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雾天网联车辆跟驰模型构建及行为影响分析

交通运输系统工程与信息 2024年

作者：黄岩李海军闫学东段克兰州交通大学交通运输学院高原铁路运输智慧管控铁路行业重点实验室西南交通大学交通运输与物流学院中国人民公安大学交通管理学院

网联车辆（Connected vehicle， CV）已从微观驾驶行为方面被证实其能有效改善雾天交通安全，但尚未建立微观跟驰模型来模拟CV车辆在雾天的跟驰轨迹。本文根据雾天CV车辆的交通信息获取模式和跟驰行为特征，在雾天智能驾驶人模型的基础... 详细信息

网联车辆（Connected vehicle， CV）已从微观驾驶行为方面被证实其能有效改善雾天交通安全，但尚未建立微观跟驰模型来模拟CV车辆在雾天的跟驰轨迹。本文根据雾天CV车辆的交通信息获取模式和跟驰行为特征，在雾天智能驾驶人模型的基础上，构建了考虑车头时距因子、遵守因子和权重因子的雾天网联车辆智能驾驶人模型（Fog-related Intelligent Driver Model of Connected Vehicle， FIDMCV）。为评价FIDMCV模型的有效性及评估CV车辆在雾天的交通影响，选取累计碰撞时间倒数和交通量作为分析指标，并建立不同CV车辆渗透率和领车减速度的数值仿真场景。在进行数值仿真前，针对关键参数遵守因子和车头时距因子的取值进行了敏感性分析。仿真结果表明：随着CV车辆渗透率的增加，混合交通流能更有效地改善雾天交通安全，但会导致雾天车辆跟驰间距增加，从而减少道路交通量，降低交通效率。CV车辆在高风险场景下(6m/s2减速度)的碰撞时间倒数值减少比例为14.3%，在中低风险(4m/s2和2m/s2减速度)场景中为5.6%和6.3%，因此CV车辆在高风险场景下的交通安全改善作用更显著。本研究提出的FIDMCV模型能有效再现雾天CV车辆的交通安全改善作用和跟驰间距增加特征，可用作雾天CV车辆的微观仿真工具。

关键词：交通工程跟驰模型数值仿真网联车辆雾天

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网联车辆有限时间滑模预设性能队列控制

控制理论与应用 2023年第11期40卷 1891-1902页

作者：高振宇孙振超郭戈东北大学秦皇岛分校控制工程学院河北秦皇岛066004 东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室辽宁沈阳110004

针对含有未知扰动和模型不确定的网联车辆预设性能队列控制问题,本文提出了一种基于改进滑模的有限时间队列控制方法.首先,为满足预设性能,设计了一种新型性能函数,保证了跟踪误差在预设时间内收敛到规定区域.其次,提出了一种改进的滑... 详细信息

针对含有未知扰动和模型不确定的网联车辆预设性能队列控制问题,本文提出了一种基于改进滑模的有限时间队列控制方法.首先,为满足预设性能,设计了一种新型性能函数,保证了跟踪误差在预设时间内收敛到规定区域.其次,提出了一种改进的滑模队列控制算法,加快了系统收敛速度,实现了有限时间单车稳定及队列稳定,同时,设计了自适应律,有效解决了扰动及模型不确定问题.最后,进行了MATLAB仿真实验,通过6辆网联车的队列控制仿真验证了所提算法的有效性.

关键词：网联车辆队列控制有限时间稳定滑模控制预设性能控制

无信控交叉口网联车辆动态碰撞风险检测与预警策略

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计算机工程与应用 2023年

作者：王润民凡海金何佳浚徐志刚赵祥模长安大学西部交通安全与智能控制省部共建协同创新中心长安大学信息工程学院

针对无信控交叉口碰撞事故多发的问题，面向网联人工驾驶环境，研究提出了一种基于车车通信的无信控交叉口网联车辆碰撞动态风险检测与预警策略。首先，在构建典型无信控交叉口场景的基础上，设计了一种基于多项式拟合的车辆轨迹模型；... 详细信息

