本發(fā)明涉及石油物探野外施工安全保護領(lǐng)域，特別是一種用于鉸接式震源車的側(cè)翻預(yù)警裝置及方法。

背景技術(shù)：

為進一步滿足我國急劇增加的油氣資源需求，緩解日益嚴峻的供需矛盾，我國油氣資源勘探目標已向沙漠、隔壁、山前帶、山區(qū)和大陸架等地勢復(fù)雜、環(huán)境惡劣的區(qū)域轉(zhuǎn)移。鉸接式震源車是這些地區(qū)油氣勘探的關(guān)鍵裝備。然而，鉸接式震源車工作環(huán)境特殊且惡劣，路況復(fù)雜，在其行駛過程中諸多因素均可導(dǎo)致鉸接式震源車發(fā)生側(cè)翻事故。側(cè)翻事故一旦發(fā)生，將損壞車輛及車載設(shè)備，對司乘人員的生命安全帶來嚴重威脅。尤其在環(huán)境復(fù)雜地區(qū)，車輛的連續(xù)翻滾會造成極其嚴重的后果。

目前，國內(nèi)外對于鉸接式震源車側(cè)翻問題大多著眼于“事后保護”，即鉸接式震源車發(fā)生連續(xù)翻滾事故后，采用保護裝置以減少人員及財產(chǎn)損失，而并沒有從“事先預(yù)防”角度進行考慮。因此，設(shè)計一種簡單易行、切實有效的，能夠檢測鉸接式震源車側(cè)翻影響因素、監(jiān)控其行駛狀況、判斷危險工況的預(yù)警裝置及方法十分必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決了鉸接式震源車在野外施工作業(yè)過程中，駕駛員生命及車載儀器設(shè)備保護的問題，提供一種具有檢測工作環(huán)境、實時監(jiān)控整車行駛狀況、以及判斷危險工況、能夠準確地采集和提取鉸接式震源車側(cè)翻相關(guān)的復(fù)雜影響因素信息并能有效、操作簡單的計算用于鉸接式震源車的側(cè)翻預(yù)警裝置及方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種用于鉸接式震源車的側(cè)翻預(yù)警裝置，它包括數(shù)據(jù)測量模塊、信號采集器、中央微處理器和側(cè)翻預(yù)警控制器，所述的數(shù)據(jù)測量模塊由速度傳感器A、速度傳感器B、轉(zhuǎn)向角傳感器、側(cè)向加速度傳感器、坡度角傳感器和紅外測距儀組成，速度傳感器A和速度傳感器B分別安裝于鉸接式震源車前車體和鉸接式震源車后車體上，轉(zhuǎn)向角傳感器和側(cè)向加速度傳感器均安裝于鉸接式震源車前車體與鉸接式震源車后車體之間的鉸接處，坡度角傳感器安裝于駕駛室內(nèi)，所述的鉸接式震源車前車體、鉸接式震源車后車體的前后側(cè)均安裝有紅外測距儀，所述的數(shù)據(jù)測量模塊輸出端與信號采集器輸入端電連接，信號采集器輸出端與中央微處理器輸入端連接，中央微處理器輸出端與側(cè)翻預(yù)警控制器連接。

所述的側(cè)翻預(yù)警控制器包括警報燈和蜂鳴器，蜂鳴器安裝于駕駛室內(nèi)。

所述的警報燈和蜂鳴器均與中央微處理器電連接。

所述的裝置用于鉸接式震源車的側(cè)翻預(yù)警的方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1、在中央微處理器設(shè)定鉸接式震源車側(cè)翻預(yù)警綜合值置信水平，以及設(shè)定不同危險級別所對應(yīng)的鉸接式震源車側(cè)翻預(yù)警綜合值；

S2、速度傳感器A、速度傳感器B、轉(zhuǎn)向角傳感器、側(cè)向加速度傳感器、坡度角傳感器和紅外測距儀將采集的鉸接式震源車狀態(tài)參數(shù)傳輸給信號采集器；信號采集器經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換并傳輸給中央微處理器；

