一种商用车制动高温爆胎预测方法、系统、装置及介质与流程

本发明涉及信息处理，更具体的说是涉及一种商用车制动高温爆胎预测方法、系统、装置及介质。

背景技术：

1、有关统计数据显示，在高速公路的交通事故中，10％是由于轮胎故障引起的，而其中爆胎一项就占轮胎故障引发事故总量的70％以上。爆胎是指轮胎在极短的时间里(一般少于0.1秒)因破裂突然失去空气而瘪掉。车辆爆胎瞬态一旦驾驶员做出错误的应急反应，则车毁人亡的概率大增。

2、爆胎的原因多种多样，总结下来有如下原因：过度磨损、轮胎老化、超速超载、气压过高或偏低、撞击或划伤、轮胎有起包现象、轮胎有爆裂缺陷等。其中轮胎的气压高低会随着气温的变化而变化，夏季高温袭来，路面温度升高，胎温和胎压很容易上升。而轮胎正常的运行温度在90-110摄氏度之间，如果轮胎的温度过高，行驶时胎压增大，当胎压超过轮胎可以承受的强度时，很可能会出现爆胎的风险。

3、商用车由于载货量大且运行工况复杂，在夏季容易发生爆胎事故。爆胎将产生经济损失，影响车辆运行。现有技术中尚无对高温爆胎问题的预测算法，只能在发生爆胎事故后或者依靠经验对车辆改制，无法提前预测减少经济损失。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明的目的在于提供一种商用车制动高温爆胎预测方法、系统、装置及可读存储介质，能够根据车辆运行数据，计算出车辆行驶的安全系数，利用车辆行驶的安全系数提前判断高温爆胎可能性。

2、本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种商用车制动高温爆胎预测方法，包括：

3、使用数据库软件获取待预测的商用车在预设时间段内的行驶数据；

4、根据行驶数据，利用动能公式统计商用车在减速过程中的动能变化量wkineti；

5、根据行驶数据，统计商用车在减速过程中的滚动阻力做工量wroll和风阻做工量wwind；

6、根据行驶数据，利用动能公式统计商用车在减速过程中的势能变化量e；

7、利用公式wbreak＝wkinetic-wroll-wwind-e，计算出商用车在减速过程中所用的制动能量wbreak；

8、根据的标准制动的动能变化量w和制动能量wbreak，计算出等效制动间隔x；

9、根据比热容公式计算制动鼓一次标准制动后的温升δt，使用经验公式计算将温升δt降到初始温度需要的时间y；

10、根据公式safe＝x/y,计算出安全系数safe；

11、判断安全系数safe是否位于安全区间内；若是，商用车无制动高温爆胎风险；若否，则商用车有制动高温爆胎风险，并发出更换制动鼓的提示信息。

12、进一步，所述使用数据库软件获取待预测的商用车在预设时间段内的行驶数据，包括：

13、使用数据库软件获取待预测的商用车在时长为t的时间段内的行驶数据；

14、从行驶数据中提取速度信息、海拔信息和相应的采样时间，并整合到excel表格中。

15、进一步，所述根据行驶数据，利用动能公式统计商用车在减速过程中的动能变化量wkineti，包括：

16、根据速度信息、海拔信息和相应的采样时间，利用动能公式ek＝1/2mv2计算出每一采样时间的动能值；其中，m为待预测的商用车的标准车重，v为采样时间对应的车速；

17、利用遍历的方式，计算出相邻的两个采样时间的动能差，即用后一采样时间的动能值减去前一采用时间的动能值；

18、在所有的动能差中，筛选出为负值的动能差，并将相应的时间段记为减速时间段；

19、对所有负值的动能差进行累加操作，以生成商用车在减速过程中的动能变化量wkineti。

20、进一步，所述根据行驶数据，统计商用车在减速过程中的滚动阻力做工量wroll和风阻做工量wwind，包括：

21、使用公式wr＝f×m×g×s计算每个减速时间段滚动阻力做功；

22、其中，f为滚阻系数，m为待预测的商用车的标准车重，g为重力加速度，s为减速时间段内的行驶路程；

23、对每个减速时间段滚动阻力做功进行累加操作，以生成商用车在减速过程中的滚动阻力做功量wroll；

24、使用公式ww＝1/2×cd×ρ×a×v2×s计算每个减速时间段的风阻做功；其中，cd为滚阻系数，ρ为空气密度，a为风阻系数，v为减速时间段的车速，s为减速时间段内的行驶路程；

