基于视频检测的车辆变道轨迹识别方法研究

采用Hough变换检测车道线,然后采用背景减差法对运动目标进行检测;目标车辆的跟踪使用改进的形心跟踪算法和模板匹配算法,对运动车辆的轨迹进行提取,计算已有车辆轨迹与车道线的距离;结合高速公路三种常见变道情况,对车辆变道进行定义;通过车辆轨迹与车道线距离方差判断车辆轨迹是否发生违法变道。实验结果表明,该算法能有效地识别车辆变道轨迹,且算法简单可靠。     

基于元胞自动机的城市施工路段车辆变道行为研究

为了研究城市施工路段的车辆逐日变道行为,考虑施工路段车辆行驶特性,建立了微观元胞自动机模型;为了描述车辆逐日出行的变道位置改变,建立了宏观变道位置日变模型;结合微观模型与宏观模型进行数值模拟,分析了演化天数、每日仿真时间、车辆密度和可接受度等对两车道平均车速大小及波动、各位置变道概率、车辆时空演变及交通流相变等交通特征的影响。结果表明:随着车辆密度的增加,两车道的平均车速均降低,通行车道车速振荡幅度增加,车速变化频率加快;车辆变道位置随着演化天数而向前转移且趋于稳定;车辆密度提高时,通行车道交通流由自由相转化为堵塞相的现象增加;各位置变道概率对可接受度在(1,2)间变化时不敏感。     

无人驾驶智能车完成首次智能驾驶测试

由多方合作研制的“猛狮3号”无人驾驶智能车在车流滚滚的京津城际高速公路上,完成了国家自然基金委等第三方参与的首次智能驾驶试验。试验全程由计算机系统控制车辆自主驾驶,无人工干预。根据测试要求,无人驾驶智能车行驶的车道类型包括四车道、、三车道、二车道、匝道,主要的测试科目为循线行驶、跟车行驶、自主换道、邻道超车、自主超车、人工指令行驶6个部分。为确保安全,车上装有应急控制装置,紧急情况下可立即切换到人工强制干预模式,避免对本车成员及其他车辆造成危险。     

基于NGSIM轨迹数据的车辆行驶速度特性分析

行驶速度是驾驶人状态、车辆性能、道路环境及外部环境等因素共同作用的结果,也是上述复杂因素的外在表现,因此,对行驶速度进行微观特性分析具有重要意义。以NGSIM轨迹数据为研究对象,研究汽车在不同车道、位置、车头间距情况下的速度特性变化,并利用多项式曲线对不同情况下的速度曲线进行拟合。结果表明:随着车头间距的增大,平均车速增加趋势变缓;车头间距较小时,最内侧车道的车辆行驶速度最低,平均车速随车头间距的增加而增加;出入口对主路上车辆的行驶速度有一定影响;多项式曲线对自由流状态下的车辆行驶速度有较好的拟合效果。     

环形线圈实现电子警察对逆行闯红灯车辆的抓拍

电子警察执法在道路交叉口的应用越来越普及.然而由于常规的电子警察不能抓拍逆行车道的车辆,在路口红灯的时候,部分驾驶员根据长期驾驶经验,从逆行车道通过道路交叉口,逃避电子警察的抓拍,对正常行驶的车辆和行人都造成很大的危害.为了更好地保证道路安全畅通,减少道路交通事故的发生,研究在交叉口逆行车道设置方向性车辆检测器,对逆行车辆进行检测、拍照并处罚.     

基于动态概率网格和贝叶斯决策网络的车辆变道辅助驾驶决策方法

提出了一种车辆变道辅助决策方法, 向驾驶人提供变道行为决策; 构建了由车载GPS、相机传感器和雷达组成的行车环境信息传感装置, 利用非采样B样条曲线模型对车道线建模, 通过控制点位置求解与搜索策略实现车道线的检测、跟踪与类型识别; 根据车道线信息确立有效行车区域, 并建立了一种动态概率网格的行车环境几何模型, 对有效行车区域进行紧凑型表征; 考虑了车辆对行车环境表征结果可靠性的影响, 根据高斯分布将车辆位置信息映射到动态概率网格中, 计算了每个行车单元的占用概率; 将车道线信息与网格单元占用概率作为初始节点状态参数, 输入贝叶斯决策网络, 估计概率网格单元的占用状态, 量化输出当前行车环境表征结果以及不变道、向左变道、向右变道3种变道决策的期望效用值, 通过计算各决策的期望效用值比率确定最优变道决策。试验结果表明: 在场景1中“向左变道”决策的期望效用值最大, 为0.70, 视为最优决策, 在其动态概率网格中, 右侧车道线“实线”状态参数为100.00%, 因此, “向右变道”决策效用期望值最小, 决策系统输出的最优决策“不变道”符合中国交通法规, 也表明检测车道线类型的必要性; 场景2的“不变道”和“向右变道”决策期望效用值分别为0.43和0.44, 比率接近1, 无法判断最优决策, 驾驶人可根据经验决定是否变道。      

