面向车路协同关键通信技术的研究

车路协同系统的应用已是新一代智能交通系统的发展方向,是缓解交通拥堵、减少交通事故的重要手段。本文研究了车路协同通信技术的特点,分析并对比了DSRC、LTE-V2X两种主要面向车路协同关键通信技术,并介绍了在车路协同应用领域极具潜力的5G技术。最后对各种通信方式在不同场景下的通信性能进行实际测试和分析,对智慧公路车路协同系统的发展起到了重大作用。     

汽车防追尾外置安全气囊预警系统设计与仿真

高速公路发生追尾时对汽车破坏性巨大且人员伤亡率极高,为减少追尾事故带来的伤害设计了一套汽车防追尾外置安全气囊预警系统。该系统通过数学模型来对危险进行判定分析,采取安全距离预警、外置安全气囊点爆和安全带分级预紧三种措施,最大限度地卸去碰撞时的冲击力。实现碰撞前预警,碰撞前提前约束人体,点爆气囊,在发生追尾事故时为乘员提供最全面的保护。通过建立CarSim与Simulink的联合模型验证了系统的可行性。     

车路协同 V2X仿真验证系统设计

为验证车路协同技术的有效性和安全性,基于车联网(V2X)测试需求,提出了一种车路协 同仿真验证系统的设计方案。使用 Prescan软件搭建了仿真场景,以用户数据报协议(UDP)形式将 仿真数据发送至 V2X 协议栈,通过 LTE-V 信道仿真设备仪表和被测器件(DUT),并经由直连通信 接口(PC5)进行通信。采用全球卫星导航系统(GNSS)模拟器,将模拟测试车辆的位置和时间等信息 与协议栈及 DUT 进行同步交互,DUT 接收到测试场景及位置的数据后,触发车路协同相关预警功 能。该方案可真实模拟 V2X环境,实现了 V2X应用场景的测试验证,能够有效推动车路协同系统的 开发和算法验证,促进 V2X技术的快速发展。     

无人驾驶汽车十字路口多车协作控制研究*

针对无交通灯控制的十字交叉路口的无人驾驶汽车主动避让控制问题,基于专用短程通信技术(DSRC),利用多车协作控制算法和矩形检测法建立了基于碰撞时间(TTC)的两车冲突判断模型,预估当前行驶状态下将会发生碰撞的区域。同时从时间和空间两方面设计了消解算法,根据消解算法调整当前行驶状态以避免车辆发生碰撞。采用PanoSim与MATLAB/Simulink联合仿真,结合模糊PID控制无人驾驶车辆的驱动、制动与转向系统,对所搭建的模型准确度进行验证。试验结果表明,算法能很好地控制无人驾驶车辆在十字路口避免与其他车辆的碰撞。     

基于线形与交通状态的山区高速公路追尾事故预测

为了进行山区高速公路追尾事故预测并识别追尾事故突出诱导因素,在对两车追尾事故进行类别划分并确定出典型两车追尾事故的基础上,分析了典型两车追尾事故的事故率与线形指标、车速差、大型车混入率、交通量等单一因素间的相关关系。鉴于单一因素与追尾事故率间的关系不能准确描述追尾事故发生规律的缺陷,建立了线形与交通状态组合条件下的追尾事故次数负二项分布预测模型,并给出了模型变量弹性系数计算方法,用以确定追尾事故的突出诱导因素。研究结果表明：基于线形与交通状态的追尾事故负二项分布预测模型能够对追尾事故进行准确预测,利用弹性系数计算方法确定出车速差、年平均日交通量（AADT）以及竖曲线半径为典型两车追尾事故的突出诱导因素。     

基于OpenCV的AEB系统车辆检测和预警研究

为降低汽车换道时碰撞事故发生概率,提出基于OpenO_4CV的AEB系统车辆检测和预警算法。首先利用Haar-like+Adaboost实现前方车辆的识别与检测,并结合粒子滤波原理建立车辆跟踪模型。然后基于单目视觉模型对前方车辆距离进行测量,根据障碍物与车辆的安全距离估测碰撞时间。最后,基于AEB系统进行车辆防撞预警测试,测试仿真结果表明,在不干扰驾驶员正常驾驶的前提下,即碰时间的TTC算法性能最佳,有效提升了前方车辆检测预警精确率。     

确保恰当车距防止追尾事故

追尾事故通常发生在两车之间,但也会引起多车之间的连续碰撞.在高速公路上一旦发生追尾事故,通常是恶性的多车连环相撞,所造成的人身与经济损失都极为惨重.     

