CN111516705B - 基于轮胎工作条件的汽车高速行驶安全预警方法及*** - Google Patents
基于轮胎工作条件的汽车高速行驶安全预警方法及*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于轮胎工作条件的汽车高速行驶安全预警方法及***，***包括风险数据采集，采集路面环境、OBD数据以及轮胎原始数据及轮胎运行数据；风险识别，识别轮胎工作条件的风险源和主要致险因素，根据汽车高速行驶轮胎工作条件风险源数据库评估风险源Ai的风险值RAi，所述风险源包括道路行驶条件风险源、轮胎技术条件风险源及车辆控制指标风险源数据；风险评估，评估轮胎工作条件总体风险等级；风险预警，根据轮胎工作条件总体风险等级向驾驶员提供预警方法，降低、消除或控制风险。本发明采用对轮胎工作条件进行总体安全风险管理，避免汽车高速行驶时因轮胎工作条件各种风险源引发交通事故，保证汽车高速行驶。
Description
技术领域
本发明属于汽车行驶安全风险管理技术领域，具体涉及一种基于轮胎工作条件的汽车高速行驶安全预警方法及***。
背景技术
近年来，随着世界经济的持续快速发展，机动车保有量迅猛增加，截至2019年底，全球机动车保有量达12.9亿辆(中国3.48亿辆)，每年死于车祸有125万人(中国6.3万人)，道路交通安全形势十分严峻。在汽车行驶过程中，危险的道路条件、变差的车辆技术性能和失控的驾驶都会造成车祸的意外发生，如同突发性的矿难、洪水一样难以预防，使机动车安全成为交通事故的第一“杀手”，世界各国对机动车安全都非常重视。
轮胎是在汽车行驶过程中唯一与地面接触部件，具有承载、驱动、制动、转向等功能，对汽车高速行驶的安全极其重要。轮胎在滚动过程中会发生机械破坏、疲劳破坏和过热破坏三种形式，造成胎面脱层、帘线断裂和引发爆胎等恶***通事故，其中，过热破坏是造成轮胎非正常损坏的主要因素。轮胎生热主要来源于：轮胎在行驶过程中胶料内部交变变形产生的热量和轮胎与路面直接接触引起的摩擦生热。轮胎过热破坏的主要影响因素包括：轮胎负荷、轮胎温度、轮胎气压、车辆行驶速度、车辆连续行驶时间、路面温度及轮胎结构等轮胎工作条件。因此，轮胎工作条件成为汽车高速行驶的危险源，是汽车高速行驶过程中不可消除的属性，在一定的危险道路和驾驶条件下，会造成人员伤亡和财产损失。
作为车辆高速行驶过程中的重大安全隐患，我们要对轮胎工作条件进行安全管理：一是安全识别，识别轮胎工作条件的风险源并确定其特性；二是安全评估，评估轮胎工作条件总体风险等级；三是安全预警，根据轮胎工作条件总体风险等级向驾驶员提供预警方法，降低、消除或控制风险。这对避免汽车高速行驶轮胎工作条件风险引发交通事故，保证汽车高速行驶安全，具有十分重要作用。
目前，对轮胎工作条件监测和报警的轮胎压力和温度属轮胎工作条件个别参数，不能反应轮胎工作条件所有风险源，没有对汽车高速行驶过程中轮胎工作条件的总体风险、众多风险源进行安全识别、评估、预警、控制等安全风险管理方法，从而无法确定轮胎工作条件总体风险等级和主要致险因素、控制指标及控制范围，从而难以根据轮胎工作条件总体风险等级向驾驶员提供预警方法降低、消除或控制轮胎工作条件风险，保证汽车高速的行驶安全。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于轮胎工作条件的汽车高速行驶安全预警方法及***，通过对轮胎工作条件进行总体安全风险管理，避免汽车高速行驶时因轮胎工作条件各种风险源引发交通事故。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供的一种基于轮胎工作条件的汽车高速行驶安全预警方法，包括下述步骤：