智能网联环境下多车道异质交通流建模与仿真

为探究智能网联自动驾驶车辆(Connected and Autonomous Vehicle, CAV)与人工驾驶车辆 (Human Driving Vehicle, HDV)混合行驶的多车道异质交通流运行特征,本文剖析了异质交通流中不同类型车辆的跟驰模式,提出不同类型车辆双车道及多车道换道模型,进而构建了多车道异质交通流仿真模型,并分析了不同CAV混入率下的道路通行能力及换道行为特征。研究结果表明,随着CAV渗透率的提高,单车道通行能力由1678 pcu·h-1提升至4200 pcu·h-1,交通流临界密 度由25 pcu·km-1增长至35 pcu·km-1 ,同一渗透率下不同车道数的道路通行能力及临界密度值呈现显著差异性。异质交通流换道行为呈现三阶段特征：在低密度下,不同类型车辆均可自由行驶及换道;密度在20~100 pcu·km-1 时,车辆换道频率呈“上凸”状,CAV渗透率越高,HDV凸形峰值越大,而CAV峰值较低;在高密度下,受可换道空间的约束,不同类型车辆均无法完成换道。此外,进一步讨论了不同CAV渗透率及密度条件下的异质交通流仿真效益,包括交通量提升及秩序改善特征等。研究成果有助于理解智能网联环境下多车道异质交通流运行状况,为未来异质交通流管理提供理论参考。     

基于换道轨迹规划模型的车道级行程时间估计方法研究

在车联网环境下,为满足精细化的车辆诱导需求,提出基于换道轨迹规划模型的车道级行程时间估计方法.建立路网基础道路拓扑模型,对所构建的路网模型进行Link划分,并利用改进的5次多项式模型对车辆行驶轨迹进行描述,构建车辆在不同路段Link间行驶的换道轨迹规划模型;整合车辆在路段各个Link单元的行车轨迹与行程时间,实现车道级...     

无信号T型交叉口左转车辆转向灯对交通流影响研究

为研究无信号T型交叉口左转车辆转向灯对道路交通流的影响,建立无信号T型交叉口处路段元胞自动机模型,在开放边界条件下研究左转车辆转向灯开启位置距交叉口的距离对交叉口处交通流影响.研究表明:左转车辆转向灯开启位置距交叉口的距离与交叉口处路段平均行驶速度、车流密度关系密切.左转车辆在通过无信号T型交叉口之前,提前开启转向灯为后方车辆提供变道信息,有利于提高交叉口处的车流通行效率,但过早开启转向灯会造成道路资源浪费,同时降低相邻车道的车流通行效率,会对相邻车道车辆的正常行驶产生较大影响.     

双车道公路平曲线处车辆侧向位置预测方法研究

双车道公路平曲线处车辆冲出车道或驶入对向车道是引发交通事故的主要诱因之一,为寻求车辆在公路平曲线处行驶时的侧向位置预判方法,研究基于驾驶模拟实验,设计了不同半径和转向的双车道公路平曲线,获取了车辆在弯道中点处侧向位置和进入弯道前速度。以车辆入弯前速度和弯道半径及转向为自变量,构建了车辆在弯道中点处侧向位置的线性回归预测模型,平均预测精度达94.32%。研究为提前感知车辆在弯道处的安全风险提供了途径,有助于预防和减少弯道处车辆冲出车道或驶向对向车道而引发的交通事故。     

公交专用进口道对信号控制交叉口通行能力的影响

为了对公交专用进口道设置前后交叉口运行效率做出评价,定量分析其对公交车辆运行的改善效果及对社会车辆的影响,通过分析各种实测饱和车头时距,提出考虑公共汽车形成车队行驶影响的交叉口进口道通行能力大车修正。进一步提出有、无公交专用进口道情况下的社会车辆、公交车辆和车道组的通行能力计算模型,并通过了仿真验证。模型分析表明,公共汽车形成车队行驶会对通行能力产生正面影响,设置公交专用进口道对社会车辆的影响没有预期的严重,当公共汽车在一定比例的情况下可能同时提高公共汽车和社会车辆的通行能力。最后通过实际交叉口案例分析,对结果进行了验证。     

基于车辆碰撞约束的换车道安全分析

车辆的行驶行为可分为自由行驶、跟车行驶和换车道行驶等三种不同行为。换车道行驶过程中,车辆容易发生侧刮、对向相撞、追尾等交通事故。根据车辆运动规律,提出了换车道过程中三个避免碰撞约束条件,选择运行速度和加速度为安全评价指标,通过二阶加法评价方法计算危险系数,确定了不同换车道危险系数的安全等级,并以某山区高速公路为例,阐述了换车道安全评价的分析与应用。     

