[發明專利]一種危化品運輸車行駛及安全狀態監測預警系統及方法

在審

• 申請號: 202110788986.3
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113570906A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 時磊;夏晶晶;陸建
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: G08G1/16
• 分類號: G08G1/16;G08G1/052;G08G1/04;G01S17/931;G01D21/02;G08B21/02;G08B7/06;H04W4/44
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種危化品運輸車狀態監測預警系統，其特征在于，包括采集危化品運輸車和前車的行駛信息以及道路信息的車路信息交互模塊、采集危化品運輸車自身狀態信息的安全數據采集模塊和根據車路信息交互模塊和安全數據采集模塊判斷運輸車是否存在安全風險并發出預警的安全行駛預警模塊，所述安全數據采集模塊與安全行駛預警模塊通訊連接。

2.根據權利要求1所述的危化品運輸車輛狀態監測預警系統，其特征在于，所述車路信息交互模塊包括電源、用于存儲傳感器測得的溫度、輪胎壓力、罐體壓力的車載單元和用于采集車輛行駛距離及行駛時間的路側單元，所述車載單元和路側單元無線通訊連接，路側單元向車載單元傳遞道路信息。

3.根據權利要求1所述的危化品運輸車輛狀態監測預警系統，其特征在于，所述安全數據采集模塊包括危化品溫度傳感器、液位傳感器、罐體壓力傳感器、輪胎壓力傳感器、車速傳感器和測距激光雷達。

4.根據權利要求1所述的危化品運輸車輛狀態監測預警系統，其特征在于，所述安全行駛預警模塊包括顯示屏、蜂鳴器和危險判斷中心，所述危險判斷中心根據安全數據采集模塊采集的信息判斷是否存在安全風險并控制顯示屏和蜂鳴器發出警報。

5.一種危化品運輸車狀態監測預警方法，其特征在于，包括以下步驟：基于安全數據采集模塊采集的信息判斷危化品運輸車是否存在自身安全風險和行駛安全風險，當存在風險時進行自身安全風險預警或行駛安全風險預警；

所述運輸車自身安全風險預警包括危化品高溫預警，危化品泄漏預警、危化品容器壓力異常預警和運輸車各輪胎的胎壓預警，所述行駛狀態信息預警包括碰撞預警和側翻預警；

6.根據權利要求5所述的危化品運輸車狀態監測預警方法，其特征在于，所述運輸車自身安全風險預警包括如下步驟：

(1)危化品高溫預警：用危化品溫度傳感器對危化品溫度進行監測，測得溫度為T1，與預設的標準最高溫度T進行比對，如果T₁＞T，控制顯示屏和蜂鳴器發出預警并繼續進行溫度監測；

(2)危化品泄漏預警：通過液位傳感器采集危化品容器的液位高度H₁，并與系統預設標準高度H進行比對，如果H₁＜H，則液體具有泄漏風險，控制顯示屏和蜂鳴器發出預警；

(3)危化品容器壓力異常預警：通過罐體壓力傳感器獲得罐體頂端的氣體壓力P₁，通過與預設的最小壓力值P₀與最大壓力值P₂進行比對，當P₁＜P₀或者P₁＞P₂時，控制顯示屏和蜂鳴器發出預警；

(4)通過輪胎壓力傳感器獲得各個胎壓為N_n，n∈[1…x]，x為汽車輪胎數，與系統設定的標準胎壓最低值N₀以及最大值N₁進行比對，如果N_n＜N或N_n＞N₁，控制顯示屏和蜂鳴器發出預警。

7.根據權利要求5所述的危化品運輸車狀態監測預警方法，其特征在于，所述碰撞預警包括如下步驟：

(1)設定最小跟車距離S，當車載激光雷達測得的運輸車與前車的距離S1＜S時，進行碰撞風險判斷；

(2)基于路側設備的激光測距雷達采集的車輛行駛信息，危化品運輸車某一時段T1行駛經過的路程為L1，其平均速度為前車某一時段T2行駛經過的路程為L2，其平均速度為設定判斷系數K衡量，當K＞0時系統存在碰撞風險，通過顯示屏和蜂鳴器發出碰撞預警，其中K的表達式如下

8.根據權利要求5所述的危化品運輸車狀態監測預警方法，其特征在于，所述側翻預警包括如下步驟：

(1)對獲取危化品運輸車側傾時對側傾中心點O在地面的垂直投影點P取矩，其所得的取矩方程為：

其中，B表示危化品運輸車的輪距，Fz₀表示彎道外側垂直車輪載荷，Fz_l表示彎道內側垂直車輪載荷，m表示非滿載液體時危化品運輸車的整車質量，a_y表示側向加速度，h_c表示危化品運輸車非滿載液體時質心位置距側傾中心點O的垂直距離，h_r表示側傾中心點O距地面的距離，g表示重力加速度，L表示非滿載液體時危化品運輸車質心距側傾中心點O的水平距離；

(2)計算部分裝載液體時其質心與側傾中心O的垂直距離和水平距離：

(3)部分裝載液體時危化品運輸車質心距側傾中心點O的水平距離：

其中，m_l為裝載的液體質量，h_v為車輛整備質量質心距側傾中心O點的距離，m_v為罐式汽車的整備質量，Φ為罐體的側傾角；

(4)計算車輛側翻臨界狀態的側向加速度閾值a’_y：

(5)由路側設備獲取彎道半徑R，由安全行駛預警模塊計算臨界側翻車速：

在車輛即將行駛進彎道，車速傳感器將車速V₁通過電信號傳輸至車載單元，當V_R＜V₁時，通過顯示屏和蜂鳴器發出側翻預警。