25、对每个减速时间段的风阻做功进行累加操作，以生成商用车在减速过程中的风阻做工量wwind。

26、进一步，所述根据行驶数据，利用动能公式统计商用车在减速过程中的势能变化量e，包括：

27、使用势能公式ep＝mgh计算每个减速时间段的势能变化量，其中，m为待预测的商用车的标准车重，h为减速时间段内的海拔高度差；

28、对每个减速时间段的势能变化量进行累加操作，以生成商用车在减速过程中的能变化量e。

29、进一步，所述根据的标准制动的动能变化量w和制动能量wbreak，计算出等效制动间隔x，包括：

30、将待预测的商用车的从最高车速降到0的动能变化量设为标准制动的动能变化量w；

31、利用公式w＝1/2mvl2计算出标准制动的动能变化量；其中，m为待预测的商用车的标准车重，vl为待预测的商用车的最高车速；

32、利用公式n＝wbreak/w计算出待预测的商用车在时长为t的时间段内的等效制动次数n；

33、利用公式x＝t/n计算出待预测的商用车在时长为t的时间段内的等效制动之间的时间间隔x。

34、进一步，所述根据比热容公式计算制动鼓一次标准制动后的温升δt，使用经验公式计算将温升δt降到初始温度需要的时间y，包括：

35、根据公式w＝m×cp×δt，计算制动鼓一次标准制动后的温升δt；

36、使用经验公式t(t)＝{exp[(-haty/3600)/(ρtctvt)]}(ti-t∞)+t∞，结合公式δt＝t(t)-ti计算出单次制动后制动鼓温升δt降到初始温度ti所需要的时间y；其中，t(t)为制动后制动鼓温度，h为制动鼓的对流换热系数，at为制动鼓换热面积，y为降温所需要的时间，ρt为制动鼓密度，ct为制动鼓比热容，vt为制动鼓体积，ti为制动鼓初始温度，t∞为环境温度。

37、相应的，本发明还公开了一种商用车制动高温爆胎预测系统，包括：

38、数据获取单元，用于使用数据库软件获取待预测的商用车在预设时间段内的行驶数据；

39、第一计算单元，用于根据行驶数据，利用动能公式统计商用车在减速过程中的动能变化量wkineti；

40、第二计算单元，用于根据行驶数据，统计商用车在减速过程中的滚动阻力做工量wroll和风阻做工量wwind；

41、第三计算单元，用于根据行驶数据，利用动能公式统计商用车在减速过程中的势能变化量e；

42、制动能量计算单元，用于利用公式wbreak＝wkinetic-wroll-wwind-e，计算出商用车在减速过程中所用的制动能量wbreak；

43、等效制动间隔计算单元，用于根据的标准制动的动能变化量w和制动能量wbreak，计算出等效制动间隔x；

44、时间计算单元，用于根据比热容公式计算制动鼓一次标准制动后的温升δt，使用经验公式计算将温升δt降到初始温度需要的时间y；

45、安全系数计算单元，用于根据公式safe＝x/y,计算出安全系数safe；

46、判断单元，用于判断安全系数safe是否位于安全区间内；若是，商用车无制动高温爆胎风险；若否，则商用车有制动高温爆胎风险，并发出更换制动鼓的提示信息。

47、相应的，本发明公开了一种商用车制动高温爆胎预测装置，包括：

48、存储器，用于存储商用车制动高温爆胎预测程序；

49、处理器，用于执行所述商用车制动高温爆胎预测程序时实现如上文任一项所述商用车制动高温爆胎预测方法的步骤。

50、相应的，本发明公开了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有商用车制动高温爆胎预测程序，所述商用车制动高温爆胎预测程序被处理器执行时实现如上文任一项所述商用车制动高温爆胎预测方法的步骤。

51、对比现有技术，本发明有益效果在于：本发明公开了一种商用车制动高温爆胎预测方法、系统、装置及可读存储介质，首先根据商用车记录的车速、海拔等数据，计算得到车辆动能变化、风阻做功、滚阻做功、势能变化，并根据能量守恒公式，可得到制动器做功。然后，根据单次标准制动能量计算制动鼓温升幅度与温降时间，使用等效思想，将商用车的制动过程等效为多次标准制动，并根据两次标准制动之间的间隔与标准制动的温降时间相除得到安全系数。最后，通过判断安全系数是否位于安全区间内来确定商用车是否存在制动高温爆胎风险。本发明通过车辆运行数据，确定车辆行驶的安全系数，提前判断爆胎可能性，能够有效降低爆胎情况的发生几率，提高车辆行驶的安全性。

52、由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。