高速公路养护维修作业区行车速度控制方法探讨

行车速度控制对提高高速公路养护维修作业的安全性起着巨大的作用。控制养护作业工作区车速的方法包括交通标志牌、旗手、交通警察(警车)、车道变窄、“颠簸”车道、视觉限速标线等。文章结合国内外在相关领域的大量研究,详细分析了各种速度控制方法,并对其中某些方法进行了综合和改进。     

高速公路养护维修作业区限速方法研究

限速是保障高速公路养护维修区交通安全的必要手段,但过低的限速值易造成作业区拥堵和较大的速度方差,反而不利于车辆安全通行.通过分析得到影响作业区通行能力的各种因素,根据作业区所能通过的最大小时交通量提出作业区通行能力的合理取值,以此为依据确定各种作业条件下不影响通行能力的限速值,并根据流量与速度的关系提出高速公路作业区的...     

高速公路作业区汇入提示标志设置研究

考虑驾驶员在作业区上游过渡车道上行驶的过程中,车辆可汇入相邻车道的临界间隙的变化情况,减少作业区警告区末端由于汇入产生的冲突,提出设置汇入提示标志。利用M3分布模型与间隙接受理论,通过微分方法得到次车道上车辆的汇入概率模型。利用该概率模型,得到了在不同交通流状态下的汇入提示标志设置距离,同时对影响汇入概率的交通流参数进行了分析。计算结果表明：当自由流比例及车速均相同时,设置距离随交通流量增大而增大;而当车速与交通流量均相同时,设置距离随自由流比例增大而减小;当自由流比例与交通流量均相同时,设置距离随车速增大而增大。因此应结合作业区的限速值进行汇入提示标志的设置。     

高速公路改扩建借道施工作业区中央分隔带开口长度研究

基于高速公路改扩建施工作业区借道通行时车辆的运行轨迹,分别建立了单车道转换、双车道转换和四车道转换条件下中央分隔带开口长度计算模型,结合高速公路的横断面组成和开口部的限制速度值,给出了不同施工工况下的中央分隔带开口长度计算建议值,为高速公路改扩建施工作业区借道通行中央分隔带开口的设置提供依据.研究成果将纳入《高速公路改...     

高速公路作业区限速标志下车速选择模型研究

为建立高速公路作业区限速标志下的车速选择模型,文中利用VISSIM仿真数据、实测数据分别对模型进行标定和验证,模型的相对误差小于5.0％.结果显示,驾驶人经过限速标志后车速降低,但限速效果与限速值的大小有关,限速值差别较小时限速效果好.因此,可以在作业区内每隔一段距离依次设置数值递减的限速标志,以提升限速效果.     

二级公路养护作业区限速控制研究

基于二级公路养护作业区交通安全特性,该文从限速值和限速过渡段两方面来研究养护作业区的限速控制.首先对养护作业区的交通延误进行理论分析,从而得到养护作业区的限速值与延误、交通量和限速区长度的公式,建立了基于延误的限速值计算模型,进一步研究限速过渡段的设置,采用Vissim软件对养护作业区5种限速情况进行仿真分析,提出采用运行速度标准差稳定系数Devs作为养护作业区交通安全评价指标,得到限速过渡段的设置条件为限速差临界值20 km/h,最后结合实例提出具体的限速控制方案.     

面向智能车的电子液压制动系统研究

面向智能车设计了一款并联式电子液压制动系统,并针对智能车在紧急制动时易失稳的问题,基于车辆制动时的载荷转移特性,提出一种制动力分配控制策略.根据车辆在制动时前、后轴载荷转移量调节前、后轴车轮制动力,并将此时前、后轴车轮制动力矩作为基准制动力矩,基于径向基神经网络和PID算法设计附加制动力矩控制器,以此调节各车轮的制动力...     