风险数据采集，采集路面环境、OBD数据以及轮胎原始数据及轮胎运行数据；
风险识别，识别轮胎工作条件的风险源和主要致险因素，根据汽车高速行驶轮胎工作条件风险源数据库评估风险源Ai的风险值RAi，所述风险源包括道路行驶条件风险源、轮胎技术条件风险源及车辆控制指标风险源数据；所述道路行驶条件风险源数据包括路面温度A1和路面平整度A2；所述轮胎技术条件风险源数据包括轮胎出厂时间A3、轮胎行驶里程A4、轮胎耐温等级A5、轮胎负荷A6、轮胎气压A7和轮胎温度A8；所述车辆控制指标风险源数据包括行驶速度A9、行驶加速度A10和连续行驶时间A11；
风险评估，评估轮胎工作条件总体风险等级，函数表示如下：
设计轮胎工作条件总体风险等级判断规则为:
R≥65或RA6＝100或RA7＝100或RA8＝100重大风险源；
55≤R<65较大风险源；
45≤R<55 一般风险源；
35≤R<45 较小风险源；
风险预警，根据轮胎工作条件总体风险等级向驾驶员提供预警方法，降低、消除或控制风险：红色预警代表重大风险、黄色预警代表较大风险、蓝色预警代表一般风险、绿色预警代表较小风险，提醒驾驶员根据预警采取对应行驶决策。
作为优选的技术方案，所述采集路面信息，是通过红外测温传感器、加速度传感器分别来感知路面温度和路面平整度。
作为优选的技术方案，所述OBD数据，是通过车辆自带的OBD装置来读取车辆速度、车辆加速度及车辆连续行驶时间。
作为优选的技术方案，所述轮胎原始数据，包括轮胎出厂时间、轮胎行驶里程和轮胎耐温等级。
作为优选的技术方案，所述轮胎运行数据，包括轮胎负荷、轮胎气压和轮胎温度；
并通过惯性测量单元感知轮胎负荷，通过轮胎压力温度传感器感知轮胎气压和轮胎温度。
作为优选的技术方案，所述轮胎工作条件风险源数据库中，道路行驶条件占比15％；轮胎技术条件占比55％；车辆驾驶控制指标占比30％；
所述道路行驶条件中，路面温度A1的权重为10％，路面平整度的权重A2为5％；
所述轮胎技术条件中，轮胎出厂时间A3的权重为5％，轮胎行驶里程A4的权重为5％，轮胎耐温等级A5的权重为5％，轮胎负荷A6的权重为15％，轮胎气压A7的权重为15％，轮胎温度A8的权重为10％；
所述车辆驾驶控制指标中，行驶速度A9的权重为10％，行驶加速度A10的权重为10％，连续行驶时间A11的权重为10％。
作为优选的技术方案，在路面温度A1项下，如出现红色高温温度B1，则对应分值为100分，如出现橙色高温温度C1，则对应分值为80分，如出现黄色高温温度D1，则对应分值为40分，如出现日常温度E1，则对应分值为20分；
在路面平整度A2项下，如出现一级B2，则对应分值为100分；如出现二级C2，则对应分值为40分；
在轮胎出厂时间A3项下，如出现一级B3，则对应分值为100分；如出现二级C3，则对应分值为60分；
在轮胎行驶里程A4项下，如出现一级B4，则对应分值为100分；如出现二级C4，则对应分值为80分；如出现三级D4，则对应分值为60分；
在轮胎耐温等级A5项下，如出现一级B5，则对应分值为100分；如出现二级C5，则对应分值为80分；如出现三级D5，则对应分值为60分；
在轮胎负荷A6项下，如出现过高负荷B6，则对应分值为100分；如出现高负荷C6，则对应分值为70分；如出现正常负荷D6，则对应分值为40分；
在轮胎气压A7项下，如出现快速漏气(B7)，则对应分值为100分；如出现欠压C7，则对应分值为700分；如出现过压(D7)，则对应分值为50分；如出现正常气压E7，则对应分值为40分；