针对无信控交叉口碰撞事故多发的问题，面向网联人工驾驶环境，研究提出了一种基于车车通信的无信控交叉口网联车辆碰撞动态风险检测与预警策略。首先，在构建典型无信控交叉口场景的基础上，设计了一种基于多项式拟合的车辆轨迹模型；其次，融合利用碰撞到达时间和风险暴露时间作为风险检测指标，构建了一种圆形-双圆车辆模型实现车辆碰撞风险检测；然后，综合考虑了驾驶人异质性及其交互行为，提出一种基于博弈论和遗传算法的两级碰撞预警策略；最后，基于SUMO搭建仿真环境对预警策略的有效性及适用性进行测试分析。结果表明，所提策略能够准确识别出所有的碰撞事件并触发预警，预警成功率达到100%；在不同比例驾驶人组成测试工况下，所提预警策略均能显著降低碰撞率和平均碰撞动能。

关键词：无信控交叉口网联车辆动态风险检测分级预警驾驶人异质性博弈论

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面向个性化需求的网联车辆速度控制方法研究

面向个性化需求的网联车辆速度控制方法研究

作者：朱波青北京邮电大学

学位级别：硕士

近年来,交通拥堵引起的经济、环境、安全等方面的问题越来越受到人们的关注。车辆行驶速度调控被认为是缓解交通运输压力、增加道路通行效率的一种重要方法。网联车辆借助V2V、V2X技术可及时感知周围环境,将实时车速控制变为了可能。而... 详细信息

近年来,交通拥堵引起的经济、环境、安全等方面的问题越来越受到人们的关注。车辆行驶速度调控被认为是缓解交通运输压力、增加道路通行效率的一种重要方法。网联车辆借助V2V、V2X技术可及时感知周围环境,将实时车速控制变为了可能。而调查表明不同用户在舒适性、安全性、快捷性等方面存在差异化的速度建议偏好。因此,如何提供个性化的出行速度建议,对增强用户出行体验、增大通行效率具有重要意义。现有的车速推荐相关研究工作较少考虑用户出行目标的差异性和出行需求的侧重性。针对该问题,本文利用多目标马尔科夫决策过程进行问题建模,采用跃度、碰撞时间、有害气体排放量等进行目标建模,针对特征提取、网络融合的信息易失性和问题规模指数型增长两点挑战,采用线性多目标优化方式逼近帕累托最优解前沿。因此,本文设计了一个面向个性化车速推荐的整体解决方案,包括:1)设计了一种基于时空数据推断的前车运动速度预测算法,通过持续跟踪前方车辆反推驾驶风格,规避其急加、减速对自身影响;2)提出了一种基于融合引导的单模型多策略车速推荐决策算法,通过将显式奖励函数引导与隐式偏好网络引导进行融合,实现单模型目标域到策略域的映射,减少时间和算力资源消耗;3)设计并实现了基于安卓平台的移动端车速推荐系统,借助高德导航API辅助用户出行。实验结果表明,上述解决方案可根据用户自定义的目标偏好适配到相应最优策略,并以指数级规模降低资源需求。

关键词： GLOSA 车速推荐多目标强化学习帕累托最优网联车辆

无信号交叉口非网联与网联车辆驾驶行为特征研究

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无信号交叉口非网联与网联车辆驾驶行为特征研究

作者：夏凯重庆交通大学

学位级别：硕士

无信号交叉口作为城市道路交通网络的重要节点,不同方向的车流在此形成交织区,交通事故频发。交叉口处,车辆前方因建筑物等遮挡造成驾驶人视距受限,当采取不恰当的驾驶操作可能会导致车辆之间碰撞事故的发生。随着车联网技术的发展,车... 详细信息

