心位置比较高，在车辆入弯时会常常因为行驶速度过高从而导致发生侧翻的危险。现代运输行业的蓬勃发展往往导致大型货车出现重载的现象，当重载大型货车行驶在路面潮湿或湿滑下坡弯道路段时，往往由于入弯速度不合适而大大增加了车辆发生侧翻的可能性。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种大型货车入弯速度过高预警的方法，该方法可根据大型货车实际的载重量和路面湿滑程度对入弯时的侧翻概率进行预测，并根据侧翻概率对大型货车进行预警，可对大型货车进行有效的预警，防止大型货车发生侧翻事故。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
一种大型货车入弯速度过高预警的方法，包括以下步骤：
步骤1，获取大型货车的载重量；
步骤2，获取大型货车行驶路段的路面湿滑程度信息；
步骤3，计算大型货车进入弯道的侧翻概率；
步骤4，根据所述载重量和所述路面湿滑程度，计算修正侧翻概率，并根据所述修正侧翻概率对大型货车进行预警。
本发明技术方案的特点和进一步的改进在于：
(1)步骤1包含以下子步骤：
子步骤1.1，在大型货车行驶路段中选取上坡路段；
子步骤1.2，将不同类型的大型货车分别在不同载重量的条件下正常行驶在所述上坡路段，并采集其速度特征信息；获得不同类型的大型货车分别在不同载重量的条件下的行驶速度特征数据库；
子步骤1.3，当某大型货车行驶在所述上坡路段时，获取其车型信息和实时速度信息，并与所述行驶速度特征数据库中的信息进行匹配，根据匹配结果，确定当前大型货车的载重量。
(2)进一步的，子步骤1.1中，所述上坡路段的坡度大于3％。
(3)步骤3包含以下子步骤：
子步骤3.1，计算所述大型货车在弯道行驶时的侧向加速度；
Figure BDA0002378427240000021
其中，vy为所述大型货车在入弯上游的实时速度；R为弯道路段的曲率半径；ay为所述大型货车以速度vy在弯道行驶时的侧向加速度；
子步骤3.2，根据所述侧向加速度，计算所述大型货车以当前实时速度进入弯道的侧翻值，按照下式进行：
Figure BDA0002378427240000031
其中，S为大型货车进入弯道的侧翻值，g为重力加速度；
子步骤3.3，根据所述侧翻值，计算对应的侧翻概率：
Figure BDA0002378427240000032
其中，P为所述大型货车以当前实时速度进入弯道的侧翻概率，A为大型货车的侧翻阈值。
优选的，所述大型货车的侧翻阈值A为0.4-0.6。
进一步优选的，大型货车的侧翻阈值A为0.5。
(4)步骤4包含以下子步骤：
子步骤4.1，将路面湿滑程度分为多个级别，根据路面湿滑程度的级别，设定第一修正系数；
子步骤4.2，将载重量分为多个级别，根据载重量的级别，设定第二修正系数；
子步骤4.3，根据步骤1所获得的大型货车的载重所对应的载重级别和步骤2所获得的大型货车行驶路段的路面湿滑程度信息所对应的路面湿滑程度级别，对步骤3计算得到的大型货车进入弯道的侧翻概率进行修正，按照下式进行：
Pe＝PP1P2
其中，Pe为大型货车进入弯道的修正侧翻概率；P1为第一修正系数；P2为第二修正系数；
子步骤4.4，根据所述修正侧翻概率对大型货车进行预警。
(5)进一步的，子步骤4.4中，当Pe≥85％时，对大型货车进行预警。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明所提供的大型货车入弯速度过高预警的方法结合了大型货车的实际载重量和所行驶的路面情况，对大型货车进入弯道时的速度进行了有效的预警，防止了大型货车发生侧翻的事故。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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为本发明提供的大型货车入弯速度过高预警的方法的一种实施例的流程示意图；
