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自然驾驶状态下城市地下环道驾驶人心理负荷研究

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交通运输系统工程与信息 2024年第4期24卷 274-282页

作者：尚婷易爱强何军刘祥重庆交通大学交通运输学院重庆400074 重庆交通大学智能综合立体交通重庆市重点实验室重庆400074 重庆市气象服务中心重庆401147

为探究城市地下环道驾驶人心理负荷特性,组织驾驶人自然驾驶试验,使用生理仪获取自然驾驶状态下驾驶人心电信号数据。以驾驶人心率、心率增长率和心率变异性指标为关键变量,基于因子分析法构建心理负荷量化模型,揭示地下环道平曲线半径... 详细信息

为探究城市地下环道驾驶人心理负荷特性,组织驾驶人自然驾驶试验,使用生理仪获取自然驾驶状态下驾驶人心电信号数据。以驾驶人心率、心率增长率和心率变异性指标为关键变量,基于因子分析法构建心理负荷量化模型,揭示地下环道平曲线半径、曲线类型、出入口以及熟练程度对驾驶人心理负荷的影响。研究表明:心率指标和心率变异性指标分别与地下环道平曲线半径呈负相关和正相关关系;驾驶人心理负荷与平曲线半径呈负相关,在相同半径条件下,连续曲线场景下的心理负荷显著高于单个曲线场景,且连续曲线间负荷累积作用超过单一曲线半径对驾驶人心理负荷的影响;入口段驾驶人心理负荷比出口段高21.39%;非熟练驾驶人心理负荷比熟练驾驶人高30.75%;建议在城市地下环道出入口和曲率变化区段增设视线诱导设施,设计车速为20~40 km·h^(-1)时,平曲线半径不宜小于30 m。

关键词：交通工程驾驶人心理负荷因子分析城市地下环道心率变异性自然驾驶试验

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纯电动汽车电驱动系统故障诊断研究进展

汽车工程 2024年第1期46卷 61-74页

作者：张鹏博陈仁祥邵毅明孙世政闫凯波重庆交通大学交通运输学院重庆400074 重庆交通大学交通工程应用机器人重庆市工程实验室重庆400074

为全面梳理纯电动汽车电驱动系统故障诊断的发展现状,明确未来发展趋势,本文首先介绍了纯电动汽车电驱动系统的基本架构、功能及发展历程;然后详细总结了纯电动汽车电驱动系统关键部件的故障类型及原因,分析了纯电动汽车电驱动系统关键... 详细信息

为全面梳理纯电动汽车电驱动系统故障诊断的发展现状,明确未来发展趋势,本文首先介绍了纯电动汽车电驱动系统的基本架构、功能及发展历程;然后详细总结了纯电动汽车电驱动系统关键部件的故障类型及原因,分析了纯电动汽车电驱动系统关键部件故障诊断方法的主要研究现状;接着将诊断方法从专家知识驱动、模型驱动、信号驱动和数据驱动4个方面详细综述了纯电动汽车电驱动系统国内外研究进展和发展动态,并针对不同方法的优缺点进行了对比;最后对纯电动汽车电驱动系统故障诊断所面临的问题及发展方向进行了分析和展望,进一步讨论并指出未来纯电动汽车电驱动系统故障诊断研究可以集中在变工况耦合故障诊断、微小故障诊断和前期故障诊断研究、实时在线故障诊断、基于故障诊断的智能运维、未知故障诊断与系统自愈技术等方面。

关键词：纯电动汽车电驱动系统故障诊断

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基于特征复用机制的航拍图像小目标检测算法

浙江大学学报（工学版） 2024年第3期58卷 437-448页

作者：邓天民程鑫鑫刘金凤张曦月重庆交通大学交通运输学院重庆400074

针对无人机(UAV)航拍图像检测存在的小目标检测精度低和模型参数量大的问题,提出轻量高效的航拍图像检测算法FS-YOLO.该算法以YOLOv8s为基准网络,通过降低通道维数和改进网络架构提出轻量的特征提取网络,实现对冗余特征信息的高效复用,... 详细信息

