[发明专利]基于最小路面损伤准则的车辆间距计算方法、装置和介质

说明书

本申请涉及一种基于最小路面损伤准则的车辆间距计算方法，用于降低车辆对道路路面的损伤，包括：建立道路路面材料的本构模型；计算道路路面温度场；根据车辆的载重、所述道路路面温度场以及道路路面的结构与材料特征来计算车辆的尾端车轴对路面的力学响应，以便获取所述道路路面在所述尾端车轴的作用下，所产生的拉应力峰值与压应力峰值之间的距离，并将所述距离做为最小路面损伤间距；根据所述最小路面损伤间距确定车辆间距。本申请具有减少车辆对道路的损害，从而延长道路结构的服役时间，进而增加基础设施的全寿命周期效益的效果。

技术领域

本申请涉及道路工程技术领域，尤其是涉及一种基于最小路面损伤准则的车辆间距计算方法、装置、计算机设备和可读存储介质。

背景技术

道路路面的损伤主要由货运车辆的碾压所导致。车辆碾压过道路路面后，道路将产生相应的拉应力，如果在一定的时间内再向道路施加压力，将对道路产生较大损伤。因此设计适当的车辆间距可以避免当道路的拉应力处于某个范围时，再次对其施加碾压，从而降低车辆对道路路面的损伤。但是传统的人工驾驶的方法无法时刻使车辆的间距保持在理想的范围内，而无人驾驶技术对车辆的行驶控制更加精确，同时可以实现车辆间的信息交互，因此可以在车辆行进过程中使车辆之间保持相对固定的间距。另外，现有的前后车之间的最小安全距离需要考虑驾驶员的反应时间等因素，而无人驾驶则无需考虑这些因素，因此可以使前后车辆之间的距离可以更近。所以，在无人驾驶技术的基础上，如何设置合适的车辆间距，使前后车辆对路面的力学响应(主要指压应力和拉应力)能够产生部分抵消，从而减少货运车辆对路面产生的损伤，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

为了至少解决上述问题，本申请提供了一种基于最小路面损伤准则的车辆间距计算方法。该方法根据货运车辆的载重、道路路面温度场以及道路路面的结构与材料特征，来计算在无人驾驶条件下的合适的车辆编队间距，可以实现延长道路结构的服役时间，从而增加基础设施的全寿命周期效益。

第一方面，本申请提供一种基于最小路面损伤准则的车辆间距计算方法，用于降低车辆对道路路面的损伤，包括：建立道路路面材料的本构模型；计算道路路面温度场；根据车辆的载重、所述道路路面温度场以及道路路面的结构与材料特征来计算车辆的尾端车轴对路面的力学响应，以便获取所述道路路面在所述尾端车轴的作用下，所产生的拉应力峰值与压应力峰值之间的距离，并将所述距离做为最小路面损伤间距；根据所述最小路面损伤间距确定车辆间距。

通过采用上述技术方案，可以计算合适的车辆编队间距，使前后车辆对路面的力学响应(主要指压应力和拉应力)能够产生部分抵消，从而减少货运车辆对路面产生的损伤。

可选的，所述本构模型的应力-应变关系包括公式：

其中δ_ij为克罗内克符号，E(t)为松弛模量，ξ(t)为温度调整函数，∈_KK为体应变张量，e_ij为偏应变张量，v为泊松比；

所述温度调整函数的公式为：其中α_T为温度调整系数，其符合公式其中C₁与C₂为材料参数；

所述松弛模量的公式为：其中E_i为材料的粘弹性模量；ρ_i为松弛时间。

通过采用上述技术方案，可以根据道路路面温度场以及道路路面的结构与材料特征计算道路路面的应力-应变关系，从而使计算出的车辆间距更贴合实际场景，实用性更强。

可选的，所述计算道路路面温度场包括：根据道路路面的结构与材料特征、道路路面日照辐射功率、道路路面逆辐射功率、道路路表热对流功率以及路面内部热传导功率，来计算道路路面温度场。

可选的，所述根据道路路面的结构与材料特征、道路路面日照辐射功率、道路路面逆辐射功率、道路路表热对流功率以及路面内部热传导功率，来计算道路路面温度场包括：