无信号交叉口作为城市道路交通网络的重要节点,不同方向的车流在此形成交织区,交通事故频发。交叉口处,车辆前方因建筑物等遮挡造成驾驶人视距受限,当采取不恰当的驾驶操作可能会导致车辆之间碰撞事故的发生。随着车联网技术的发展,车车通信可以实现车辆运动信息的交互共享,在一定程度上消除了视野盲区。以往对非网联车辆通过交叉口驾驶行为特征的研究较少,且V2V车辆通过交叉口的数据也很匮乏。基于此,本文研究这两类车辆通过无信号交叉口的驾驶行为特征,以期为交叉口车辆安全、高效通行提供参考依据。本文以城市无信号交叉口交通冲突场景为研究对象。首先,利用Pre Scan仿真软件建立起三维交通场景,基于联机式驾驶模拟设备设计并开展虚拟驾驶试验。然后,在试验数据基础上,结合交叉口驾驶任务理论,揭示了非网联车辆的驾驶行为特征变量分布规律;运用ANOVA方差分析法检验了他车位置、行驶方向等外在因素对驾驶行为影响的显著性;并利用系统聚类分析法对不同的冲突风险等级进行分类,探究了不同冲突风险程度下的驾驶人避让行为机制。最后,针对无信号交叉口的特殊性,开展了基于车车信息共享的网联车辆直行通过无信号交叉口驾驶决策行为研究。本文主要结论如下:非网联车辆驾驶行为特征研究结果表明:(1)驾驶人大都采取制动减速的方式通过交叉口,整个通行过程涉及的区间可分为进入区间、减速区间和加速区间;(2)减速阶段的运行速度与关键位置是驾驶人意图避让冲突的重要驾驶行为特征,驾驶人性别和冲突他车位置对避让行为特征变量影响显著;(3)女性驾驶人期望更长的避让距离,冲突他车的位置影响了最低车速、减速结束位置等变量分布;(4)在不同冲突风险下,驾驶人采取了停车让行、减速避让通行策略,严重冲突风险下速度衰减率在85%以上,轻微冲突风险在50%以下,中度冲突风险居于两者之间。网联车辆驾驶行为特征研究结果表明:(1)车车时距差是影响驾驶人做出减速、加速、匀速通行决策的主要变量;(2)网联车辆获得的位置信息和时距信息对驾驶人避让冲突过程的初始制动位置、减速持续距离和平均减速度等特征变量影响显著,驾驶人提前制动进行避让,减速距离更短,减速过程更平缓;(3)在通过交叉口过程中,网联车辆相对非网联车辆通行效率和安全性显著提升。本文研究了非网联与网联车辆安全通过交叉口的驾驶决策和行为特征,丰富了无信号交叉口驾驶行为理论,为进一步提高交叉口交通安全提供了参考依据。

关键词：无信号交叉口非网联车辆网联车辆驾驶行为特征驾驶模拟器

网联车辆检测设备受电磁干扰试验信号影响的研究

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中国汽车 2023年第11期 42-45页

作者：张洁柳海明陈阳姜国凯中汽研新能源汽车检验中心(天津)有限公司天津300300 中汽研汽车检验中心(武汉)有限公司武汉430056 中汽研汽车检验中心(天津)有限公司天津300300

汽车智能化、网联化的飞速发展带动了汽车电子化、智能化、集成化产业的发展,但与此同时,也带来了更加复杂的车内外电磁环境。车辆网联通信功能在复杂电磁环境下的可靠运行,轻则关乎用车舒适度,重则影响行车安全性。因此,网联车辆的电... 详细信息

汽车智能化、网联化的飞速发展带动了汽车电子化、智能化、集成化产业的发展,但与此同时,也带来了更加复杂的车内外电磁环境。车辆网联通信功能在复杂电磁环境下的可靠运行,轻则关乎用车舒适度,重则影响行车安全性。因此,网联车辆的电磁可靠性至关重要。然而实验室内完成汽车网联通信功能电磁可靠性测试离不开搭建网联仿真场景的检测设备。本文从保护网联车辆场景搭建测试设备在电磁干扰试验中的可靠性出发,设计方案进行摸底研究,分别在不同场强、不同频率、不同天线位置下,测试网联车辆检测设备端接收到的信号强度;并通过对测试数据进行分析处理,给出推荐测试布置,为后续网联车辆检测的完善化、标准化提供了一定的参考。