针对无人机(UAV)航拍图像检测存在的小目标检测精度低和模型参数量大的问题,提出轻量高效的航拍图像检测算法FS-YOLO.该算法以YOLOv8s为基准网络,通过降低通道维数和改进网络架构提出轻量的特征提取网络,实现对冗余特征信息的高效复用,在较少的参数量下产生更多特征图,提高模型对特征信息的提取和表达能力,同时显著减小模型大小.在特征融合阶段引入内容感知特征重组模块,加强对小目标显著语义信息的关注,提升网络对航拍图像的检测性能.使用无人机航拍数据集VisDrone进行实验验证,结果表明,所提算法以仅5.48 M的参数量实现了mAP0.5=47.0%的检测精度,比基准算法YOLOv8s的参数量降低了50.7%,精度提升了6.1%.在DIOR数据集上的实验表明,FS-YOLO的泛化能力较强,较其他先进算法更具竞争力.

关键词：无人机(UVA)图像目标检测 YOLOv8 轻量化主干 CARAFE

无人机高空航拍视角下小尺度车辆精确检测方法

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交通运输系统工程与信息 2024年第3期24卷 299-309页

作者：张河山谭鑫范梦伟潘存书徐进张羽重庆交通大学交通运输学院重庆400074 重庆交通大学山区复杂道路环境“人-车-路”协同与安全重庆市重点实验室重庆400074 重庆交通大学经济管理学院重庆400074

无人机高空航拍图像中车辆像素占比极低,目标可视化信息较少,在目标检测任务中容易漏检和误检。因此,本文提出一种基于改进YOLOX(You Only Look Once X)的无人机高空航拍视角下小尺度车辆精确检测方法。首先,为增强网络对低级特征的提... 详细信息

无人机高空航拍图像中车辆像素占比极低,目标可视化信息较少,在目标检测任务中容易漏检和误检。因此,本文提出一种基于改进YOLOX(You Only Look Once X)的无人机高空航拍视角下小尺度车辆精确检测方法。首先,为增强网络对低级特征的提取能力,在原始YOLOX预测头部增加一个160 pixel×160 pixel的浅层特征提取网络;其次,在骨干网络后端嵌入基于归一化的注意力机制模块(Normalization-based Attention Module,NAM),以抑制冗余的非显著特征表达;最后,为了增大小尺度车辆的相对像素比,提升网络捕捉有效特征信息的能力,提出一种基于滑动窗口的图像切分检测方法。试验结果表明,改进YOLOX网络表现出良好的检测效能,检测精度达到了84.58%,优于典型的目标检测网络Faster R-CNN(79.95%)、YOLOv3(83.69%)、YOLOv5(84.31%)及YOLOX(83.10%)。此外,改进YOLOX能够有效解决无人机高空航拍图像中小尺度车辆的漏检和误检问题,且预测框更贴合车辆的实际轮廓;同时,在不同航拍高度的目标检测任务中具有较高的鲁棒性。

关键词：智能交通小尺度车辆检测 YOLOX 无人机注意力机制浅层特征提取网络

山地城市道路交通碳排放影响因素非线性关系模型

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交通运输系统工程与信息 2024年第5期24卷 237-245页

作者：陈坚陈嘉果陈琦刘柯良代雪杨重庆交通大学交通运输学院重庆400074

为定量测度山地城市道路交通碳排放量及其影响因素的作用大小,本文运用车载移动监测设备采集小汽车不同时空下的碳排放量,结合山地城市道路交通特征,选取汽车发动机特性、驾驶特性和道路交通环境这3个维度的8个变量作为解释变量。基于... 详细信息

