信号交叉口行车风险场建立及车辆通行行为优化

随着汽车逐步向智能化、网联化发展,智能网联车辆逐步进入实际应用阶段。进行智能网联车辆的通行行为优化,对提升驾驶安全性和行车效率,避免事故发生和交通拥堵至关重要。车辆在通过交叉口时将受到很多环境及运动因素的影响,而现有的通行优化模型难以准确表达各类因素共同作用下的行驶环境。为此,基于风险场理论建立由环境场和运动场组成的信号交叉口行车风险场,表征信号交叉口中每点的实时行车风险程度,从而引导车辆驶向风险值低点,并提供下一步长的位移及速度指引,实现车辆的动态轨迹优化及速度控制。典型场景下的仿真结果表明：在优化模型的控制下单车的信号交叉口通行效率明显提升,其中直行方向车辆单车平均通行效率提升最高,平均提升6.35%,通过对交叉口面积内所有车辆进行通行行为优化,交叉口通行效率提升了9.3%,这表明所建模型可以准确表达交叉口行车环境并优化车辆通行行为。研究结论可应用于自动驾驶车辆的交叉口通行控制,并为网联环境下的行车环境表达和安全驾驶控制提供模型基础。     

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。     

基于驾驶模拟技术的道路行车安全性研究综述

对驾驶模拟技术在道路行车安全领域的研究及应用现状和存在的问题进行了分析。在广泛调研国内外相关文献的基础上,对驾驶模拟器进行了分类,并总结了国内外主要代表性科研型驾驶模拟器的发展历程,分析了典型驾驶模拟器的自由度、主要特征和应用领域。以“人-车-路-环境-事故”为主线,从不良驾驶行为特性分析、车辆主动安全技术研究、道路与交通设计、车辆驾驶环境以及道路行车事故研究5个方面,系统地梳理了驾驶模拟技术在国内外道路行车安全领域的应用研究现状、存在问题以及应用展望。在不良驾驶行为特性分析方面,重点研究了运用驾驶行为特性开展分心驾驶行为和疲劳驾驶行为的识别;在车辆主动安全技术研究方面,综述了运用驾驶行为开展车辆底盘一体化控制技术、安全辅助驾驶控制技术和自动驾驶接管行为的评价研究;在道路与交通设计方面,综述了道路几何和标志标线等的设计评价;在车辆驾驶环境方面,综述了不良气象、路侧景观和交通冲突等驾驶环境对驾驶行为的影响;在道路行车事故研究方面,总结了道路行车事故再现和事故影响因素分析等内容。此外,对驾驶模拟技术进行了应用展望,主要包括特殊人群的驾驶行为特性、智能网联汽车系统的测试及验证、混合交通流环境下的行车安全问题。对未来应对驾驶模拟器的有效性评价、不适性以及二次开发等问题进行探讨,以便更好地促进驾驶模拟技术的发展。      

双车道公路平曲线段行车轨迹偏移实验研究

双车道公路弯道处行车轨迹是车辆自由行驶时的重要特征,通过对行车轨迹及运行速度综合效应的分析,得出双车道公路自由行驶的车辆在弯道上行驶时行车轨迹偏移规律,并建立了自由行驶状态下道路线形与行车轨迹和速度之间的相关模型.据此可对弯道处行驶时的驾驶行为及行车安全进行分析,并对道路弯道处线形和断面进行改善.     

车辆碰撞预警系统对行车风险的干预效果

各类碰撞预警系统已广泛应用于具有驾驶辅助功能的车辆上,为研究预警系统对风险状态下车辆交互行为特征的影响机理,并评估其对行车风险的干预效果,采用15辆搭载预警系统的试验车辆在真实高速公路场景下进行实车群组试验,通过有-无预警情形对比试验及分析,从车辆交互行为特征指标、道路总体运行风险、驾驶员对预警系统认可度3个维度,对行...     

