面向交叉口主动安全的车路协同辅助决策系统设计

针对交叉口红灯启亮前10 s,驾驶行为不稳定造成的交通秩序混乱、安全性差和效率低等问题,为控制交叉口处的行驶车速,辅助驾驶员准确决策,开发了一种面向交叉口主动安全的车路协同辅助决策系统。采用系统分层模块化设计,将系统分为信息采集、决策控制、智能埋地灯3个模块;根据交叉口信号相位、驶近车辆的速度信息,在分析两难区动态特性的基础上建立辅助决策模型,对当前驾驶行为的安全性进行判断;根据判断结果控制智能埋地灯状态与动态黄灯时间。通过智能埋地灯在熄灭、启亮红色、红色闪烁3种状态间灵活切换,对驾驶员进行视觉提醒,同时结合动态黄灯时间,能够有效规避交叉口事故发生的风险,缩短保守型驾驶行为带来的时间延误,整体提高路网的鲁棒性。     

信控交叉口多绿尾相位切换模式下驾驶行为的对比研究

针对中国城市道路交叉口控制实践中,绿灯信号相位多种切换方式同时存在而未有详细优劣对比的现状开展研究.设计1组驾驶模拟器实验,对绿灯闪烁(GSF)与绿灯倒计时(GSC)2种典型的相位切换模式下的驾驶行为进行对比观测和分析,建立驾驶员在2种切换模式下的"通过/停止"决策行为模型.研究结果表明,驾驶员在不同模式相位切换期间的驾驶行为具有一定复杂性,与驾驶环境(如车速、黄灯启亮时与停车线的距离)和个体特征(如性别、年龄、驾龄)等密切相关.驾驶环境方面,GSC模式对驾驶员有较为强烈的催促作用,驾驶员在GSC模式下的平均通过率提高了10% ~20%,且陷入两难区的概率比GSF模式下提高了7.2%.黄灯通过率和黄灯启亮时车辆与停车线的距离呈负相关关系,且与黄灯启亮时的车速在不同相位切换模式下表现出相反的趋势:在GSC模式下呈现正相关关系,而在GSF模式下呈现负相关关系.驾驶员个体特征方面,男性、20~30岁、3~4年驾龄的驾驶员通过率明显高于其它分组.      

信号交叉口动态困境区及黄灯时间模型研究

交叉口进口道困境区的存在增加了交叉口冲突的可能,设置合理的黄灯时间能减少陷入困境区的车辆,从而提高整个交叉口的交通安全。通过实际观测数据探讨不同驾驶行为参数与进口道黄灯启亮时车速和85%位车速之间的关系,通过模型回归不同速度下的驾驶行为参数,最终构建了动态困境区模型以及黄灯时间计算模型,为不同控制速度情况下的交叉口提供黄灯时间确定方法。     

有无倒计时条件下黄灯第二类困境区域分布

为进一步论证倒计时对黄灯第二类困境区域分布的影响,以有无倒计时信号交叉口为研究对象,利用视频观测法,采集黄灯启亮时首停车和末行车至停车线的距离和速度,分析有无倒计时条件下驾驶员行驶行为决策,应用二元 Logit 回归分析方法,构建有无倒计时条件下停车概率模型,确定第二类困境区域上下边界,并探讨有无倒计时条件下第二类困境区域分布.结果显示,黄灯启亮时车辆至停车线距离和倒计时增大停车概率,但黄灯启亮时车辆速度减小停车概率;倒计时条件下第二类困境区域移向停车线,但其长度仍为24.1 m.因此,倒计时不能缩小黄灯第二类困境区域.然而,确定第二类困境区域边界过程中未考虑倒计时与其他变量之间的相互作用,这可能导致低估倒计时的效果,后续研究将予以改进.      

不同信号过渡方式对交叉口驾驶行为选择的影响

为掌握黄灯、绿闪和倒计时等不同信号过渡方式对驾驶行为选择的影响,通过对驾驶人黄灯期间交叉口驾驶行为决策过程及其因素的分析,采用现场视频摄录观测方法,对苏锡常地区的若干信号交叉口黄灯期间的机动车驾驶行为选择进行深度调查,对比了闯黄灯车辆行驶速度和初始位置,分析了前3辆机动车的驾驶行为选择.结果表明,信号交叉口采用绿闪和倒计时提示对驾驶行为选择影响较大,其闯黄灯行为发生率明显低于黄灯提示方式,但是倒计时提示会诱发机动车驾驶人加速通过交叉口并增加安全隐患.     