考虑系统复杂扰动的智能车模型预测路径跟踪控制

智能车路径跟踪控制面临系统模型简化、参数不确定、执行器与传感器信号延时及道路曲率变化等干扰,将产生系统扰动误差,导致跟踪精度降低。本文针对性提出一种考虑跟踪系统复杂扰动的模型预测控制方法（model predictive control,MPC）,首先以单轨车辆动力学模型为基础建立模型预测跟踪系统,并依据实时规划的路径和速度信息设计预瞄距离动态调整方法,获取最佳预瞄点,以改善智能车底盘执行器与传感器信号延时扰动问题;而后引入扩张状态观测器（extended state observer,ESO）实时估计因简化车辆模型对系统产生的未知扰动量并用于前馈补偿;同时,考虑道路参考曲率变化对系统产生的确定性稳态扰动,设计一种含曲率约束的前馈控制（feedforward control,FFC）方法用于消除该干扰;最终形成MPC控制器反馈输入、ESO抗干扰补偿输入及FFC前馈输入相叠加的转向角控制律。最后,以某品牌智能车平台在低速园区场景进行了实车测试对比分析,验证了本文所改进的融合扰动补偿的模型预测控制方法具备可行性和优越性。     

高速公路主线提前换道与入口匝道协同控制研究

为提高多车道高速公路合流区采用入口匝道控制的管控效果,针对多车道高速公路不同车道之间的交通特性,通过调整合流区路面标线施划方式,提出了多车道高速公路主线提前换道与入口匝道协同控制策略。利用主线提前分散换道诱导更多主线车辆选择内侧车道行驶,以降低主线上游驶入合流区选择外侧两车道的比例,而入口匝道控制根据主线外侧两车道流量动态调整匝道车辆汇入主线的时机和数量,以达到合流区整体运行效率最优,提升合流区通行能力。案例分析发现,在入口匝道流量为600 pcu/h时,若主线上游流量分别为3 600、4 800和5 400 pcu/h,诱导150 pcu/h主线车辆提前换道可以分别降低整体车均延误4.41%、7.57%和50.55%,诱导300 pcu/h主线车辆提前换道可以分别降低整体车均延误5.94%、10.39%和61.03%,验证了协同控制策略的有效性。     

基于多属性决策的无人驾驶自主变道决策技术研究

在无人驾驶领域,随着车辆上布置的传感器不断丰富,无人驾驶系统可以从周围环境获得更多的信息,从而为车辆的自主判断行为决策带来可能。然而即使是有经验的驾驶员在进行变道动作的时候也需要格外的小心,因此无人驾驶系统的变道行为分析需要做到足够准确和谨慎,才能保证安全性,这也正是目前为止还没有非常完善的无人驾驶变道决策系统的原因。本文提出一种基于多属性决策的无人驾驶自主变道决策技术,帮助无人驾驶车辆在道路行驶中进行更有效、更安全的自主变道决策。     

高速公路施工区交通特性分析

对高速公路施工区的控制区进行了划分,明确了施工区各控制区的主要功能及特征。施工区车辆运行特性表现为合流车辆会造成施工区交通流重分布、超车道车辆优先通行以及合流的强制性等。在大量交通调查的基础上,对施工区行车道、超车道、合流车道的车头时距分布,各控制区的地点车速的频率分布、空间分布．车道占有率以及车辆汇入特征进行了深入分析。     

基于BP神经网络的高速公路入口合流区域换道行为研究

为了应对高速公路入口合流区域并线事故频繁发生,在分析车辆并线行为影响因素的基础上,利用BP神经网络方法建立了车辆在该区域的决策模型,用来预测驾驶人的并线行为决策,保障车辆和驾驶人的安全.借助详细的车辆轨迹数据对模型进行了学习与测试,模型的测试结果表明:建立的BP神经网络模型用于预测驾驶人并线行为具有较高的准确度,并线车辆相对于目标车道前方车辆的相对速度是驾驶人并线时需要考虑的最重要因素.同时模型还可以进一步应用于交通仿真的研究以及驾驶人辅助系统的开发.     