自动驾驶汽车的智能决策模型研究

行为决策系统在很大程度上反映了自动驾驶汽车的智能化水平,作为自动驾驶汽车的大脑,行为决策系统决定了自动驾驶车辆的可行性和安全性。文章基于行车效率与行车安全对高速自动驾驶汽车的智能决策进行了研究。通过引入能效函数与动态子区域监测系统,实时计算本车道与相邻车道的行车能效值以及本车与周边车辆的碰撞风险,并基于此确定最优驾驶策略,一定程度上提升了自动驾驶车辆的行车效率与安全。     

电动汽车电池温度一致性与驾驶行为关联特性研究

为实现融合车辆运行状态的电池温度不一致性的精准评估诊断,设计并开展电动汽车自然驾驶试验,利用长周期、精细化的车辆运行数据,从微观运行片段的角度探究了电池温度一致性与驾驶行为的关联特性。通过驾驶人踩/松踏板的驾驶行为将车辆运行过程划分为A、B、C、D四类微观片段。分别针对4类片段,通过计算最大信息系数(Maximum Information Coefficient, MIC)得到了各驾驶行为参数与探针温度变异系数(Variation Coefficient of Probe Temperature, VCPT)的相关性,利用随机森林模型分析了驾驶行为参数对VCPT的重要性及影响机理,利用数据分组统计计算了驾驶行为参数对VCPT的量化影响效应。研究结果表明：驾驶行为参数与电池温度一致性具有弱相关性,且其对电池温度一致性的影响是非线性且非单调的;总体上车速类参数与电池温度一致性的相关性强于加速度和踏板类参数;对VCPT回归预测最重要的4项驾驶行为参数中,4类片段下均包含最大车速,B、C、D三类片段下均包含最大负向加速度;相比于高车速和高车速波动,高减速度驾驶行为引起的温度不一致性增幅是最显著...     

大数据环境下营运车辆驾驶行为特征分析

通过大规模采集营运车辆驾驶行为信息,并对其驾驶行为特征进行定性、定量分析是有效遏制交通事故的前提.对采集的营运车辆驾驶行为数据进行预处理,包括清洗、筛选、分段等,提高了数据的质量.利用经纬度坐标转换后计算出的车辆行驶速度与车载速度加权的车速进行分析;并运用DBSCAN聚类和 Spearman秩相关方法对不同车辆、不同时间段及不同天气状况下速度和加速度进行聚类和讨论相关系数,提取驾驶行为特征.结果表明,驾驶员夜晚比白天行车速度波动大,需加强夜晚行车的安全监控,且聚类方法可用于判定车辆驾驶的稳定性程度,有助于道路交通中心对车辆安全状态的判断和避免交通事故发生;对于经验丰富的营运车辆驾驶员,天气对驾驶的影响相对较弱.      

双车道公路驾驶人-车辆-弯道（环境）系统模型

为探究双车道公路弯道事故机理,对驾驶人-车辆-弯道(环境)系统模型进行了研究。针对驾驶行为中客观存在的模糊性和主观性问题,建立多目标模糊优选决策的驾驶人模型,然后选用12个自由度的非线性汽车动力学分析模型(VDANL),针对其非线性特征研究综合数值计算方法,结合弯道的道路三维模型建立驾驶人-车辆-弯道(环境)系统模型,基于迭代思想提出系统误差补偿计算方法,最后建立综合指标体系,仿真分析了警告标志、附着系数等环境因素对行车稳定性和驾驶行为的影响。     

