Safe Platooning in Automated Highway Systems Part I: Safety Regions Design

This paper addresses the problem of designing safe controllers for vehicle manuevering in Automated Highway Systems (AHS) in which traffic is organized into platoons of closely spaced vehicles. Conditions to achieve safe platooning under normal modes of operation are investigated. The notion of safety is related with the absence of collisions that exceed a given relative velocity threshold. State dependent safety regions for the platoons are designed in such a way that, whenever the state of a platoon is inside these safety regions, it is guaranteed that platoon maneuvering will be safe and follow the behavior prescribed by the finite state machines that control vehicles manuevers. It is shown that it is possible to design control laws that keep the state of the platoons inside these safety regions. The results obtained allow one to decouple the controllers for the regulation of the manuevers and the finite state machines that determine their proper sequence in AHS architectures. The overall complexity of the design and verification of the AHS as an hybrid system is therefore greatly reduced.     

Safe Platooning in Automated Highway Systems Part II: Velocity Tracking Controller

This paper presents the design of a velocity tracking controller for safe vehicle maneuvering in Automated Highway Systems (AHS) in which traffic is organized into platoons of closely spaced vehicles. The notion of safety is related to the absence of collisions that exceed a given relative velocity threshold. In a companion paper, state dependent safety regions for the platoons are designed in such a way that, whenever the state of a platoon is inside these safety regions, it is guaranteed that platoon maneuvering will be safe and follow the behavior prescribed by the finite state machines that control vehicles maneuvers. Velocity profiles inside these safety regions are derived for all the single lane maneuvers and a nonlinear velocity tracking controller is designed to track these profiles. This controller attempts to complete the maneuvers with comfort in minimum time, whenever safety is not compromised. The control schemes presented in this paper were implemented and tested using AHS simulation software.     

驾驶模拟在公路安全设计与运行中运用的研究

随着日益增长的交通需求,为了能够获得最高性能的公路交通系统,驾驶任务变得越来越复杂,公路设计和建设中考虑人的因素也变得更为重要.能否成功引进新的驾驶支持体系、动态的交通管理系统或者复杂的道路设计,主要依赖于人们是否能够以及有多大意愿去适应这种发展.为此需要了解人们在复杂的动态驾驶任务环境中将会做出怎样的反应.该文在简单地介绍完TNO驾驶模拟器设备后,又介绍了有关利用先进的人机互动驾驶模拟器研究人的驾驶行为来进行公路设计和建设.文中通过几个公路设计和交通运输行为研究的例子,说明了驾驶模拟器研究对安全有效地进行公路设计与运行运用具有特殊的价值.     

公路设计中应注意的安全问题

近 1 0年来 ,我国公路建设发展迅速 ,公路总里程增加了 3 5 % ,高速公路从无到有 ,到 2 0 0 0年底已达 1 6 0 0 0多 km,与此同时等外公路减少了 3 3 % ,这些数字说明我国公路的数量和标准均有很大提高。即公路等级由低级走向高级 ,运行速度由低速走向高速。但不可忽视的是 ,交通事故次数虽有减少 ,但死亡人数却逐年递增 ,也就是说恶性事故或重大事故较以前有所增加。这应该引起有关方面的重视 ,了解事故发生的因素 ,研究消除事故的措施。公路交通的安全问题是一个系统问题 ,他涉及到人、车、路及环境等方面。如很多交通事故是由于超速驾驶、…     

山区高速公路施工组织设计研究

从山区高速公路的特点入手，提出了山区高速公路施工组织设计的方法，重点讨论了常德至张家界高速公路第20合同段的施工组织设计。     

山区高速公路施工组织设计研究

从山区高速公路的特点入手,提出了山区高速公路施工组织设计的方法,重点讨论了常德至张家界高速公路第20合同段的施工组织设计.     

Lane assignment problem using a genetic algorithm in the Automated Highway Systems

This paper deals with the lane assignment problem in the Automated Highway Systems (AHS). The purpose of lane assignment strategies is to increase throughput on multi-lane highways with many entry and exit points, based on the itineraries of vehicles using the highway (point of entry, time of entry and exit point) and the effects of maneuvers. Using partitioned lane assignment strategies, the lane assignment problem is formulated as an optimization problem to find the proper positions of partitions. Then the optimal problem is solved using a Genetic Algorithm (GA). The proposed algorithm has been validated by comparing its solution with that of an all-cases algorithm for a simple case. Moreover, a traffic simulator with a realistic car-following model as well as lane change logic has been developed. The simulation results show the efficiency of the proposed genetic algorithm, compared with random assignment algorithms.     

公路设计阶段安全评价综述

在公路设计阶段,通过安全评价(审计)可以有效提高公路的安全水平,可以达到减少交通事故、提高交通效率的目的.综述了在公路设计阶段安全评价中基于运行车速的评价方法、基于车辆稳定性的评价方法、基于道路几何特征的评价方法和基于驾驶人指标的评价方法等4个主要研究方向,阐述了当前公路设计安全评价中的一些研究重点,并展望了今后的发展趋势.     

基于交通安全的公路景观设计

公路景观设计对公路行车安全起着十分重要的作用,创造一个舒适、优美、良好的交通景观环境可以增加视觉美感缓解驾驶疲劳,降低事故发生率,从而确保公路交通安全。在分析我国公路景观设计普遍存在问题的基础上,从中央分隔带、行道树、边坡等方面探讨景观设计在公路交通安全中的应用,通过分析得出景观设计与交通安全有密切关系,提出景观设计应...     

