[发明专利]基于DS证据理论的半挂罐车多源信息融合侧翻预警方法

说明书

本发明提出了一种基于DS证据理论的半挂罐车多源信息融合侧翻预警方法，该方法首先明确三个侧翻表征参数和实时获取方式，然后分别计算三个侧翻表征参数对应的预估侧翻发生的概率，接着采用DS证据理论融合处理这些概率获得预估侧翻发生的最优概率，最后根据预估侧翻发生的最优概率大小分级别进行预警。本发明提出的侧翻预警方法无需考虑复杂的动力学方程和车身参数，只需通过冗余处理多个低成本传感器信息，计算出半挂罐车当前侧翻发生的概率，将侧翻危险精确量化，能够准确、及时预警，使驾驶员尽早采取预防措施，减少侧翻事故的发生。

技术领域

本发明涉及一种半挂罐车侧翻预警方法，尤其是涉及一种基于DS证据理论的半挂罐车多源信息融合侧翻预警方法，属于汽车安全技术领域。

背景技术

近年来，随着道路运输业的蓬勃发展，半挂罐车已然成为危险品公路运输的主要载体，负责运输各种易燃、易爆液体和粉末状货物等。由于重心位置较高、轮距相对较小和易受液体扰动的原因，半挂罐车在冰雪湿滑路面、转弯半径过小和行驶速度较大等工况下，极易发生侧翻，从而导致危险品泄漏，造成环境污染与交通拥堵，严重的会损害生命和社会财产。据美国公路交通安全管理局的相关统计数据表明，在所有大型客车或运输车交通事故中，侧翻事故的危害程度仅次于碰撞事故，居第2位。

半挂罐车侧翻总是在极短的时间内发生，以至于驾驶员无法察觉到侧翻危险。据资料显示，如果驾驶员能在半挂罐车发生侧翻前1s采取相应的措施，则可以避免大部分的侧翻事故。因此，研究半挂罐车侧翻预警的方法，对道路交通安全具有较大的社会意义和实用价值。

在半挂罐车侧翻预警领域中，常用的侧翻表征参数有侧倾角、侧向加速度和横向载荷转移率，现有的侧翻预警方法大多数是基于单个侧翻表征参数，将车辆行驶时该侧翻表征参数的实际值与预设的阈值进行比较，当实际值超过阈值时预警。由于半挂罐车行驶时车身姿态变化快、稳定性低，并且引起侧翻的因素较多，这些方法虽然能够起到一定程度的预警作用，但可能存在因传感器失效导致的在半挂罐车安全行驶时误报警和在半挂罐车有侧翻危险时漏报警的问题；同时若预设的侧翻阈值较大，当实际值接近阈值时，半挂罐车已经存在侧翻危险，因此当实际值超过阈值再预警，可能会出现预警不及时的问题。

发明内容

针对半挂罐车行驶过程中侧翻预警不准确和不及时的问题，本发明提出了基于DS(Dempster-Shafer)证据理论的半挂罐车多源信息融合侧翻预警方法。该方法分析数据全面，将侧翻危险精确量化，可以在不同工况下，准确、及时的进行分级式预警,从而降低侧翻发生风险，提高驾驶安全性。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于DS证据理论的半挂罐车多源信息融合侧翻预警方法，包括如下步骤：

1)明确三个侧翻表征参数和实时获取方式

半挂罐车侧翻表征参数为：侧倾角α、侧向加速度A和板簧压力横向转移率L，板簧压力横向转移率L计算公式为：

式中，F_li是半挂罐车第i根车轴左侧钢板弹簧所受压力，F_ri是半挂罐车第i根车轴右侧钢板弹簧所受压力，i是半挂罐车车轴位置编号，i＝1,2,…,n，n是半挂罐车总的车轴数量；

选用的传感器有MEMS陀螺仪和若干压力传感器，根据MEMS陀螺仪输出信息得到侧倾角α和侧向加速度A，根据压力传感器输出信息和公式(1)计算得到板簧压力横向转移率L；MEMS陀螺仪固定于半挂罐车底盘中心，压力传感器安装于钢板弹簧与车轮的结合处，压力传感器数量取决于半挂罐车两侧钢板弹簧个数；

2)分别计算三个侧翻表征参数对应的预估侧翻发生的概率

定义基于侧倾角α判断侧翻发生的概率为P₁，