基于元胞自动机的高速公路瓶颈交通演化仿真

为分析高速公路中道路瓶颈造成的堵塞现象,本文改进KKW (Kerner-Klenov-Wolf) 模型, 建立跟驰规则;综合考虑车间距和车速对车辆换道的影响,建立自由换道和强制性换道规则;并对高速公路中不同车流量条件下,道路瓶颈上游的堵塞区域分布、换道行为特征和车道上交通参数的变化情况进行仿真研究。结果表明：在给定的交通量条件下,汇流车道的拥堵区域长度处于动态平衡状态,不会随时间而变化,且道路瓶颈前的汇流行为会导致目标车道上严重的速度下降,汇流车道和目标车道上车辆速度变化趋同;从换道集群特征来看,道路瓶颈前因高交通流量形成的低速汇流车辆倾向于以小集团的方式统一进行换道,造成目标车道上剧烈的交通震荡;瓶颈消失后,交通恢复时间随进口交通流量的上升而线性增长。     

基于随机效用理论的城市道路车辆自由换道行为研究

为深入分析城市道路驾驶员换道行为的影响因素,基于大连市西南路路段的车辆运行轨迹 数据,引入随机效用理论,建立了城市道路车辆自由换道模型,并对模型进行了标定和验证,且 应用弹性理论定量分析了换道概率对不同因素的敏感度。结果表明,所建模型可以较好地预测车 辆的自由换道行为;驾驶员换道决策对本车与当前车道前方车辆之间的车头间距最为敏感;相对 于当前车道前方空隙的刺激,相邻车道驾驶环境的诱惑对驾驶员换道决策的影响较小,说明在前 方无不利刺激（狭小的驾驶空间或加速空间） 的情况下,驾驶员在行驶过程中倾向于保持在当前 车道。该研究结果可进一步应用于城市道路换道行为的微观仿真研究中,以提高其仿真精度。     

基于分子动力学的车辆换道交互行为特性及其模型

传统换道模型中,把前后临界空隙作为参数固定数值,忽视了车辆和车道间的动态交互作用等因素.从分子动力学角度,系统考虑跟驰需求安全特性,从动态的需求安全距离角度研究车辆在“跟驰-换道-跟驰”过程中的行驶状态转换.确保在换道完成时,换道车辆和目标车道后车能以需求安全距离进行跟车行驶,建立了模拟分子动力学的期望安全间距模型,并对模型进行了仿真分析.结果表明,分子动力学特性模型可以把跟驰行为和换道行为很好地结合起来.研究成果为分析车辆运行交互特性,车辆可变限速技术,自适应巡航控制技术等提供理论依据和技术支撑.     

双车道交通流随机动力学模型与数值模拟

在Payne提出交通流动力学模型的基础上,将车辆受前车加速的刺激而取得的加速过程分为两种类型:①通过优化加速;②相对加速.通过对双车道车辆运行加速过程的分析,提出将优化加速分为跟驰优化和通过变道或者受变道影响而优化两种情形,从而建立双车道的双方程随机优化模型,并得到其理论解.既克服了倒退现象又描述了车辆变道的情况.用实际测量数据对优化模型进行数值拟合.分析结果表明,经由实测数据标定得到的优化模型拟合效果较好.     

车辆离散特性研究及仿真

针对目前有关分车道行驶的方案,对不同车辆行驶速度特征进行的研究,以及对不分车道行驶和分车道行驶两种情况下的车辆运行状况进行的有效仿真,可为当前公交优先通行提供较好的理论基础.     

基于分子动力学的车辆换道交互行为特性及其模型

传统换道模型中,把前后临界空隙作为参数固定数值,忽视了车辆和车道间的动态交互作用等因素.从分子动力学角度,系统考虑跟驰需求安全特性,从动态的需求安全距离角度研究车辆在“跟驰—换道—跟驰”过程中的行驶状态转换.确保在换道完成时,换道车辆和目标车道后车能以需求安全距离进行跟车行驶,建立了模拟分子动力学的期望安全间距模型,并对模型进行了仿真分析.结果表明,分子动力学特性模型可以把跟驰行为和换道行为很好地结合起来.研究成果为分析车辆运行交互特性,车辆可变限速技术,自适应巡航控制技术等提供理论依据和技术支撑.     

在香港感受便捷交通

2006年，笔者在香港学习生活了一个月。刚到香港时，用充满好奇和挑剔的眼光来观察香港的市容市貌。香港的道路虽然很窄，但是非常干净，找不到一片纸屑，也看不到黑广告。感到不解的是，车辆一直在一根车道行驶，除非碰到特殊情况。很多时候，即使隔壁的车道上没有车子时也是如此。路上随处可见“Keep the lane”（请勿随意变道）的指示牌。     

三车道中公交车密度对交通流的影响研究

通过建立三车道上的交通流元胞自动机模型来仿真三车道中公交车对交通流的影响.在模型中引入了小汽车和公交车的行驶特性.对两种车辆的换道规则考虑了司机的驾驶心理,合理控制车辆换道的概率.通过数值模拟得到了分别随小汽车和公交车密度的增大时,公交车和小汽车流量的变化规律.说明只要合理控制小汽车密度,公交车对交通流量的影响是有限的.但是当小汽车的密度较大时,公交车密度的增大会严重影响道路的交通流量.