高速公路汽车追尾仿真

高速公路汽车追尾是当今高速公路交通事故的主要形式之一。文中以汽车安全车距模型为基础,应用VB软件开发了高速公路追尾可视化仿真系统;根据高速公路两车的运行状态、路面情况、天气情况等影响汽车追尾的因素,系统模拟两车在高速公路上跟车行驶和可能发生追尾的各种情况,然后进行仿真实验,对高速公路临界安全车距和追尾概率进行统计分析。     

基于碰撞时间的侧向冲突指标计算模型研究

针对侧向碰撞发生比例较高且部分路段积累的事故数据难于满足统计分析要求的现状,探讨了基于交通冲突技术来替代事故数据的交通安全分析方法。从速度较快且侧向冲突形态单一高速公路基本路段入手,开展侧向冲突的相关研究。通过分析交通冲突与交通事故之间的关系及交通冲突的分类方式提出了侧向交通冲突的定义,在比较了常用的追尾冲突指标计算模型后,以碰撞时间（TTC）模型为雏形开展侧向冲突指标计算模型的研究。最后,通过分析侧向冲突的特点,建立了二维空间的侧向冲突计算模型并给出了严重冲突的界定标准。     

车联网关键指标对车辆安全影响仿真测试方法

提出了一种用于分析车联网关键指标对车辆安全影响的仿真测试方法。首先,基于微观交通流仿真软件设计了危险跟驰、换道等基础仿真场景;然后,分析了基于高斯分布的定位误差模型和单跳通信延误模型,并建立了定位误差、通信延误和渗透率在仿真过程中的执行策略;接着,基于车辆最小安全距离跟驰模型和车辆非线性分段制动模型分别提出了车辆危险跟驰预警和危险换道预警方法;最后,通过建立基于HLA(high level architecture)的车联网仿真平台对不同定位误差、通信延误和渗透率对车辆安全的影响进行了仿真测试。结果表明,在危险跟驰场景中,在注入了基于高斯分布的定位误差后,预警成功率为88%,预警成功率随着预警策略中减速度的减小而增大;在危险换道场景中,在注入了单跳通信延误后,预警成功率达100%;成功预警数随着OD(origin destination)取值和渗透率的增大而增大,并且受渗透率影响更加明显。     

基于车车通信的车辆并行协同自动换道控制

为研究多车协同自动换道,分析了三车道八车场景中两车协同行为,对两车并行协同行为进行界定,提出了两车并行协同自动换道控制策略。针对三车道八车场景,以车车通信为条件,实时获取周围车辆的运动状态变化和换道意图,根据周围车辆的运动状态,设计了两车协同换道轨迹模型,规划换道车辆的参考协同换道轨迹。在此基础上,提出了并行协同自动换道安全距离模型,以形成换道车辆与周围车辆的换道轨迹约束,保证生成安全可靠的协同换道轨迹。最终根据规划的安全参考轨迹,采用模型预测控制算法,实时优化换道车辆的速度和前轮转角,实现轨迹纵横向跟踪。仿真结果表明,所提出的并行协同控制策略能够实现两车安全协同自动换道,同时提高换道效率。     

追尾碰撞主动头枕的控制策略研究

追尾碰撞事故导致挥鞭伤,造成了很大的社会经济支出。根据生物力学的研究成果,在追尾碰撞发生时,减小头枕与头部的水平距离可以降低挥鞭伤的程度。为了弥补传统纯机械主动头枕响应滞后的不足,采用机电结合的方法,根据自主巡航系统提供的信息,提前判断并启动头枕,从而保护乘员。分析了追尾碰撞中颈部的保护策略,研究了追尾防撞和预警算法,根据基于安全间距的追尾防撞模型和安全度评定算法编写了可视化的判断算例。算例具有如下功能:根据输入的跟车信息判断安全度;追尾碰撞NIC值的估算;碰撞后两车的运动追踪。     

基于DSRC的车辆防追尾预警算法CSCD

为弥补传统防追尾预警算法在兼顾虚警率与及时性方面的不足,提出一种新的基于前方车辆的防追尾预警算法。利用专用短程通信技术(DSRC)实现车车之间的信息交互;通过安全车距预警模型计算临界安全车距,自车车载单元(OBU)利用自适应广播算法将安全情况信息发送给前车OBU;通过运用移动节点轨迹的生成工具(Vanet Mobi Sim)和面向对象的网络仿真器-2(NS2)进行联合仿真分析,以及主动安全系统开发工具Pre Scan与Matlab/Simulink进行联合仿真分析。结果表明:自适应广播算法的可行性和有效性得到验证;预警算法较好地解决了传统预警算法在虚警率和报警及时性方面的矛盾,这对发展与完善汽车防追尾预警系统具有重要意义。     