基于TD3算法的人机混驾交通环境自动驾驶汽车换道研究

提高人类驾驶人的接受度是自动驾驶汽车未来的重要方向,而深度强化学习是其发展的一项关键技术。为了解决人机混驾混合交通流下的换道决策问题,利用深度强化学习算法TD3（Twin Delayed Deep Deterministic Policy Gradient）实现自动驾驶汽车的自主换道行为。首先介绍基于马尔科夫决策过程的强化学习的理论框架,其次基于来自真实工况的NGSIM数据集中的驾驶数据,通过自动驾驶模拟器NGSIM-ENV搭建单向6车道、交通拥挤程度适中的仿真场景,非自动驾驶车辆按照数据集中驾驶人行车数据行驶。针对连续动作空间下的自动驾驶换道决策,采用改进的深度强化学习算法TD3构建换道模型控制自动驾驶汽车的换道驾驶行为。在所提出的TD3换道模型中,构建决策所需周围环境及自车信息的状态空间、包含受控汽车加速度和航向角的动作空间,同时综合考虑安全性、行车效率和舒适性等因素设计强化学习的奖励函数。最终在NGSIM-ENV仿真平台上,将基于TD3算法控制的自动驾驶汽车换道行为与人类驾驶人行车数据进行比较。研究结果表明：基于TD3算法控制的车辆其平均行驶速度比人类驾驶人的平均行车速度高4.8%,在安全性以及舒适性上也有一定的提升;试验结果验证了训练完成后TD3换道模型的有效性,其能够在复杂交通环境下自主实现安全、舒适、流畅的换道行为。     

社会性驾驶交互关键效用析取与应用

共享道路空间中的人类驾驶交互行为具有兼顾伴行车损益的社会性特征。由于对驾驶交互社会性的理解缺失,自动驾驶车辆往往难以估计自身行为对伴行车辆的潜在影响,因而陷入“被迫保守”的决策困境。本文在博弈论框架中引入驾驶人兼顾伴行车损益的行为特征,构建社会性驾驶交互行为模型,刻画了驾驶交互中个体间的动作依赖关系。结合该模型,提出主车预期行为对其交互对象所造成潜在影响的通用定量表达——交互效用项。通过在规划目标中引入交互效用项,可定向调整运动规划算法的交互主动性。高速路出匝道实验结果表明,在对安全性无显著影响的前提下,通过提升交互主动性,基于优化和基于采样的运动规划算法在给定距离内出匝道任务成功率可分别提升3.9%与5.2%。     

基于中外规范对比的公路视距安全性分析

基于国内外行车视距采用标准的差异,从车辆运行原理及一般驾驶行为习惯,分析我国公路视距安全舒适性需求,为提高我国道路安全行车环境,指导设计施工采用更安全舒适的行车视距指标,提供数据参考。     

道路交叉口不同相序下车辆碰撞风险模型研究

道路交叉口具有车辆冲突交织、碰撞风险加剧的交通安全复杂性的特点,而道路信号交叉口中的相序设计是制约降低车辆碰撞风险、提高交叉口安全性的主要瓶颈。文中针对上述问题,以道路交叉口车辆轨迹的不同冲突点和碰撞风险概率作为切入点,提出了不同相序下左转车与直行车不同驾驶行为的碰撞风险模型。根据运动学理论考虑车辆运行特性,运用条件概率的思想求出碰撞概率来表征车辆碰撞风险,从安全的本质出发提出了碰撞风险的表述方法,建立密度函数模型,从而建立基于概率计算的动态碰撞风险模型,通过VISSIM微观仿真软件仿真车辆的运行场景,利用仿真输出的运行数据计算风险值。研究结果表明,根据碰撞风险估计值变化规律可以确定不同相序下不同驾驶行为的碰撞风险预警阈值,而且能较好地反映实际交通安全状况,比较两种相序预警阈值的大小,还可以为信号交叉口相序设计提供定量依据。     

公交驾驶员驾驶行为对油耗的影响及其评价指标

基于通过车辆无线远程监控系统采集的天津市某公交线路6位不同驾驶员累计达2.5万km的车辆运行数据,分析了描述驾驶员驾驶行为的车辆相对正加速度、加速踏板行程分布和换挡切换速度分布3个因素对行车油耗的影响。再采用因子分析法将3种影响因素归纳成一个综合评价因子。结果表明,该综合评价因子与行车油耗的相关系数达到0.9,可作为驾驶员驾车油耗的有效评价指标。     

一种新型智能监控系统在车辆管理中的应用

车辆行驶安全一直是人们密切关注的问题。生产厂商通过不断提高车辆安全性能以减少因车辆本身故障所引发的事故；交通管理部门通过制定一系列规章制度来制约驾驶员的驾驶行为，加强车辆交通管制，减少车辆行车事故。这些措施在一定程度上抑制了交通事故的发生。但驾驶员因违反交通规则，尤其是酒后驾驶、疲劳驾驶、超速驾驶而酿成重大交通事故的现象仍屡见不鲜，给国家和人民生命财产造成重大损失。     

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).      