S3、中央微處理器采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，將所輸入的數(shù)字信號通過映射的方式，在不改變原始特征空間性質(zhì)的基礎(chǔ)上提取特征量，將高維特征空間轉(zhuǎn)化為低維特征空間而不影響數(shù)據(jù)完整性；中央微處理器將模糊數(shù)學(xué)與支持向量機相結(jié)合，采用樣本數(shù)據(jù)對模型進行訓(xùn)練，并實時計算鉸接式震源車側(cè)翻預(yù)警綜合值及其置信水平；中央微處理器采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，在一定的相對誤差范圍內(nèi)，對鉸接式震源車側(cè)翻預(yù)警綜合值進行殘差修正；

S4、判斷所求得的鉸接式震源車側(cè)翻預(yù)警綜合值置信水平是否在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)，若是，則根據(jù)綜合值大小觸發(fā)相應(yīng)報警裝置，具體的為：當鉸接式震源車側(cè)翻預(yù)警綜合值G∈[0，0.4)時，定義報警級別為安全級，側(cè)翻預(yù)警控制器為綠色報警；當鉸接式震源車側(cè)翻預(yù)警綜合值G∈[0.4，0.6)時，側(cè)翻預(yù)警控制器發(fā)出黃色聲光報警提示，提醒駕駛?cè)藛T注意行駛姿態(tài)的調(diào)整；當鉸接式震源車側(cè)翻預(yù)警綜合值G∈[0.6，0.8)時，側(cè)翻預(yù)警控制器發(fā)出橙色聲光報警提示，提醒駕駛?cè)藛T采取相關(guān)防側(cè)翻措施；當鉸接式震源車側(cè)翻預(yù)警綜合值G∈[0.8，1)時，側(cè)翻預(yù)警控制器發(fā)出紅色聲光報警提示，提醒駕駛?cè)藛T應(yīng)立即啟用緊急措施，以實現(xiàn)防止震源車發(fā)生側(cè)翻事故；若否，則返回重新進行計算。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：(1)該裝置結(jié)構(gòu)簡單、可移植性高，無需更改原有的車體結(jié)構(gòu)即可完成所有電器元件的安裝，通過參數(shù)調(diào)整可適用于同樣具有前擺動橋鉸接結(jié)構(gòu)的工程車輛的防翻預(yù)警，具有應(yīng)用范圍廣的特點。(2)所采集的數(shù)據(jù)包含行駛速度、加速度、坡度角、轉(zhuǎn)向角、車身左右兩端離地距離差，其涵蓋面廣，能夠比較全面地反映影響震源車側(cè)翻的復(fù)雜因素。(3)采用中央微處理器的求解方法對鉸接式震源車側(cè)翻綜合值及其概率分布進行計算，該方法計算速度快、求解精度高。(4)能夠?qū)φ囘\行狀況進行實時監(jiān)控，并且根據(jù)不同危險級別發(fā)出不同報警信號，提醒駕駛員采取相應(yīng)的防翻措施，極大的提高了鉸接式震源車工作的安全性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為數(shù)據(jù)測量模塊、信號采集器、中央微處理器和側(cè)翻預(yù)警控制器的連接示意圖；

圖4為本發(fā)明的工作原理圖；

圖5為鉸接式震源車側(cè)翻預(yù)警綜合值的計算方法；

圖中，1-數(shù)據(jù)測量模塊，2-信號采集器，3-中央微處理器，4-側(cè)翻預(yù)警控制器，5-速度傳感器A，6-速度傳感器B，7-轉(zhuǎn)向角傳感器，8-側(cè)向加速度傳感器，9-坡度角傳感器，10-紅外測距儀，11-鉸接式震源車前車體，12-鉸接式震源車后車體，13-警報燈，14-蜂鳴器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的描述，本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述：

如圖1～3所示，一種用于鉸接式震源車的側(cè)翻預(yù)警裝置，它包括數(shù)據(jù)測量模塊1、信號采集器2、中央微處理器3和側(cè)翻預(yù)警控制器4，所述的數(shù)據(jù)測量模塊1由速度傳感器A5、速度傳感器B6、轉(zhuǎn)向角傳感器7、側(cè)向加速度傳感器8、坡度角傳感器9和紅外測距儀10組成，速度傳感器A5和速度傳感器B6分別安裝于鉸接式震源車前車體11和鉸接式震源車后車體12上，轉(zhuǎn)向角傳感器7和側(cè)向加速度傳感器8均安裝于鉸接式震源車前車體11與鉸接式震源車后車體12之間的鉸接處，坡度角傳感器9安裝于駕駛室內(nèi)，所述的鉸接式震源車前車體11、鉸接式震源車后車體12的前后側(cè)均安裝有紅外測距儀10，所述的數(shù)據(jù)測量模塊1輸出端與信號采集器2輸入端電連接，信號采集器2輸出端與中央微處理器3輸入端連接，中央微處理器3輸出端與側(cè)翻預(yù)警控制器4連接。