公路路侧安全设计理念与案例

为改善公路安全性能，降低车辆冲出路外的路侧事故，提高路侧安全设计水平，阐述了公路路侧设计理念．结合实施交通部公路安全保障工程的实际经验，总结了实施路侧安全整治措施时应遵循的一些理念与原则，并对部分案例进行了简要的剖析。     

公路路线设计安全性评价方法与标准

结合大量典型公路上现场观测试验数据统计结果和室内外试验的对比分析,通过实际工程项目的验证和适用性分析,针对高速和一级公路提出设计检验和安全性评价的必评指标和参考指标,形成项目评价的总体流程和方法;系统提出了适合中国公路交通特点、驾驶行为特征以及道路环境的公路安全性评价指标和对应安全性的评价标准。工程试设计结果表明:评价系统的建立对中国标准、规范中已经引入的运行速度检验和安全性评价概念(体系)进行了深化和细化,补充和完善了中国现行公路设计理论和方法。     

公路线形设计因素对交通安全的影响分析

从公路线形方面(直线、平曲线、竖曲线、线形组合等)、视距方面及线形组合与道路景观的协调性方面分析了公路线形设计因素对交通安全的影响,并提出了线形设计中应注意的一些问题,以使公路线形更适合驾驶员的视觉和心理要求,最大限度地保证交通安全。     

公路线形设计因素对交通安全的影响分析

安全是公路设计需考虑的首要因素,其中改进线形设计对于提高行车安全最为有效,优良的线形设计是保证行车安全的根本。公路设计一开始就应该重视线形的安全设计。从公路线形方面(直线、平曲线、竖曲线、线形组合等),视距方面及线形组合与道路景观的协调性方面分析了公路线形设计因素对交通安全的影响,并提出了线形设计中应注意的一些问题,以使公路线形更适合驾驶员的视觉和心理要求,最大限度的保证交通安全。     

高等级公路绿化设计中的安全问题分析

在高等级公路中,绿化工程越来越普及。但是由于我国公路绿化的研究起步比较晚,而公路绿化又牵涉到多种专业知识,所以目前的公路绿化还有一些问题,其中比较突出的就是安全问题。本结合笔参与的一些高等级公路的安全整治项目,从视觉影响、安全净空、路侧安全、天气影响等几个方面入手,分析总结了高等级公路绿化设计的安全问题,并提出了防治这些问题的措施。     

公路安全保障工程设计探要

为不断提高公路安全设计水平,从公路安全保障工程的实施路段入手,系统地总结了公路安全保障路段的方案和设施设计要点,为相关工作提供参考。     

接入管理技术在公路平面交叉口安全设计中的应用

公路接入管理技术作为一种先进的交通管理手段,能有效地改善公路平面交叉口的交通安全,增加交叉口通行能力和提高交叉口服务水平。概述了接入管理技术的概念和原则,以及应用在公路平面交叉口的典型接入管理技术,旨在能够提高公路平面交叉口的安全服务水平。     

美国道路安全设计模型介绍

在我国基础设施建设的力度不断加大、道路里程和等级普遍提高的发展形势下，有必要对道路交通安全开展广泛深入的研究，以改善道路安全状况。简述美国联邦公路局开展道路交通安全研究的历程之后，参考美国联邦公路局提出的道路安全评价思想，介绍了可以应用于方案设计阶段的交互式道路安全设计模型，对交互式道路安全设计模型的概念、结构、研究难点作了分析，最后对交互式道路安全设计模型的发展前景加以阐述。     

基于“宽容性设计理念”的交通事故多发路段改造设计

当前路线设计规范采用的设计方法是基于设计车速、"以力学要求为本"的,并不考虑人的心理、生理负荷和承受度,不是"以人为本"的设计方法。综合设计车速理论、"宽容性设计理念"和交通工效学的基本思想,提出修正后的"宽容性设计理念"的基本思想,即以满足车辆动力学需求为设计底线,以交通参与者在交通环境中的心理、生理等方面的"合理需要"为中心和校核指标,综合考虑交通参与者、交通工具、道路设施与交通环境之间的相互协调、耦合,以安全、舒适作为交通系统设计的基本目标。将"宽容性设计理念"的基本思想应用于广西某事故多发路段的改造设计,探讨了基于"宽容性设计理念"的道路设计方法。结果表明,该方法能很好地提高道路运营的安全性。     

旅游公路交通安全设施设计方法研究

从旅游公路的分类入手研究旅游公路交通安全设施的设计方法。通过对公路与旅游之间关系的分析,提出了旅游公路的基本分类,揭示了分类与具体旅游资源的相关性,建立了一种基于模糊模式识别的旅游公路分类方法。在此基础上,结合旅游交通的需求分析,总结出了各种类型旅游公路的交通安全设施的整体优化目标设计原则。对与交通安全设施设计相关的交通控制策略,提出了基于旅游公路分类的设计方法。此后讨论了旅游公路交通安全设施的具体形式设计。     

浅析美国公路安全设计模型(IHSDM)的应用

美国联邦公路管理局（FHWA）开发的交互式公路安全设计模型（IHSDM）自推出以来。以其先进的理念和可定量操作性在很多国家和地区得到了应用。在我国，已经对IHSDM有所关注，但并无验证性的使用结论。针对此现状，结合试例．对IHSDM的使用进行了详细的介绍，并将IHSDM的评价结果与经验性的安全预测相比较，得出了有益的结论；同时，也指出了IHSDM在我国实际应用中尚需改进的方面，旨在从路线线形设计的角度去提高公路的安全性。