再论道路交叉口信号控制中黄灯信号问题

我国首例闯黄灯行政诉讼案的判决显示出我国交通管理部门在黄灯设置上缺乏统一规范并存在执法误区.通过问卷调查对我国驾驶员对黄灯的认识与建议进行调查,并对黄灯信号产生的历史背景、含义与作用、时长计算以及对交叉口交通安全的影响进行阐述,明确了黄灯与全红信号各自应承担的功能与时长计算.建议现行交通法规对黄灯的规定改为:“黄灯启亮表示交通信号灯即将变为红灯,碰到黄灯时应该减速停车,除非不能安全停车时可以在黄灯期间通过停车线进入交叉口.”同时建议增设闯黄灯超速自动抓拍功能,预防抢黄灯现象的发生.      

城市道路中黄灯期间的驾驶行为研究

在信号灯设置中,黄灯起到过渡的作用.理解黄灯期间的驾驶行为对于黄灯期间的安全保护,以及黄灯时长的设置具有重要意义.对比了国内外相关研究的数据获取方法、分析方法,对我国城市道路中2种常见的信号控制的十字交叉口与路段人行横道进行实地调查,利用视频拍摄的方法获取实验数据,分别分析车辆在黄灯期间的驾驶行为.根据车辆行驶速度、与停车线的距离这2个因素,以Spss为分析工具,利用二元Logistic模型,建立了车辆在黄灯期间的驾驶行为模型.其中基于时间变量建立的模型精度为15.9％,由模型得出其犹豫区的时间分布为1.89～4.86 s.     

困境区域引起的无意闯红灯违规分析

本文分析了车辆在交叉口由于车辆的行驶速度较高或野蛮驾驶造成的闯红灯行为,其中除了应当给予惩处的驾驶员的故意行为以外,也包括无意闯红灯行为。无意闯红灯的原因和特点同城市交叉口的宽度、理想速度、车辆动力学特点、交通信号灯的黄灯间隔时间以及困境区域有关。本文给出了由困境区域引起的无意闯红灯违规的数学描述, 建立了用于城市道路交叉口闯红灯违规的模型,利用该模型对西安部分地区的数据进行仿真和评价。     

基于表征驾驶风格的驾驶员纵向加速度模型

驾驶员驾驶风格的差异会引起纵向加速度决策与最优值存在一定程度的偏差.改进了基于最优预瞄的驾驶员纵向加速度模型,以跟随速度为参考量,提出了多点多目标的二阶预瞄决策模型,并以预瞄视野、决策意愿和决策偏差表征驾驶员的驾驶风格进行建模.通过Simulink-Carsim联合仿真,验证模型可以反映出不同驾驶风格下的驾驶行为,为研究分析真实驾驶行为提供借鉴.     

基于车辆运行数据的纯电动汽车用户驾驶风格识别与驾驶能耗分析

驾驶风格是用来体现驾驶员在车辆运行状态下对车辆操作的行为特征,对用户驾驶风格进行识别与分析,有利于推进智能驾驶的发展。根据基于116 辆纯电动汽车的车辆运行数据,通过主成分分析方法与K-means 聚类算法,对用户驾驶行为进行分类分析,对驾驶风格进行了分类识别。利用XGBoost 算法构建纯电动汽车驾驶行为与能耗输入模型,利用SHAP 对模型进行解释。结果表明,将驾驶风格聚为3 类具有较好的分类效果,可分别对应冷静型、普通型与激进型;当驾驶员的驾驶风格趋向于激进型时时,车辆的驾驶能耗越高,驾驶风格激进一个层级,车辆百公里电耗增加3~4倍。当驾驶员行车时,其车速越高,油门踏板踩得越深,车辆加速度的绝对值越大,车辆的驾驶能耗越高。驾驶员的驾驶风格越激进,车辆的驾驶能耗越高。     

“闯黄灯”决策的影响因素分析——基于意向调查方法

“闯黄灯”现象在道路上的广泛存在给道路通行效率和交通安全带来了严重影响.传统观点认为驾驶员闯黄灯主要是由于信号灯设置不合理引起的.基于经济学中风险决策理论,分析驾驶员在交叉口的黄灯行为决策过程和主要影响因素,在对周围驾驶员的采访和交叉口实地观察的基础上,设计了模拟场景的调查问卷,并使用SPSS统计软件进行数据分析,就驾驶员决策的影响因素-路况和时间建立Logistic模型.结果表明:安全因素对大部分驾驶员都起着决定性作用,而时间因素的影响则因人而异,不同类型的驾驶员对等待时间的敏感度不同.      