关键词：网联车辆电磁干扰检测设备可靠性

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考虑车流影响的网联车辆节能驾驶研究

汽车工程 2020年第10期42卷 1320-1326页

作者：邹渊张涛张旭东郭宁远北京理工大学北京100081 中国北方车辆研究所北京100072

网联车辆在城市道路信号交叉口处的生态进入和离开是未来节能驾驶研究的热点问题。针对车流排队导致车辆在路口停车的问题,本文中首先提出一种考虑车流排队效应的路口有效通行时间的信号灯模型;然后,利用递归搜索算法筛选特定的连续路... 详细信息

网联车辆在城市道路信号交叉口处的生态进入和离开是未来节能驾驶研究的热点问题。针对车流排队导致车辆在路口停车的问题,本文中首先提出一种考虑车流排队效应的路口有效通行时间的信号灯模型;然后,利用递归搜索算法筛选特定的连续路口通行组合方案,以降低优化问题的复杂性;最后,利用伪谱法分析电动网联车辆在单交叉口和连续交叉口处的节能速度优化问题。结果表明,基于伪谱法的控制策略计算效率优于动态规划算法,与智能驾驶员模型基准相比,该控制策略可产生更好的节能速度。

关键词：网联车辆节能驾驶排队效应通行时间

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多径信号辅助的网联车辆无线协作定位

北京邮电大学学报 2021年第2期44卷 116-123页

作者：初星河路兆铭王鲁晗武穆清温向明北京邮电大学信息与通信工程学院北京100876 北京邮电大学先进信息网络北京实验室北京100876

为解决全球定位系统(GPS)和北斗卫星导航系统(BDS)等传统定位方式在信号被遮挡的区域定位范围受限以及精度不足的问题,基于第5代移动通信系统和车联网技术提出了一种多径信号辅助的网联车辆无线协作定位方法.首先将车联网中接收端与发... 详细信息

为解决全球定位系统(GPS)和北斗卫星导航系统(BDS)等传统定位方式在信号被遮挡的区域定位范围受限以及精度不足的问题,基于第5代移动通信系统和车联网技术提出了一种多径信号辅助的网联车辆无线协作定位方法.首先将车联网中接收端与发射端之间多径信号成分携带的定位信息提取成多径定位线段,并基于最小二乘法估计出接收端与发射端之间的相对位置;然后基于置信传播算法,将相对位置信息以及部分覆盖的GPS/BDS信息进行协作融合,得出整个车联网中各个车辆的位置.仿真结果表明,在不同的车辆密度和GPS/BDS可用概率下,新算法能提升网联车辆的定位精度,有效解决车辆GPS/BDS覆盖不充分的问题,为网联车辆提供高精度的定位.

关键词：网联车辆多径信号信号定位置信传播协作定位

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基于RBF神经网络的智能网联车辆队列控制

公路交通技术 2022年第6期38卷 136-141页

作者：康进实叶青黄龙旺甘肃公航旅信息科技有限公司兰州730030 招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067 自动驾驶技术交通运输行业研发中心重庆400067 重庆邮电大学重庆400065

为了消除大多数现有智能网联车辆队列控制成果中车辆纵向动力学模型已知的假设,研究具有未知动态的智能网联车辆的队列控制问题,提出了基于径向基函数神经网络的分布式车辆队列控制方案。该方案先利用欧拉法将车辆的纵向动力学模型进行... 详细信息

为了消除大多数现有智能网联车辆队列控制成果中车辆纵向动力学模型已知的假设,研究具有未知动态的智能网联车辆的队列控制问题,提出了基于径向基函数神经网络的分布式车辆队列控制方案。该方案先利用欧拉法将车辆的纵向动力学模型进行了离散化,后结合反步法和径向基函数神经网络设计了离散分布式车辆队列控制器。相较于现有成果,该方案通过利用径向基函数神经网络逼近车辆的未知非线性动态,取消了车辆动力学特性完全已知的假设。此外,相较连续的队列控制算法,离散的控制算法更适合数字控制器的实现。最后,通过理论分析和仿真模拟的方式验证了所提出算法的有效性。

关键词：网联车辆编队控制数字化控制神经网络控制