图2为本发明提供的大型货车入弯速度过高预警装置的一种实施例的结构示意图。
以上图中：1一体化传感模块；11微波雷达；12激光雷达；13AI摄像机；14传感器融合单元；2数据存储器；3数据处理器；4控制器；5预警模块；51警示灯；52语音播放装置；53LED屏幕；6悬臂杆；7充电装置；8弯道路面湿度传感器。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参考图1，本发明实施例提供了一种大型货车入弯速度过高预警的方法，包括以下步骤：
步骤1，获取大型货车的载重量。
具体的，包含以下子步骤：
子步骤1.1，在大型货车行驶路段中选取上坡路段；
子步骤1.2，将不同类型的大型货车分别在不同载重量的条件下正常行驶在所述上坡路段，并采集其速度特征信息；获得不同类型的大型货车分别在不同载重量的条件下的行驶速度特征数据库；
子步骤1.3，当某大型货车行驶在所述上坡路段时，获取其车型信息和实时速度信息，并与所述行驶速度特征数据库中的信息进行匹配，根据匹配结果，确定当前大型货车的载重量。
本实施例中，上坡路段选取在进入弯道之前的坡度大于3％的上坡路段。
本实施例中，将载重量分为3级，分别为重载、一般载荷和空载，子步骤1.2中，将不同类型的大型货车分别在重载、一般载荷和空载的条件下正常行驶在上坡路段，并采集其速度特征信息；从而获得不同类型的大型货车分别在上述3种级别的载重量的条件下的行驶速度特征数据库；进而在子步骤1.3中，即可获得当前大货车的载重级别。
步骤2，获取大型货车行驶路段的路面湿滑程度信息。
本实施例中，实时采集大型货车行驶路段的路面湿滑程度λs，并定义路面湿滑程度λs取值在0.1-1之间，对应不同情况的路面情况，可将其分为5个级别，分别为极度湿滑、重度湿滑、一般湿滑、轻微湿滑和干燥。也可根据季节、天气等情况对路面湿滑程度λs的级别进行更新替换。
步骤3，计算大型货车进入弯道的侧翻概率。
包含以下子步骤：
子步骤3.1，计算所述大型货车在弯道行驶时的侧向加速度；
Figure BDA0002378427240000061
其中，vy为所述大型货车在入弯上游的实时速度；R为弯道路段的曲率半径；ay为所述大型货车以速度vy在弯道行驶时的侧向加速度；
需要说明的是，vy为大型货车在入弯前至少300米处的实时速度。
本实施例中，vy为大型货车在入弯前300米处的实时速度。
子步骤3.2，根据所述侧向加速度，计算所述大型货车以当前实时速度进入弯道的侧翻值，按照下式进行：
Figure BDA0002378427240000062
其中，S为大型货车进入弯道的侧翻值，g为重力加速度；
子步骤3.3，根据所述侧翻值，计算对应的侧翻概率：
Figure BDA0002378427240000063
其中，P为所述大型货车以当前实时速度进入弯道的侧翻概率，A为大型货车的侧翻阈值。
一般情况下，大型货车的侧翻阈值A为0.4-0.6，但是本实施例为了保证大型货车的行车安全，在预估大型货车在当前速度下的侧翻概率时，取侧翻阈值A为0.5。
步骤4，根据所述载重量和所述路面湿滑程度，计算修正侧翻概率，并根据所述修正侧翻概率对大型货车进行预警。
包含以下子步骤：
子步骤4.1，将路面湿滑程度分为多个级别，根据路面湿滑程度的级别，设定第一修正系数。
由上述实施例可知，本实施例将路面湿滑程度分为极度湿滑、重度湿滑、一般湿滑、轻微湿滑和干燥5个级别，本实施例将其对应的第一修正系数分别设定为1.4、1.3、1.2、1.1和1。
子步骤4.2，将载重量分为多个级别，根据载重量的级别，设定第二修正系数。