基于模糊自适应PID的智能车辆路径跟踪控制

选取车辆当前位姿和参考位姿来构造车辆的动态位姿误差,建立车辆路径跟踪闭环控制系统的Simulink仿真模型,并设计了模糊自适应PID控制器,利用模糊推理的方法,对PID控制器的参数进行自动调整。利用常规PID和模糊自适应PID控制算法分别进行仿真实验。仿真结果表明,模糊自适应PID改善了控制器的动态性能且具有较好的自适应能力。     

城市快速路施工区通行能力研究

在实测数据的基础上,对快速路施工区交通运行特性进行了分析,研究了施工区交通组成、饱和流率、车头时距、运行速度等交通参数分布特性,得到了城市快速路施工区通行能力值介于1500veh/h/ln～1700veh/h/ln之间。应用计算机仿真技术,给出了双向8车道快速路单向不同车道关闭形式下的施工区通行能力值。最后分析了施工区的速度、流量和密度之间的关系,给出了拥挤排队状态下速度与流量之间的函数关系式。     

高速公路养护工程安全变道控制距离研究

为探究高速公路养护工程安全变道概率条件下车辆行驶的控制距离,对变道过程中车辆跟驰行驶安全约束条件进行分析,并运用概率论与交通流理论研究车辆变道概率组合特性,推导出安全变道控制距离与成功变道概率之间的关系。结合实例计算,对推导模型与规范中的建议值和计算值进行吻合性验证。     

高速公路施工区信号汇入控制研究

为减少高速公路施工区由于车道封闭而形成的局部瓶颈路段,使得行驶车辆安全平稳通过施工区,在国内外高速公路施工区汇入控制策略研究的基础上,结合交通流理论对信号汇入控制进行分析和优化,并利用交通仿真技术对比分析常规汇入控制和信号汇入控制效果,研究发现信号汇入控制可以显著提高施工区单位时间的交通通过量,降低每辆车的平均延误和平...     

基于BP神经网络的智能车辆换道决策模型研究

为了正确刻画智能网联环境下的车辆换道行为,提出基于BP神经网络的车辆换道决策模型.分析了交通流中车辆换道行为,以HighD自然驾驶数据集为数据来源,筛选出1 900组车辆换道和未换道信息作为模型的训练与验证,利用高斯滤波方法拟合目标车辆换道轨迹和横向位移轨迹,选择影响车辆换道决策的7个参数作为模型输入,建立BP神经网络...     

基于视觉及TLC概念的车辆跑偏检测方法研究

利用车载CCD摄像机获取道路图像,采用Sobel边缘检测技术获得含有道路边缘信息的图像,运用Hough直线检测原理检测出左右车道线.根据摄像机在车辆上的安装位置和俯仰角,建立图像坐标到世界坐标的变换关系,提取前轮外沿离最近车道线的距离;再应用国际通用的方法,根据车速估算出从当前时刻到前轮外沿触碰车道线的时间(TLC)并据此发出跑偏告警.以换道模拟跑偏驾驶的试验表明此方法可行、有效.     

面向车道变换的路径规划及模型预测轨迹跟踪

为解决智能车辆在车道变换过程中的路径规划和路径跟踪问题,首先,利用梯形加速度法设计了车道变换虚拟理想轨迹,该路径规划方法的适应性取决于车道变换时间、横向加速度及变化率等关键变量的约束条件,因而对各关键变量之间的数学关系进行了定量计算,并绘制了不同工况下的车道变换虚拟理想轨迹,用于分析各关键变量对路径规划的影响;其次,建立了线性离散的车辆动力学预测模型,综合分析了车辆模型的控制输入、状态变量以及道路结构参数等约束条件,构建了多约束模型预测控制（MMPC）系统用于车道变换路径跟踪,并基于Hildreth二次规划算法对其目标函数进行了求解,获得前轮转向角控制量,从而保证智能车辆在车道变换过程中的路径跟踪性能及操纵稳定性能;最后,利用MATLAB和Carsim软件对提出的多约束模型预测控制系统进行联合仿真,并构建单约束模型预测控制（SMPC）系统与其进行性能比较,分别对车道变换时间为3 s和6 s时的车道变换性能进行比较分析。结果表明：当车道变换时间为6 s时,2种控制系统都能较好地实现车道变换功能;当车道变换时间为3 s时,与SMPC控制系统相比较,MMPC控制系统能够在有效跟踪期望行驶路径的同时改善车辆的操纵稳定性,从而提高车辆在路径跟踪过程中的主动安全性能。