在轮胎温度A8项下，如出现过高温度B8，则对应分值为100分；如出现临界温度C8，则对应分值为80分；如出现过高温度D8，则对应分值为60分；如出现正常温度E8，则对应分值为40分；
在行驶速度A9项下，如出现临界速度B9，则对应分值为100分；如出过高速度C9，则对应分值为80分；如出正常速度D9，则对应分值为40分；
在行驶加速度A10项下，如出现一级B10，则对应分值为100分；如出现二级C10，则对应分值为50分；
在连续行驶时间A11项下，如出现一级B11，则对应分值为100分；如出现二级C11，则对应分值为50分。
作为优选的技术方案，所述行驶决策具体为：
红色预警采取危急行驶决策：立即靠边停车，处理轮胎故障；
黄色预警采取紧急行驶决策：低速靠边行驶至安全地点停车，处理轮胎故障；
蓝色预警采取防御行驶决策：低速靠边行驶至安全地点停车，观察轮胎故障；
绿色预警采取正常行驶决策：正常行驶，控制车辆行驶速度、加速度及连续行驶时间。
本发明还提供了一种基于轮胎工作条件的汽车高速行驶安全预警***，包括风险数据采集模块、风险识别模块、风险评估模块和风险预警模块；
所述风险数据采集模块，用于集路面环境、OBD数据以及轮胎原始数据及轮胎运行数据；
所述风险识别模块，用于识别轮胎工作条件的风险源和主要致险因素，根据汽车高速行驶轮胎工作条件风险源数据库评估风险源Ai的风险值RAi，所述风险源包括道路行驶条件风险源、轮胎技术条件风险源及车辆控制指标风险源数据；所述道路行驶条件风险源数据包括路面温度A1和路面平整度A2；
所述轮胎技术条件风险源数据包括轮胎出厂时间A3、轮胎行驶里程A4、轮胎耐温等级A5、轮胎负荷A6、轮胎气压A7和轮胎温度A8；
所述车辆控制指标风险源数据包括行驶速度A9、行驶加速度A10和连续行驶时间A11；
所述风险评估模块，用于评估轮胎工作条件总体风险等级；
所述风险预警模块，用于根据轮胎工作条件总体风险等级向驾驶员提供预警方法，降低、消除或控制风险：红色预警代表重大风险、黄色预警代表较大风险、蓝色预警代表一般风险、绿色预警代表较小风险，提醒驾驶员根据预警采取对应行驶决策。
作为优选的技术方案，所述风险评估采用轮胎工作条件总体风险评估计算方法，函数表示如下：
设计轮胎工作条件总体风险等级判断规则为:
R≥65或RA6＝100或RA7＝100或RA8＝100重大风险源；
55≤R<65较大风险源；
45≤R<55 一般风险源；
35≤R<45 较小风险源。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1.本发明采用对轮胎工作条件进行总体安全风险管理，带来避免汽车高速行驶时因轮胎工作条件各种风险源引发交通事故、保证汽车高速行驶安全优点。
2.本发明采用在汽车高速行驶过程中对轮胎工作条件所有风险源进行安全识别，带来确定轮胎工作条件总体风险优点。
3.本发明采用在汽车高速行驶过程中对轮胎工作条件进行总体安全评估，带来确定轮胎工作条件总体风险等级和主要致险因素、控制指标及控制范围优点。
4.本发明采用在汽车高速行驶过程中对轮胎工作条件总体风险等级向驾驶员提供预警方法，提醒驾驶员根据预警采取对应行驶决策，带来降低、消除或控制轮胎工作条件风险优点。
附图说明
图1是本发明的方法流程图。
图2是本发明的***方框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
实施例