不良天气下驾驶行为研究综述

不良天气会对城市交通的运行和安全造成较大影响.事实上,不良天气条件下驾驶员驾驶行为的变化是造成交通拥堵和事故发生的根本原因.针对不良天气下的驾驶行为进行综述,对研究不良天气条件下的交通拥堵及事故具有积极意义.面向国内外不良天气条件下驾驶行为研究的进展,从雨、雪、雾3种常见的不良天气出发,对不良天气条件下环境变化及其对驾驶行为的影响进行分析,并对不良天气条件下驾驶行为的研究方向进行探讨.相关研究发现,不同等级的雨、雪、雾天气下驾驶员选择的车速、车头时距等驾驶行为参数以及反应时间、车辆启动延迟均存在较大差异.      

城市快速路中央分隔带线性空间布局形式的视觉刺激对驾驶行为的影响

为探究城市快速路中央分隔带线性空间布局形式的视觉刺激对驾驶行为的影响，通过图像语义分割技术量化景观构成要素，并用SILAB软件平台构建虚拟仿真场景，开展模拟驾驶试验。测试路段限速值分别为50 km·h^-1和70 km·h^-1。试验获取了41名被试对中央分隔带布局形式视觉刺激的眼动和车辆运行指标以及驾驶疲劳的主观评价，以分析不同中央分隔带布局形式视觉刺激下各特征参数的变化规律。采用注视点信息熵作为布局形式视觉刺激度的量化指标，并使用ROC曲线方法为表征不同中央分隔带布局形式视觉刺激的驾驶行为指标确立了舒适性阈值，根据不同中央分隔带布局形式下的驾驶行为指标及阈值，建立了舒适性综合判别模型。研究结果表明：单次扫视时长、注视次数、车道横向偏移距离受布局形式视觉刺激的影响较大；与车速50 km·h^-1相比，当车速为70 km·h^-1时，扫视频率低，单次扫视时长短，注视次数少，平均眨眼持续时间长；注视点信息熵与视觉刺激度相关；由车辆运行特征分析可知，排列式的中央分隔带布局形式由于景观单调、视觉刺激过低会导致驾驶人出现反应迟缓、疲劳，影响行车安全；规则式布局形式视觉刺激过高，环境的复杂性、新奇性、意外性等特征过于显著，会导致驾驶人难以集中注意力，从而威胁行车安全；而自然式的布局形式不仅能够改善城市快速路景观环境的单调性，还能够提供适宜的视觉刺激。研究成果能够改善中央分隔带布局形式及提高驾驶安全性提供一定的理论依据。     

莫让“小节”成“大患”——关注驾驶员不良驾驶习惯

驾驶习惯是指机动车驾驶人在长期的驾驶活动中逐渐养成,并不容易一时改变的驾驶行为或驾驶倾向。良好的驾驶习惯不仅是安全行车的重要因素,还会给车辆的油耗、使用寿命等方面带来较大影响。     

一种基于车辆状态及用车场景的自适应行车影像监测系统

传统的行车影像监测系统都是用于倒车和低速行驶场景下,局限性较强。鉴于此,针对在复杂用车场景和环境下,驾驶员对于车辆周边环境的监测需求的差异,设计了一种自适应系统。通过对车辆状态、使用场景以及在线导航信息的综合分析,协同多丝杠联动系统,以实现车辆摄像头的位置调整,车内信息显示系统所呈现的车辆周边影像也会同步调整。结果表明,基于车辆运行信息、驾驶场景信息以及在线网络导航信息的车辆周边影像自适应监测系统,极大地改善了驾驶员对于周边环境的距离判断与使用感知。