所述的中央微處理器3通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)提取復(fù)雜影響因素特征量，并將模糊數(shù)學(xué)與人工智能算法相結(jié)合，得出復(fù)雜影響因素與震源車側(cè)翻之間的內(nèi)部隱藏關(guān)系，形成復(fù)雜因素激勵條件下震源車側(cè)翻的綜合判據(jù)，從而觸發(fā)不同的報警裝置。同時，將車身姿態(tài)、加速度等參數(shù)直觀地顯示在其屏幕上。

所述的側(cè)翻預(yù)警控制器4包括警報燈13和蜂鳴器14，蜂鳴器14安裝于駕駛室內(nèi)；所述的警報燈13和蜂鳴器14均與中央微處理器3電連接。

如圖4～5所示，所述的裝置用于鉸接式震源車的側(cè)翻預(yù)警的方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1、在中央微處理器3設(shè)定鉸接式震源車側(cè)翻預(yù)警綜合值置信水平，以及設(shè)定不同危險級別所對應(yīng)的鉸接式震源車側(cè)翻預(yù)警綜合值；

S2、速度傳感器A5、速度傳感器B6、轉(zhuǎn)向角傳感器7、側(cè)向加速度傳感器8、坡度角傳感器9和紅外測距儀10將采集的鉸接式震源車狀態(tài)參數(shù)傳輸給信號采集器2；信號采集器2經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換并傳輸給中央微處理器3；

S3、中央微處理器3采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，將所輸入的數(shù)字信號通過映射的方式，在不改變原始特征空間性質(zhì)的基礎(chǔ)上提取特征量，將高維特征空間轉(zhuǎn)化為低維特征空間而不影響數(shù)據(jù)完整性；中央微處理器3將模糊數(shù)學(xué)與支持向量機相結(jié)合，采用樣本數(shù)據(jù)對模型進行訓(xùn)練，并實時計算鉸接式震源車側(cè)翻預(yù)警綜合值及其置信水平；中央微處理器3采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，在一定的相對誤差范圍內(nèi)，對鉸接式震源車側(cè)翻預(yù)警綜合值進行殘差修正；

S4、判斷所求得的鉸接式震源車側(cè)翻預(yù)警綜合值置信水平是否在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)，若是，則根據(jù)綜合值大小觸發(fā)相應(yīng)報警裝置，具體的為：當鉸接式震源車側(cè)翻預(yù)警綜合值G∈[0，0.4)時，定義報警級別為安全級，側(cè)翻預(yù)警控制器4為綠色報警；當鉸接式震源車側(cè)翻預(yù)警綜合值G∈[0.4，0.6)時，側(cè)翻預(yù)警控制器4發(fā)出黃色聲光報警提示，提醒駕駛?cè)藛T注意行駛姿態(tài)的調(diào)整；當鉸接式震源車側(cè)翻預(yù)警綜合值G∈[0.6，0.8)時，側(cè)翻預(yù)警控制器4發(fā)出橙色聲光報警提示，提醒駕駛?cè)藛T采取相關(guān)防側(cè)翻措施；當鉸接式震源車側(cè)翻預(yù)警綜合值G∈[0.8，1)時，側(cè)翻預(yù)警控制器4發(fā)出紅色聲光報警提示，提醒駕駛?cè)藛T應(yīng)立即啟用緊急措施，以實現(xiàn)防止震源車發(fā)生側(cè)翻事故；若否，則返回重新進行計算。因此本裝置能夠準確地采集和提取鉸接式震源車側(cè)翻相關(guān)的復(fù)雜影響因素信息，同時能夠?qū)ζ涔ぷ鳝h(huán)境及行駛狀態(tài)進行實時監(jiān)控，判斷危險工況，提高了野外作業(yè)的安全性。