【技术实现步骤摘要】
一种公路强横风路段速度预警控制方法及系统
本专利技术涉及交通预警
，尤其涉及一种公路强横风路段速度预警控制方法。
技术介绍
近年来我国极端恶劣天气频发，公路交通安全越来越受恶劣天气影响。其中，横风以其突发性、隐蔽性的特点，威胁着公路的行车安全。当车辆在公路上行驶，受到垂直于行驶方向的较大等级风力作用时，会显著影响车辆的行驶稳定性，当风力超过一定等级时，正常行驶的车辆将会面临侧滑和侧翻的风险。而在我国西北地区和沿海地区，强横风天气较多，特别是在地势平缓的高速公路、高填方和桥梁路段，会放大横风的作用。强横风天气对行车安全影响极大，而大客车、大货车等大型车辆由于其本身体积大、载重大、侧面迎风面积大，其运行安全问题尤为突出。目前，针对公路横风预警技术的研究上也取得了一定的成果，包括高速公路横风预警方法，路口横风监测预警系统以及快速道路横风下安全行车速度控制方法。现有研究成果从不同的角度对不同气象环境下车辆的运行安全性进行了研究，如技术专利“路口横风监测预警系统”：依据车辆的刹车距离对车辆的运行速度进行确定；专利技术专利“快速道路横风下安全行车速度控制”：考虑车辆的侧滑问题对车辆的运行速度进行确定。但现有成果依旧存在诸多问题，如考虑因素单一、应用局限性大、实用性差等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种公路强横风路段速度预警控制方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种公路强横风路段速度预警控制方法，包括以下步骤：<...
【技术保护点】
1.一种公路强横风路段速度预警控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1,基于多约束条件针对公路强横风路段建立限速优化模型，获取车辆的安全行驶限速值；/nS2，针对已建立的限速优化模型，制定可变限速控制策略：针对不同车型计算各类车型在当前横风状态下的限速值，选择各车型相对最小的限速值作为该路段的计算限速值；/nS3，根据步骤S2中的计算限速值获得执行限速值，同时综合考虑车辆运行效率、稳定性、安全性以及实时变化的横风状态，对步骤S2中该路段的执行限速值进行实时更新；/nS4，针对步骤S3中实时更新的执行限速值，对该公路横风路段建立预警策略。/n
【技术特征摘要】
1.一种公路强横风路段速度预警控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1,基于多约束条件针对公路强横风路段建立限速优化模型，获取车辆的安全行驶限速值；
S2，针对已建立的限速优化模型，制定可变限速控制策略：针对不同车型计算各类车型在当前横风状态下的限速值，选择各车型相对最小的限速值作为该路段的计算限速值；
S3，根据步骤S2中的计算限速值获得执行限速值，同时综合考虑车辆运行效率、稳定性、安全性以及实时变化的横风状态，对步骤S2中该路段的执行限速值进行实时更新；
S4，针对步骤S3中实时更新的执行限速值，对该公路横风路段建立预警策略。
2.根据权利要求1所述的公路强横风路段速度预警控制方法，其特征在于，步骤S1中多约束条件包括行车过程中的气动阻力、气动升力和侧向气动力，所述气动阻力计算公式为：
所述气动升力的计算公式为：
所述侧向气动力的计算公式为：
式中：ρ为气流空气密度；A为汽车迎风面投影面积；Cz为气动阻力系数；Cs为气动升力系数；Cc为侧向气动力系数；v为合成速度，其中vc，vwt分别为车辆速度与横风垂直于车辆迎风面的风速；其中vw为检测横风风速，为横风风向与车辆Y轴的夹角。
3.根据权利要求1所述的公路强横风路段速度预警控制方法，其特征在于，步骤S1中，建立限速优化模型的步骤具体如下：
S11,分别构建车辆侧滑受力分析模型和车辆侧翻受力分析模型；
S12,分别获取车辆不发生侧滑的安全行驶车速临界约束vch和不发生侧翻的安全行驶车速临界约束vcf，由此获取车辆发生侧滑或者侧翻的临界条件为：
f(vw,α)＝min{vch,vcf}；
S13,分别针对小汽车和客/货车，获取小汽车发生侧滑或者侧翻的临界条件为：fc(vw,α)；客/货车发生侧滑或侧翻的临界约束条件为fh(vw,α)；
S14,获取综合限速指标为：vcx≤min{fc(vw,α),20+fh(vw,α)}
式中：vcx为车辆的安全行驶限速值；fc(vw,α)为小汽车在横风作用下发生侧滑或侧翻临界速度值；fh(vw,α)为客/货车在横风作用下发生侧滑或侧翻临界速度值。
4.根据权利要求3所述的公路强横风路段速度预警控制方法，其特征在于，步骤S11中，车辆在进行侧滑受力分析时，避免车辆发生侧滑的限定条件需要满足：
Fc+Fmgf+Fl≤Fmc
式中：Fmgf为重力沿道路的分量；Fc为侧向气动力；Fl为车辆的离心率。
其中：
式中：α为道路的超高；R为道路的曲率半径；vc为车辆速度；μh为道路横向摩擦系数，一般μh＝(0.6～0.7)μ，μ为路面附着系数；
车辆在进行侧翻受力分析时，避免车辆发生侧翻的限定条件需要满足：
式中：H为车辆的质心高度；w为车辆的轮距长度，X为车辆沿道路水平方向的受力，Y为车辆在沿道路垂直方向受力，
。
5.根据权利要求1所述的公路强横风路段速度预警控制方法，其特征在于，步骤S2中，
车辆不发生侧滑的安全行驶车速临界约束：
车辆不发生侧翻的安全行驶车速临界约束为：
6.根据权利要求1所述的公路强横风路段速度预警控制方法，其特征在于，步骤S3中，具体包括以下步骤：
S31,判断步骤S2中得到的计算限速值是否大于等于道路设计限速...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩晖，文涛，李洋洋，廖文洲，陈慧，
申请(专利权)人：北京中交华安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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