为定量测度山地城市道路交通碳排放量及其影响因素的作用大小,本文运用车载移动监测设备采集小汽车不同时空下的碳排放量,结合山地城市道路交通特征,选取汽车发动机特性、驾驶特性和道路交通环境这3个维度的8个变量作为解释变量。基于随机森林回归模型,构建山地城市道路交通碳排放影响因素解析模型,运用部分依赖函数量化各影响因素对碳排放的非线性关系和交互影响,并进行多模型对比分析。研究结果表明:随机森林回归模型拟合优度为74.3%,预测精度较高,优于多元线性回归、支持向量机和长短期记忆网络(LSTM)模型;从影响贡献上看,速度(25.97%)和排气筒温度(23.73%)是影响碳排放因子最重要的因素;速度和高程变化对碳排放因子的非线性作用显著,其中速度的阈值在58 km·h-1,高程变化的阈值在0.10 m,应优化山地城市立交、陡坡等复杂交通构造物,减少车辆速度波动区间;低速行驶与其余因素存在正向的交互作用。研究结果可结合道路交通量及路况信息动态测算道路交通碳排放,为交通管理策略设计提供决策依据。

关键词：城市交通碳排放 PEMS 随机森林非线性关系

激光雷达与惯性测量单元同步融合下的园区三维建图

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光学精密工程 2024年第3期32卷 422-434页

作者：马庆禄汪军豪张杰邹政重庆交通大学交通运输学院重庆400074 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

针对自动驾驶三维建图中存在的建图不准确以及位姿飘移的问题,利用激光雷达里程计消除惯性测量单元(Iner-tial Measurement Unit,nIMU)累计误差并通过IMU预积分去除激光雷达点云畸变,形成激光雷达与IMU的紧耦合建图系统;通过增加回环检... 详细信息

针对自动驾驶三维建图中存在的建图不准确以及位姿飘移的问题,利用激光雷达里程计消除惯性测量单元(Iner-tial Measurement Unit,nIMU)累计误差并通过IMU预积分去除激光雷达点云畸变,形成激光雷达与IMU的紧耦合建图系统;通过增加回环检测因子、激光雷达里程计因子以及IMU预积分因子进行后端图优化,旨在提升定位建图的全局一致性,减小位姿估计误差,降低累计漂移误差。最后,在学校园区实地场景以及利用开源数据集KITTI进行实验验证,实验表明,在选取的学校园区实地场景下,改进算法APE误差均值相较于原算法降低了11.04%,APE均方根误差较于原算法降低了17.35%;改进算法在KITTI数据集场景下平均APE误差下降了10.04%,均方误差方面相较于原算法平均下降了12.04%。研究结果表明,改进的建图方法能够有效提高建图的位姿估计精度与地图构建精度。

关键词：激光雷达自动驾驶同步定位与建图传感器融合

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智能网联环境下近邻匝道交通耦合自组织方法

交通运输工程学报 2024年第2期24卷 207-220页

作者：马庆禄王欣宇张书段学锋重庆交通大学交通运输学院重庆400074 重庆交通大学智能综合立体交通重庆市重点实验室重庆400074 宁夏交投高速公路管理有限公司宁夏银川750000

为改善智能网联环境下匝道合流区通行安全与效率问题,提出了一种近邻匝道交通耦合自组织方法,通过建立主线车流间隙与匝道车辆速度优化匹配模型,以实现对主线最外侧车道总体车头间距的优化调整,在保证汇入安全的前提下提升了近邻匝道内... 详细信息

为改善智能网联环境下匝道合流区通行安全与效率问题,提出了一种近邻匝道交通耦合自组织方法,通过建立主线车流间隙与匝道车辆速度优化匹配模型,以实现对主线最外侧车道总体车头间距的优化调整,在保证汇入安全的前提下提升了近邻匝道内的车辆通行效率;选取重庆市内环快速路上东环立交附近2个近邻匝道为研究原型,利用在线地图结合无人机航拍以及定点摄像等数据采集方式对试验路段进行实地调查;在智能网联环境下,分别运用协同自适应巡航控制(CACC)和交通耦合自组织方法(TCS),采用Python、SUMO和TraCI对试验路段车辆运行情况进行联合仿真。研究结果表明:相较于CACC,TCS的换道次数从65.52次降至52.64次,下降了19.87%,有效缓解了近邻匝道内的交通冲突;平均延误从24.53 s降至14.39 s,下降了70.38%,其中平峰期降低了77.71%,高峰期只降低了34.50%,相较于高峰期,在平峰期的运行效率提升较大;时间占有率从18.70%降至8.63%,下降了53.86%,不同车道间的时间占有率之差降低至6.00%,即车辆在不同车道上的分布更平均;平均速度从78.31 km·h^(-1)上升至80.78 km·h^(-1),提升了3.06%,有效缓解了合流区和分流区附近的减速情况。