请参见图1，本实施例提供的基于轮胎工作条件的汽车高速行驶安全预警方法，该方法包括以下步骤：
步骤101风险数据采集，轮胎工作条件风险源数据采集单元包括：路面环境采集模块、轮胎采集模块、OBD数据读取模块及轮胎参数输入模块。
所述路面环境采集模块感知路面温度、路面平整度；本实施例中，是通过红外测温传感器、加速度传感器分别来感知路面温度和路面平整度。
轮胎采集模块感知轮胎负荷、轮胎气压、轮胎温度；并通过惯性测量单元感知轮胎负荷，通过轮胎压力温度传感器感知轮胎气压和轮胎温度。
所述OBD数据读取模块读取车辆速度、车辆加速度及车辆连续行驶时间；
所述轮胎参数输入模块输入轮胎出厂时间、轮胎行驶里程、轮胎耐温等级。
步骤102风险识别，识别轮胎工作条件的风险源和主要致险因素。根据汽车高速行驶轮胎工作条件风险源数据库评估风险源Ai的风险值RAi。
更进一步的，请参见表1，轮胎工作条件风险源数据具体为：
风险源数据包括道路行驶条件、轮胎技术条件及车辆控制指标风险源数据。
道路行驶条件风险源数据包括路面温度A1、路面平整度A2。
轮胎技术条件风险源数据包括轮胎出厂时间A3、轮胎行驶里程A4、轮胎耐温等级A5、轮胎负荷A6、轮胎气压A7、轮胎温度A8。
车辆控制指标风险源数据包括行驶速度A9、行驶加速度A10、连续行驶时间A11。
表1轮胎工作条件风险源数据库
步骤103风险评估，评估轮胎工作条件总体风险等级。本实施例设计了一种轮胎工作条件总体风险评估计算方法，函数表示为：
设计轮胎工作条件总体风险等级判断规则为:
R≥65或RA6＝100或RA7＝100或RA8＝100重大风险源
55≤R<65较大风险源
45≤R<55 一般风险源
35≤R<45 较小风险源
步骤104风险预警，根据轮胎工作条件总体风险等级向驾驶员提供预警方法，降低、消除或控制风险：红色预警代表重大风险、黄色预警代表较大风险、蓝色预警代表一般风险、绿色预警代表较小风险，提醒驾驶员根据预警采取对应行驶决策。
在其中一个实施例中，所述行驶决策具体包括下述决策策略：
红色预警采取危急行驶决策：立即靠边停车，处理轮胎故障；
黄色预警采取紧急行驶决策：低速靠边行驶至安全地点停车，处理轮胎故障；
蓝色预警采取防御行驶决策：低速靠边行驶至安全地点停车，观察轮胎故障；
绿色预警采取正常行驶决策：正常行驶，控制车辆行驶速度、加速度及连续行驶时间。
请参见图2，本实施例提供的基于轮胎工作条件的汽车高速行驶安全预警***，包括风险数据采集模块100、风险识别模块200、风险评估模块300和风险预警模块400；
所述风险数据采集模块100，用于集路面环境、OBD数据以及轮胎原始数据及轮胎运行数据；
所述风险识别模块200，用于识别轮胎工作条件的风险源和主要致险因素，根据汽车高速行驶轮胎工作条件风险源数据库评估风险源Ai的风险值RAi，所述风险源包括道路行驶条件风险源、轮胎技术条件风险源及车辆控制指标风险源数据；所述道路行驶条件风险源数据包括路面温度A1和路面平整度A2。
在其中一个实施例中，所述轮胎技术条件风险源数据包括轮胎出厂时间A3、轮胎行驶里程A4、轮胎耐温等级A5、轮胎负荷A6、轮胎气压A7和轮胎温度A8；
所述车辆控制指标风险源数据包括行驶速度A9、行驶加速度A10和连续行驶时间A11。
所述风险评估模块300，用于评估轮胎工作条件总体风险等级；
在其中一个实施例中，所述风险评估采用轮胎工作条件总体风险评估计算方法，函数表示如下：
设计轮胎工作条件总体风险等级判断规则为:
R≥65或RA6＝100或RA7＝100或RA8＝100重大风险源；
55≤R<65较大风险源；