车辆防追尾碰撞安全系统

高速公路的事故类型中追尾碰撞占了很大的比例,因而开发车辆防追尾碰撞安全系统是非常必要的。文章分析了影响行车安全的各种因素,建立了安全车距数学模型,利用现代技术,构造了一种车辆防追尾碰撞安全系统。指出此安全系统能减少由于驾驶员分心和疲劳等原因导致的交通事故,最大限度地提高车辆行驶的安全性。     

基于有限元仿真罐式危险货物运输车辆后防护装置碰撞特性

为了有效降低液体危险货物罐式车辆与大型车辆追尾碰撞事故的严重性,提出了在罐体尾部加装后部防护装置的设想.通过实车追尾碰撞试验和数值模拟仿真对比分析,在验证仿真模型有效性的基础上,进一步分析不同碰撞车辆质量、碰撞速度、碰撞角度、质心高度的工况下,罐车的动态响应特性和防护装置的防护性能.结果表明:数值仿真模型具有可行性;设...     

网联环境下无信控交叉口行车避碰预警方法

为缓解无信控交叉口碰撞问题,提出了一种车联网环境下的避碰预警方法。首先,构建了一种车辆网联环境下的典型无信控平面交叉口行车场景;然后,结合车辆运动学模型和驾驶员模型提出了一种基于安全距离的避碰预警方法;最后,通过仿真测试验证了方法的有效性,并分析了网联车辆渗透率对提出的预警方法的影响。测试结果表明:提出的预警方法可以有效降低无信控交叉口的碰撞风险;随着网联车辆渗透率提升,平均旅行时间、平均碰撞比例和平均碰撞相对动能不断减小,网联车辆渗透率达到60%时,可认为该方法是可靠的。     

基于TTC及DRAC的高速公路施工区追尾冲突研究

针对高速公路施工区的交通安全问题以及施工区普遍存在的持续时间较短、积累的事故数据难于满足统计分析要求的现实情况,探讨了基于交通冲突替代交通事故的交通安全分析方法.通过采集和分析处理高速公路半幅封闭施工区和单向超车道封闭施工区合流段和施工区段的车型、车速、车头时距等基于车辆个体的交通参数数据,提出了基于避免碰撞时间(TTC)的追尾冲突数计算方法和基于避免碰撞减速度(DRAC)的追尾风险度计算方法.应用上述方法评价了典型施工区合流段和施工区段的追尾冲突状况.研究结果表明,2种事故数据替代方法均可从不同侧面量化描述追尾冲突的发生状态.      

基于碰撞相容性因素的车辆追尾事故深入数据分析

为详细了解北京市追尾事故车辆的分类对比情况,基于车辆碰撞相容性因素构建了追尾事故的深入数据分析模型,包括追尾事故车辆的基本类型、结构形式及几何特征对比、车辆碰撞损坏特点、车内乘员伤害情况及其相关性等方面内容。利用真实交通事故案例对车辆碰撞相容性相关因素进行统计分析,为车辆追尾事故的预防与伤害减轻等项研究提供参考,指出今后研究的侧重点。     

能让你受益终生的防追尾经验

据统计．有50％车辆事故是追尾造成的。尤其是城市交通事故，大多数是两车追尾，有些是连环追尾：如果在高速公路上发生追尾或连环追尾．一般是重大交通事故．会造成人员伤亡和重大财产损失。因此．如何预防追尾，包括不追别人的尾和让别人也不追你的尾．就变得尤为重要。基于此．笔者请教了几位具有30年驾龄的老驾驶员，他们告诉我一些切身的体会和很重要的经验．记录整理几条与大家分享。     

快速路车路协同场景交通流运行效率仿真评价

为研究车路协同系统在不同车间信息交互水平下对快速路交通流的影响,采集并提取北京市四方桥快速路段早高峰交通流轨迹,同时分析车路协同场景下快速路车辆运行特征,实现对常规驾驶场景和信息交互场景的车辆行驶模型标定。选取期望速度行驶车辆占比、横向车距收缩比、纵向车距收缩比、通行能力拓展比对车辆运行效率进行评价,提出车辆横向偏移距离缩小比用以评价车辆空间占用状况;搭建仿真模型并进行仿真试验,分析不同信息交互水平对交通的影响程度。结果显示,车辆运行效率随信息交互水平的提升而提升,其中通行能力的提升幅度最为显著,车路协同场景下信息交互水平从4级提高到1级,道路通行能力较常规驾驶场景分别拓展了19.42%,28.06%,46.48%,74.62%,仿真时段内其余指标值提升幅度较小。车间信息交互场景下车辆行驶的横向偏移幅度缩小,且在高水平信息交互下缩小比例达到17.33%,表明相同车道宽度下车辆行驶的横向安全性提升。