基于场景的自动驾驶汽车虚拟测试研究进展

随着自动驾驶等级的提高,面向传统汽车的测试工具与测试方法已不能满足自动驾驶汽车测试的需要。基于场景的虚拟测试方法在测试效率、测试成本等方面具有巨大的技术优势,是未来自动驾驶汽车测试验证的重要手段,已成为当前的研究热点。通过对大量相关文献的系统梳理,综述了基于场景的自动驾驶汽车虚拟测试研究进展。对比分析了自动驾驶测试场景的不同定义方式,明确了测试场景的内涵,归纳了测试场景的要素种类,概述了测试场景的数据来源,总结了场景数据的处理方法。在此基础上,对自动驾驶汽车虚拟测试方法进行了总结,分析了典型的测试方式、测试平台和虚拟测试的技术要点,梳理了软件在环、硬件在环和车辆在环测试方案及其关键技术。针对自动驾驶汽车测试效率问题,研究了基于场景的加速测试技术,概述了典型的测试场景随机生成方法和危险场景强化生成方法。最后,对基于场景的自动驾驶汽车虚拟测试所面临的问题及未来发展趋势进行了分析和展望。研究结果表明：基于场景的虚拟测试是推动自动驾驶技术发展和产业落地的必由之路,未来研究应着力突破基于解构与自动重构的测试场景数据库、人-车-环境系统一体化高置信度建模、自动驾驶汽车虚拟测试标准工具链、不同自动驾驶汽车渗透率下的混合交通模拟与测试、测试案例动态自适应随机生成机制等核心共性技术,建立自动驾驶汽车虚拟测试标准体系。     

安全切入场景下的驾驶人初始制动时刻分析

基于中国自然驾驶项目的China-FOT数据库,研究安全切入场景下的驾驶人制动响应,为研究自动驾驶功能在安全切入场景下的控制策略开发及测试评价提供参考。首先使用人工截取车载视频的方法初步筛选出266例安全切入场景工况,通过观看车载视频提取交通环境参数（包括光照条件、切入车辆切入方向、车辆类型、横向位置变化等）以及本车驾驶人制动响应等视频数据;通过自动截取CAN总线数据提取本车车速、加速度等车辆动力学参数;并使用MATLAB图像分析的方法估算两车相对速度、相对距离等图像处理结果。然后基于提取到的工况数据,分析驾驶人响应类型及分布,得出在前车安全切入场景下,本车驾驶人保持本车道行驶的响应行为占96.24%,保持本车道行驶且同时制动的响应比例为51.13%。因此,对前车安全切入时,本车驾驶人保持本车道行驶的同时采取制动响应的行为进行了更深入的研究,以提取的136例符合此响应行为的工况数据为基础,以THW（Time Headway）值作为表征参数分析驾驶人初始制动时刻特征。预设交通环境、切入车辆参数、本车参数中可能对THW值产生影响的因素,分析THW值在预设的影响因素下的分布情况,并使用皮尔逊相关性检验验证THW值与该因素的相关关系,最终确定切入车辆类型、两车相对车速及相对距离与THW值显著相关。最后使用以上显著影响因素的参数进行聚类分析,得到5种典型的安全切入场景下的制动工况。     

大客车对行人碰撞事故再现研究

利用数值模型仿真试验,研究再现大客车与行人碰撞事故的方法。并将该方法应用到一次真实交通事故中去,初步验证了该模型和方法的可行性。将行人抛距分析方法引入事故再现分析,并结合仿真结果,建立新的适合该类事故的行人抛距与车速关系模型。     

Accident investigations for active safety at CHALMERS - new demands require new methodologies

In order to develop efficient active safety systems, knowledge about what causes traffic accidents is required. One way to gather such knowledge is through traffic accident investigations. For the needs of active safety, most current accident investigation methodologies do not provide a sufficiently detailed or theoretically anchored analysis. Therefore, new studies need to be carried out using new theoretical frameworks and analysis methods. At CHALMERS, a new methodology called driving reliability and error analysis method has been developed and tried out during recent years. The methodology, as described and exemplified, shows good promise of meeting the needs of active safety accident investigation projects. Results from studies using the methodology also imply consequences for how benefit estimation of new active safety systems should be carried out.     