45≤R<55 一般风险源；
35≤R<45 较小风险源。
所述风险预警模块400，用于根据轮胎工作条件总体风险等级向驾驶员提供预警方法，降低、消除或控制风险：红色预警代表重大风险、黄色预警代表较大风险、蓝色预警代表一般风险、绿色预警代表较小风险，提醒驾驶员根据预警采取对应行驶决策。
在本说明书的描述中，参考术语“具体实施方式”、“实施例”、“其中一个实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.基于轮胎工作条件的汽车高速行驶安全预警方法，其特征在于，包括下述步骤：
风险数据采集，采集路面环境、OBD数据以及轮胎原始数据及轮胎运行数据；
风险识别，识别轮胎工作条件的风险源和主要致险因素，根据汽车高速行驶轮胎工作条件风险源数据库评估风险源Ai的风险值RAi，所述风险源包括道路行驶条件风险源、轮胎技术条件风险源及车辆控制指标风险源数据；所述道路行驶条件风险源数据包括路面温度A1和路面平整度A2；所述轮胎技术条件风险源数据包括轮胎出厂时间A3、轮胎行驶里程A4、轮胎耐温等级A5、轮胎负荷A6、轮胎气压A7和轮胎温度A8；所述车辆控制指标风险源数据包括行驶速度A9、行驶加速度A10和连续行驶时间A11；
风险评估，评估轮胎工作条件总体风险等级，函数表示如下：
设计轮胎工作条件总体风险等级判断规则为:
R≥65或RA6＝100或RA7＝100或RA8＝100重大风险源；
55≤R<65较大风险源；
45≤R<55 一般风险源；
35≤R<45 较小风险源；
风险预警，根据轮胎工作条件总体风险等级向驾驶员提供预警方法，降低、消除或控制风险：红色预警代表重大风险、黄色预警代表较大风险、蓝色预警代表一般风险、绿色预警代表较小风险，提醒驾驶员根据预警采取对应行驶决策。
2.根据权利要求1所述基于轮胎工作条件的汽车高速行驶安全预警方法，其特征在于，所述采集路面信息，是通过红外测温传感器、加速度传感器分别来感知路面温度和路面平整度。
3.根据权利要求1所述基于轮胎工作条件的汽车高速行驶安全预警方法，其特征在于，所述OBD数据，是通过车辆自带的OBD装置来读取车辆速度、车辆加速度及车辆连续行驶时间。
4.根据权利要求1所述基于轮胎工作条件的汽车高速行驶安全预警方法，其特征在于，所述轮胎原始数据，包括轮胎出厂时间、轮胎行驶里程和轮胎耐温等级。
5.根据权利要求1所述基于轮胎工作条件的汽车高速行驶安全预警方法，其特征在于，所述轮胎运行数据，包括轮胎负荷、轮胎气压和轮胎温度；
并通过惯性测量单元感知轮胎负荷，通过轮胎压力温度传感器感知轮胎气压和轮胎温度。
6.根据权利要求1所述基于轮胎工作条件的汽车高速行驶安全预警方法，其特征在于，所述轮胎工作条件风险源数据库中，道路行驶条件占比15％；轮胎技术条件占比55％；车辆驾驶控制指标占比30％；
所述道路行驶条件中，路面温度A1的权重为10％，路面平整度的权重A2为5％；
所述轮胎技术条件中，轮胎出厂时间A3的权重为5％，轮胎行驶里程A4的权重为5％，轮胎耐温等级A5的权重为5％，轮胎负荷A6的权重为15％，轮胎气压A7的权重为15％，轮胎温度A8的权重为10％；
所述车辆驾驶控制指标中，行驶速度A9的权重为10％，行驶加速度A10的权重为10％，连续行驶时间A11的权重为10％。
7.根据权利要求6所述基于轮胎工作条件的汽车高速行驶安全预警方法，其特征在于，在路面温度A1项下，如出现红色高温温度B1，则对应分值为100分，如出现橙色高温温度C1，则对应分值为80分，如出现黄色高温温度D1，则对应分值为40分，如出现日常温度E1，则对应分值为20分；