由上述实施例可知，本实施例将载重量分为3级，分别为重载、一般载荷和空载，本实施例将其对应的第二修正系数分别设定为1.3、1、1。
子步骤4.3，根据步骤1所获得的大型货车的载重所对应的载重级别和步骤2所获得的大型货车行驶路段的路面湿滑程度信息所对应的路面湿滑程度级别，对步骤3计算得到的大型货车进入弯道的侧翻概率进行修正，按照下式进行：
Pe＝PP1P2
其中，Pe为大型货车进入弯道的修正侧翻概率；P1为第一修正系数；P2为第二修正系数。
子步骤4.4，根据所述修正侧翻概率对大型货车进行预警。
当Pe≥85％时，认为当前预估计算的侧翻概率是不可接受的，大型货车如果继续以当前速度行驶进入弯道，极易发生侧翻事故，因此，及时采取预警措施对大型货车进行预警，提醒驾驶人减速慢行，防止事故发生。
本发明实施例还提供了一种预警装置，用于实现上述大型货车入弯速度过高预警的方法，包括一体化传感模块、弯道路面湿度传感器、数据存储器、数据处理器、控制器和预警模块；其中，所述一体化传感模块包含微波雷达、激光雷达、AI摄像机和传感器融合单元；预警模块可以包含语音提醒器和LED道路可变信息警示牌。
每个预警装置可以通过悬臂杆安装于急弯前至少300米的道路路侧。此外，每个个性化预警装置还连接有充电装置，可以为个性化预警装置中的电子元器件供电充电装置可以为太阳能供电装置或其他现有的道路适用的充电装置。
其中，所述微波雷达、激光雷达、AI摄像机的输出端分别连接所述传感器融合单元的输入端，所述传感器融合单元的输出端连接所述数据存储器的输入端，所述数据存储器的输出端连接所述数据处理器的输入端，弯道路面湿度传感器的输出端连接所述数据处理器的输入端，所述数据处理器的输出端连接所述控制器的输入端，所述控制器的输出端连接所述预警模块的输入端。
具体的，微波雷达用于追踪目标，并获取目标车辆的速度、速度曲线、连续路段的速度曲线以及位置等信息。AI摄像机用于采集行驶在该预警装置范围内的车辆的图像信息，图像信息包括轮廓、车辆位置、车辆颜色、车辆车牌号等信息；激光雷达用于采集行驶在该预警装置范围内的车辆的3D轮廓、颜色、位置速度等信息。
微波雷达、AI摄像机以及激光雷达将其各自采集的信息发送至传感器融合单元，传感器融合单元将接收到的各个信息进行汇总融合，即实现对在该预警装置范围内行驶车辆的追踪，记录各车辆的轮廓信息、速度、加速度、实时位置等信息，并将融合后的信息发送至数据存储器。
数据存储器内部预先存储有该预警装置范围内的急弯路段以及进入急弯路段之前的上坡路段的模型、以及目前市面上各类货车的特征参数，包括轴距B、轮距la和lb、质心高度、车轮排列方式和载货量等信息，建立不同类型大货车辆的装备质量参数和载重质量参数数据库。数据存储器根据其接收到的车辆的特征信息与其预先存储的信息进行对比匹配，即可识别大型货车，获得大型货车的特征参数。最后将匹配后的数据发送至数据处理器。
数据处理器根据接收的数据信息进行数据分析，并将分析的结果传输给控制器，最后控制器根据接收到的控制信息控制预警装置对速度过高的大型货车进行预警。
具体的，
上述实施例提供的大型货车入弯速度过高预警的方法中，首先通过GPS装置获取在进入弯道之前的坡度大于3％的上坡路段信息，在上坡路段间隔100米连续安装至少3个上述预警装置，安装高度不小于3.5米；多个预警装置之间采用TCP/IP通讯协议，通讯接口设置在所述数据处理器上；以此实现对大型货车的载重量的识别。
然后，在进入弯道前至少300米处开始间隔20米连续安装至少5个上述预警装置，安装高度不小于3.5米。多个预警装置之间采用TCP/IP通讯协议，通讯接口设置在所述数据处理器上。对大型货车进行实时跟踪，并在入弯前300米处采集大型货车的实时速度，根据实时速度计算大型货车在弯道行驶时的侧向加速度，最后进行侧翻概率的预估。