信号交叉口车路协同诱导策略下ACC车辆控制模式研究

信号控制交叉口是城市道路交通网络中的基本节点,车辆在通过交叉口时频繁地启停和加减速等严重降低了交叉口的通行效率,并产生了更高的燃料消耗和污染物排放。无人驾驶技术中的车路协同技术和自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control, ACC)技术为缓解交叉口处的交通拥堵和提高节能减排水平带来了新的契机。ACC车辆可以通过车载检测设备和传感器技术等实时获取自身与前车的行驶状态,并通过ACC控制系统做出比人类驾驶员更精确、稳定和安全的决策判断。根据ACC车辆在信号交叉口车路协同诱导策略下的行驶工况信息,考虑了ACC车辆在信号交叉口车路协同诱导策略下的控制模式,利用诱导策略对ACC车辆的控制模式进行了划分。在智能驾驶模型(IDM)的基础上建立了不同控制模式下的加速度算法,利用MATLAB对信号交叉口车路协同诱导策略下的ACC车辆的交通特性进行仿真模拟,对比分析了传统ACC车辆和车路协同诱导策略下的ACC车辆在通过交叉口时的平均延误、平均燃油消耗和平均污染物排放。仿真结果表明,车路协同诱导策略下的ACC车辆在不同等级车流密度下均能够降低交叉口的延误,并减少车辆的燃油消耗与污染物排放量。     

节能导向的信号交叉口生态驾驶策略研究

为解决信号交叉口区域车辆频繁启停及怠速停车造成的燃油浪费和污染物排放问题,研究了以节能为导向的信号交叉口的生态驾驶策略问题.借助交叉口区域的V2I通信系统获得车辆自身定位和运动状态数据,以及信号灯状态与配时信息,对车辆所处车速引导场景及可通行性进行判定.对各场景下车辆时空运动轨迹进行分析,综合考虑交叉口上下游的燃油消耗,以平均每公里油耗最小建立统一的优化目标函数,求得生态驾驶轨迹最优解,以向驾驶员提供车速建议.利用M atlab开展的随机仿真实验表明,与不采用生态驾驶车速引导相比,采用生态驾驶车速引导至少可降低10% 以上的燃油消耗.对于划分的6种车速引导场景而言,最优生态驾驶策略在场景2下的节油效果最为显著,可达到30% ~60%;其次是场景4,可达到25% ~50%;在场景3和场景5中表现略差.从节约能源的角度而言,车辆在通过信号交叉口时应尽量避免停车等待,防止发动机长时间空转造成的燃油浪费,必要时可采取适当加减速的方式通过交叉口.      

驾驶员接管自动驾驶车辆研究进展

为全面认识自动驾驶接管行为特征,分析驾驶员接管行为,结合自动驾驶接管的技术和现实背景,从自动驾驶接管绩效的影响因素,包括场景、技术、心理和生理等因素,梳理国内外驾驶员接管自动驾驶车辆的研究成果,总结主要研究内容和方法,并展望其未来研究趋势.通过归纳和分析揭示了影响驾驶员接管自动车辆的因素,主要包括接管场景和接管请求方式,同时非驾驶相关任务和年龄等因素也会影响驾驶员的接管行为和表现.针对驾驶员接管的驾驶特征及行为研究,内容精确丰富,方法科学完善;而对驾驶员接管绩效评价和干预研究,重点关注在统计学的基础上,建立完善的数据指标评价体系,用于评价和干预驾驶员接管绩效.未来针对自动驾驶接管的研究,一方面寻求自动车辆技术突破;另一方面综合心理学和统计学理论基础,建立驾驶员接管能力培训体系.      

基于小尺度的无灯控交叉口智能车辆驾驶行为决策模型

针对自动驾驶车辆与传统车辆在无灯控交叉口的动态交汇协同问题,在更小时间尺度上将交汇过程划分为完全信息下的重复博弈过程。通过构建一种新型驾驶员激进度模型,判断传统车辆驾驶员驾驶激进度,帮助自动驾驶车辆制定驾驶策略。同时,提出一种最佳减速度选取模型,解决智能车辆避让后速度过低的问题。采用CarSim与MATLAB/Simulink进行联合仿真,结果表明,提出的两种模型能准确地估计传统车辆驾驶员类型并帮助自动驾驶车辆安全、快速地通过无灯控交叉口。     