公路平面交叉口驾驶行为研究

面对目前公路平面交叉口交通事故严重的现状,为了公路平面交叉口交通事故致因分析和加深对交叉口驾驶行为的了解程度,探讨了公路平面交叉口驾驶行为理论,总结了目前道路交通系统交通事故原因及其导致事故所占比例,分析了交叉口交通系统,给出了影响交叉口驾驶行为的具体因素。在驾驶行为三阶段基础上,研究了交叉口驾驶行为模型,分析了交叉口驾驶行为特征和交叉口驾驶行为与交通事故发生的一般关系。并针对驾驶失误和不安全驾驶行为给出了防止措施,以减少交叉口交通事故。     

车路协同环境下交通业务服务系统设计与开发

为解决车路协同个性化服务和交通管理应用需求的冲突问题,对现有应用进行了总结,基于应用集成设计了车路协同环境下的交通业务服务系统。综合考虑国标、国内外研究组织提出的应用以及国内实际落地的应用,并分析了上述应用的发展方向,共整合总结得到14个依托实际交通场景的交通业务,作为系统目标。针对现有主体产品集中于路侧单元和车载单元两类核心设备的现状,运用结构化的系统分析和设计方法进行了功能模块和逻辑框架的设计,统一考虑了各类交通设施的实体特性和通信特性,设计了服务系统的物理架构和数据流内容,实现了对所提出的14项交通业务的兼容。开发了示范系统并实现了样例功能,系统表现出良好的适应性和可移植性。     

Modelling and simulation of transportation system effectiveness to reduce traffic congestion: a system dynamics framework

ABSTRACT

This paper is designed to evaluate and improve the effectiveness of transportation systems and reduce traffic congestion through the use of simulation models and scenario development. A system dynamics framework is used to test and evaluate the alternatives of future strategies for the city of Surabaya, Indonesia. Some factors affecting the effectiveness of transport systems include operational effectiveness and service effectiveness, as well as uncertainty. To improve the effectiveness of transportation systems, several strategies can be implemented, such as subsidizing public transportation, increasing the cost of private vehicle parking fees, raising taxes on private vehicles, and reducing delays in public transportation through scenario development. Scenario results show that, by pursuing these strategies, effectiveness could be improved by 80% as the impact of the increase in operational and service effectiveness, helping to mitigate traffic congestion. Congestion could be reduced to 70% (on average) due to the decrease in daily traffic.     

重庆桥梁交通安全状况调查与改善技术研究

频繁发生的客车坠桥事故造成了重大的人员伤亡和财产损失,提高桥梁运营安全水平工作十分迫切。文章在对重庆市桥梁交通安全状况调查的基础上,分析了桥梁路段在设计、管理、交通运行等方面存在的问题,提出从桥头视距、道路养护、警示设施设置、中央分隔带设置等方面进行综合整治的安全改善措施,为桥梁的安全设计与管理提供参考。     

水域交通危险度的模糊综合评判法

长期的事故统计数据，是交通环境、水域特征、航道特点、水文气象等各种因素的综合反映，而这些因素正是评判水域交通危险度的主要指标。而且，利用事故统计数据得到的评价结果也包含了操船者在这一水域的行为因素。为此，本文提出基于事故统计数据的水域交通危险度的多层次模糊综合评判法，并给出评判模型及评判实例。     

全自动运行系统风险分析技术研究

为了保证城市轨道交通全自动运行(fully automatic operation,FAO)系统整体运行的安全性,提出从FAO的整体系统层面进行安全风险分析的一种技术方法,可以全面识别FAO系统设计的风险。该方法首先运用对比IEC 62267标准差异分析的手段,确定初步危险清单,然后对4类情景要素进行危险情景融合,以便分析每个特定的具象化危害场景,并以此为基础通过半定量的SIL分配技术为各子系统分配定量的安全指标,以便量化其安全需求。考虑到FAO系统场景子系统间交互的复杂性,在分析中运用系统理论过程分析(systems-theoretic processes analysis,STPA)方法进行运营场景危害分析。本方法为FAO系统的各个核心子系统、设备、接口、运维人员、建设单位提出相应的功能安全需求、技术安全需求和运营安全需求。为后续不同工程项目开展FAO大系统层风险分析提供一定的参考价值。