结合大型货车的载重量和路面湿滑程度，预估大型货车的修正侧翻概率，当最终预估的修正侧翻概率为不可接受的侧翻概率时，控制器控制语音提醒器和LED道路可变信息警示牌对大型货车驾驶人发出预警信息，也可通过警示灯闪烁提醒驾驶人注意；以提醒其减速慢行，防止发生侧翻事故。
本发明实施例中，微波雷达为IMS-944(Innosent Multifunctional Sensor)微波雷达。激光雷达为Innoviz提供的高分辨率的固态激光雷达，其具体型号为Innoviz Pro。AI摄像机采用海康威视DS-2TD2466T系列型号摄像机。道路湿度传感器采用HELLA SHAKE(Structural Health and Knock Emission)技术传感器进行道路湿滑程度的检测。数据处理器为ARM处理器、单片机或工控机。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种大型货车入弯速度过高预警的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，获取大型货车的载重量；
子步骤1.1，在大型货车行驶路段中选取上坡路段；
子步骤1.2，将不同类型的大型货车分别在不同载重量的条件下正常行驶在所述上坡路段，并采集其速度特征信息；获得不同类型的大型货车分别在不同载重量的条件下的行驶速度特征数据库；
子步骤1.3，当某大型货车行驶在所述上坡路段时，获取其车型信息和实时速度信息，并与所述行驶速度特征数据库中的信息进行匹配，根据匹配结果，确定当前大型货车的载重量；
步骤2，获取大型货车行驶路段的路面湿滑程度信息；
步骤3，计算大型货车进入弯道的侧翻概率；具体包含以下子步骤：
子步骤3.1，计算所述大型货车在弯道行驶时的侧向加速度；
Figure FDA0003434211830000011
其中，vy为所述大型货车在入弯上游的实时速度；R为弯道路段的曲率半径；ay为所述大型货车以速度vy在弯道行驶时的侧向加速度；
子步骤3.2，根据所述侧向加速度，计算所述大型货车以当前实时速度进入弯道的侧翻值，按照下式进行：
Figure FDA0003434211830000012
其中，S为大型货车进入弯道的侧翻值，g为重力加速度；
子步骤3.3，根据所述侧翻值，计算对应的侧翻概率：
Figure FDA0003434211830000021
其中，P为所述大型货车以当前实时速度进入弯道的侧翻概率，A为大型货车的侧翻阈值；
步骤4，根据所述载重量和所述路面湿滑程度，计算修正侧翻概率，并根据所述修正侧翻概率对大型货车进行预警；
步骤4包含以下子步骤：
子步骤4.1，将路面湿滑程度分为多个级别，根据路面湿滑程度的级别，设定第一修正系数；
子步骤4.2，将载重量分为多个级别，根据载重量的级别，设定第二修正系数；
子步骤4.3，根据步骤1所获得的大型货车的载重所对应的载重级别和步骤2所获得的大型货车行驶路段的路面湿滑程度信息所对应的路面湿滑程度级别，对步骤3计算得到的大型货车进入弯道的侧翻概率进行修正，按照下式进行：
Pe＝PP1P2
其中，Pe为大型货车进入弯道的修正侧翻概率；P1为第一修正系数；P2为第二修正系数；
子步骤4.4，根据所述修正侧翻概率对大型货车进行预警。
2.根据权利要求1所述的大型货车入弯速度过高预警的方法，其特征在于，子步骤1.1中，所述上坡路段的坡度大于3％。
3.根据权利要求1所述的大型货车入弯速度过高预警的方法，其特征在于，子步骤3.3中，所述大型货车的侧翻阈值A为0.4-0.6。
4.根据权利要求3所述的大型货车入弯速度过高预警的方法，其特征在于，所述大型货车的侧翻阈值A为0.5。
5.根据权利要求1所述的大型货车入弯速度过高预警的方法，其特征在于，子步骤4.4中，当Pe≥85％时，对大型货车进行预警。
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