在路面平整度A2项下，如出现一级B2，则对应分值为100分；如出现二级C2，则对应分值为40分；
在轮胎出厂时间A3项下，如出现一级B3，则对应分值为100分；如出现二级C3，则对应分值为60分；
在轮胎行驶里程A4项下，如出现一级B4，则对应分值为100分；如出现二级C4，则对应分值为80分；如出现三级D4，则对应分值为60分；
在轮胎耐温等级A5项下，如出现一级B5，则对应分值为100分；如出现二级C5，则对应分值为80分；如出现三级D5，则对应分值为60分；
在轮胎负荷A6项下，如出现过高负荷B6，则对应分值为100分；如出现高负荷C6，则对应分值为70分；如出现正常负荷D6，则对应分值为40分；
在轮胎气压A7项下，如出现快速漏气(B7)，则对应分值为100分；如出现欠压C7，则对应分值为700分；如出现过压(D7)，则对应分值为50分；如出现正常气压E7，则对应分值为40分；
在轮胎温度A8项下，如出现过高温度B8，则对应分值为100分；如出现临界温度C8，则对应分值为80分；如出现过高温度D8，则对应分值为60分；如出现正常温度E8，则对应分值为40分；
在行驶速度A9项下，如出现临界速度B9，则对应分值为100分；如出过高速度C9，则对应分值为80分；如出正常速度D9，则对应分值为40分；
在行驶加速度A10项下，如出现一级B10，则对应分值为100分；如出现二级C10，则对应分值为50分；
在连续行驶时间A11项下，如出现一级B11，则对应分值为100分；如出现二级C11，则对应分值为50分。
8.根据权利要求1所述基于轮胎工作条件的汽车高速行驶安全预警方法，其特征在于，所述行驶决策具体为：
红色预警采取危急行驶决策：立即靠边停车，处理轮胎故障；
黄色预警采取紧急行驶决策：低速靠边行驶至安全地点停车，处理轮胎故障；
蓝色预警采取防御行驶决策：低速靠边行驶至安全地点停车，观察轮胎故障；
绿色预警采取正常行驶决策：正常行驶，控制车辆行驶速度、加速度及连续行驶时间。
9.基于轮胎工作条件的汽车高速行驶安全预警***，其特征在于，包括风险数据采集模块、风险识别模块、风险评估模块和风险预警模块；
所述风险数据采集模块，用于集路面环境、OBD数据以及轮胎原始数据及轮胎运行数据；
所述风险识别模块，用于识别轮胎工作条件的风险源和主要致险因素，根据汽车高速行驶轮胎工作条件风险源数据库评估风险源Ai的风险值RAi，所述风险源包括道路行驶条件风险源、轮胎技术条件风险源及车辆控制指标风险源数据；所述道路行驶条件风险源数据包括路面温度A1和路面平整度A2；
所述轮胎技术条件风险源数据包括轮胎出厂时间A3、轮胎行驶里程A4、轮胎耐温等级A5、轮胎负荷A6、轮胎气压A7和轮胎温度A8；
所述车辆控制指标风险源数据包括行驶速度A9、行驶加速度A10和连续行驶时间A11；
所述风险评估模块，用于评估轮胎工作条件总体风险等级；
所述评估轮胎工作条件总体风险等级函数表示如下：
设计轮胎工作条件总体风险等级判断规则为:
R≥65或RA6＝100或RA7＝100或RA8＝100重大风险源；
55≤R<65较大风险源；
45≤R<55 一般风险源；
35≤R<45 较小风险源
所述风险预警模块，用于根据轮胎工作条件总体风险等级向驾驶员提供预警方法，降低、消除或控制风险：红色预警代表重大风险、黄色预警代表较大风险、蓝色预警代表一般风险、绿色预警代表较小风险，提醒驾驶员根据预警采取对应行驶决策。
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