关键词：交通控制通行效率自组织方法近邻匝道智能网联平均交通延误

考虑用车紧急度的电动汽车充电引导及协调补偿策略

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电力自动化设备 2024年第9期44卷 81-88,97页

作者：葛显龙杨育树王博蒋小莉重庆交通大学经济与管理学院重庆400074 重庆交通大学智能物流网络重庆市重点实验室重庆400074 重庆交通大学交通运输学院重庆400074

电动汽车(EV)车主在选择充电站时,由于对旅行成本和时间成本存在不同偏好,易造成一些站点拥挤,而其他站点闲置。此外,急需充电的车主无法获得优先,导致满意度极低。为此,基于交通路况对不同紧急充电需求的车主进行充电引导,通过协调补... 详细信息

电动汽车(EV)车主在选择充电站时,由于对旅行成本和时间成本存在不同偏好,易造成一些站点拥挤,而其他站点闲置。此外,急需充电的车主无法获得优先,导致满意度极低。为此,基于交通路况对不同紧急充电需求的车主进行充电引导,通过协调补偿策略为具有紧急充电需求车主提供优先充电,并建立不同紧急充电需求的EV充电引导及协调补偿优化模型。采用连续平均算法和CPLEX求解器求出最优路径解,再结合基于参考点的第三代非支配遗传算法求解模型。以Nguyen-Dupius路网为例验证模型,并进行灵敏度分析,结果表明,尽管紧急充电需求引导及协调补偿优化模型会增加总旅行成本,但是车主的平均满意度明显升高,针对不同车主进行协调补偿,更体现协调补偿策略的有效性。

关键词：电动汽车充电引导混合算法用车紧急度协调补偿策略用户满意度

小净距“隧道-互通”路段车辆行驶轨迹特征研究

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交通运输系统工程与信息 2024年

作者：罗霜杨书群徐进重庆交通大学智能综合立体交通重庆市重点实验室重庆交通大学交通运输学院

为明确下匝道车辆在小净距“隧道-互通”的轨迹特征，通过实车驾驶试验采集了包茂高速黄草互通至保家互通的行驶数据，研究了小净距“隧道-互通”的驾驶人车道选择行为，揭示了下匝道驶出点位置、驶出纵/横向位移和平均横移率分布规律... 详细信息

为明确下匝道车辆在小净距“隧道-互通”的轨迹特征，通过实车驾驶试验采集了包茂高速黄草互通至保家互通的行驶数据，研究了小净距“隧道-互通”的驾驶人车道选择行为，揭示了下匝道驶出点位置、驶出纵/横向位移和平均横移率分布规律，探明了净距和驾驶人因素对驶出特征的影响，构建了轨迹特征关系模型。结果表明：驾驶人在小净距“隧道-互通”无明显车道偏好性、容易错过主线出口；随着净距降低，隧道入口段换道占比增加，隧道出口开放段换道占比减少，靠近分流点下匝道的车辆增多，驶出纵向位移呈减小趋势，驶出横向位移和平均横移率呈增大趋势；当净距不超过170m时，小净距“隧道-互通”的驶出特征与常规互通出口存在显著差异。说明净距减小，车辆换道和下匝道难度增加，运行风险增大。在小净距连接段上，女性和不熟悉路线的驾驶人换道较晚、驶出纵向位移小，经验不足的驾驶人下匝道时容易一次连续变更两条车道、驶出横向位移大，下匝道过程风险高。

关键词：交通工程轨迹特征实车试验小净距“隧道-互通” 运行风险个体差异