信号交叉口基于出发时刻预测的生态驾驶方法

在城市道路交通中,信号交叉口区域内车辆频繁停车启动的现象,加剧了整体交通流的能源消耗、污染排放与车辆延误。为了减少信号交叉口启停波现象对整体交通流产生的负面影响,以面向未来人工驾驶车辆(HDV)/智能网联车辆(CAV)混合构成的新型混合交通环境为基础,提出了一种基于出发时刻预测的生态驾驶方法,通过优化CAV的驾驶轨迹,减少交叉口区域的车辆延误和能源消耗。首先,对混合交通流的基本图模型进行了分析,根据启停波影响范围,划分CAV通过交叉口的驾驶场景;然后,建立了子区渗透率对饱和车头时距的影响关系,预测了CAV以当前饱和车头时距通过交叉口的时间;最后,结合车辆与交叉口的距离,利用分段三角函数模型,生成其通过交叉口的速度限制曲线,并将优化速度嵌入到智能车辆的跟驰模型中作为限制速度,从而使CAV在无法通过当前绿灯窗口的条件下,实现提前减速,在通过交叉口区域后解除速度限制,切换回自身的跟驰模型。此外,还提出了平均综合效能这一指标来综合评价驾驶策略在效率和能耗2个方面的性能,并将提出的基于出发时刻预测的生态驾驶方法与传统网联车辆控制方法、经典交叉口节能控制方法进行了对比。研究结果表明:提出的出发时刻预测方法可以精确预测CAV在交叉口的出发时刻,有效减少车辆的能源消耗与污染排放,同时提高信号交叉口的通行效率;在渗透率大于60%情况下,该方法对系统效能的提高达到12%左右,在10%渗透率条件下也可以达到6%的效能增益;在交通饱和流率在0.5~0.9的范围内时,系统的效能增益较明显。     

遇到黄灯该不该通过

根据《中华人民共和国道路交通安全法》第26条规定,交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成。红灯表示禁止通行,绿灯表示准许通行,黄灯表示警示。同时,国务院颁布的《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第38条第二项规定。黄灯亮时,已越过停止线的车辆可以继续通行。黄灯亮时,未过停止线的车辆能否继续通行?黄灯亮时,没有过停止线的车辆继续通行的闯黄灯行为是否应当受到处罚?为此,我们请到了有关的专家及嘉宾就黄灯该不该通过这个问题进行分析和讨论,希望给我们广大的读者以启迪。     

信号交叉口环保驾驶仿真评估

为验证信号交叉口环保驾驶的应用价值,并分析不同因素对环保驾驶效果的影响,构建了环保驾驶车辆与非环保驾驶车辆混行环境下的驾驶仿真平台,并制定了合理的仿真驾驶测试方案.测试过程中采集了不同驾驶员所驾车辆的运动数据,并利用VT-Micro微观车辆燃油消耗与污染物排放模型实时计算车辆的燃油消耗与污染物排放.结果表明,环保驾驶能有效降低10% 以上的车辆燃油消耗与污染物排放;驾驶员性别、年龄对车辆环保驾驶效果无影响;驾驶员接受环保驾驶的最佳驾龄为4~6年;驾驶员环保驾驶训练时长与车辆环保驾驶收益呈显著的正相关关系,且不应低于60 min;信息系统界面宜采用车辆速度曲线表形式;非环保驾驶车辆通过跟驰环保驾驶车辆可获得一定的环保收益;系统整体的环保驾驶收益随环保驾驶车辆的占比上升而增高.      

雾天不同能见度条件下高速公路限速建议值研究

高速公路雾天不同能见度条件下,驾驶员对道路线形走向的敏感性有所变化,驾驶员需要不断调整方向盘,以不同的车速行驶在线形不断变化的高速公路上.为了探寻在雾天不同能见度条件下,驾驶员以不同车速通过不同曲率道路时的驾驶行为安全特性,利用UC-win/Road建立道路驾驶模拟环境,采集驾驶员在单因素和正交多因素实验方案条件下的车辆运行轨迹数据,结合驾驶行为特点提出了新的评价指标(车辆横向偏移系数)对驾驶员的驾驶行为进行分析.结果表明,能见度、圆曲线半径和车速对车辆横向偏移均具有显著性影响;并且通过正交试验确定各因素对车辆横向偏移影响由强到弱依次为:能见度(F=531.643)>圆曲线半径(F=256.599)>车速(F=45.986).      

单车场景下城市交叉口的智能驾驶车辆左转决策研究

在复杂动态的城市道路环境中,不同的交通参与者之间会不可避免地产生时间或空间上的冲突。针对该问题,对智能驾驶车辆在城市交叉口左转时潜在的冲突行为进行分析并建立决策模型。考虑了车辆运动模式并基于高斯过程回归模型(GPR)建立了直行车辆长时轨迹预测模型,结合轨迹预测提出了基于冲突消解的智能驾驶车辆决策流程(模型)和考虑多因素的驾驶动作选择方法。基于Matlab/Simulink&Prescan搭建仿真验证平台,联合真实数据对算法进行验证。结果表明,单车场景下,决策模型能够以90%的成功率引导无人驾驶车辆完成通行任务。