基于车联网技术的车路协同系统设计

在全面分析系统功能的基础上,基于车联网技术提出了一种具有感知功能的车路协同系统的设计方案,对系统的物理框架和逻辑框架进行了设计,重点研究了各子系统的组成与功用,分析了系统的智能感知、车路协同通信和智能信息处理等关键技术.研究表明:该系统可以实时、准确地感知和采集车辆、道路环境以及全路网的交通运行状况等信息,有效实现车与...     

基于车路协同的车辆定位算法研究

为解决道路交叉口车辆由于定位信号缺失或者延迟引起的车辆定位偏差较大的问题,提出了基于车路协同的协同地图匹配算法（cooperative map-matching,CMM）. 首先利用扩展Kalman滤波（extended Kalman filter,EKF）融合GPS与车载航位推算系统（vehicular dead reckoning,DR）信息作为协同地图匹配的预先定位;然后基于短程通讯技术实现车辆信息的交换与共享,在电子地图的基础上,利用道路约束实现车辆进一步定位. 为了验证算法的有效性,搭建了模拟真实场景的仿真环境进行实验. 研究结果表明:采用EKF融合GPS/DR数据的交叉口车辆定位平均偏差为9.09 m,相比GPS 的14.31 m,定位偏差减小30.87%;采用CMM算法的交叉口车辆,当参与CMM车辆数为7时,平均位置偏差为4.5 m,参与CMM车辆数为10辆时,平均位置偏差为2.75 m,相比EKF定位偏差减小69.74%.      

基于车路协同的高速公路弯道危险预警系统设计

针对车辆在高速公路弯道处容易发生侧滑和侧翻等交通事故的情况,以道路本身为研究点,提出了一套基于车路协同的弯道安全度预警系统;详细阐述了预警系统组成模块、各模块功能以及数据参数选择和工作流程。     

基于车路协同多业务优先级的车载通信退避算法

为研究车路协同下不同优先级业务的通信,打破传统IEEE802.11 标准的CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)协议所采用的二进制指数退避策略（Binary Exponential Backoff, BEB）仅适用于传统业务如语音、视频等业务,而未考虑车路协同场景典型业务及其优先级的限制,提出一种面向车路协同的车载通信退避算法。首先,研究车路协同场景下的典型通信业务;然后,利用层次分析法建立了业务优先级层次结构模型,对车路协同下的业务进行了优先级的划定;最后,基于车路协同多业务优先级不同对传统BEB算法进行改进,提出一种面向车路协同的车载通信退避算法。通过仿真,验证了所提算法具有良好的适应性,可针对不同业务优先级,提供差异化的信息资源和业务传输保障,相对于传统的通信协议系统丢包率降低,系统吞吐量增加。     

车路协同环境下公交车辆车速引导方法

综合考虑公交车辆行驶-停靠站-通过交叉口整个过程,基于行驶过程的信号灯状态,以交叉口公交车辆停车时间最小化为目标,构建基于车路协同环境的公交车辆车速引导方法策略及模型。将车速引导计算模型分为进站前阶段-进站前引导模型、靠站阶段-驻站控制判断模型、出站后阶段-出站后引导模型。基于VISSIM软件及其COM二次开发接口进行仿真实验。研究结果表明,本车速引导模型可有效降低公交车辆在交叉口的车均停车次数、停车延误,提高驾驶平稳安全性。     

基于车路协同的重型车辆侧翻预警系统设计

通过重型车辆弯道行驶稳定性进行研究,构建基于车路协同的侧翻预警方案,以汽车不发生侧翻为指标给出弯道临界车速计算方法,设计一种基于STC89C52单片机的侧翻预警系统来实时对将要发生的侧翻进行预报,满足实时性和准确性要求,提醒驾驶员错误操作,以免再次发生侧翻危险。     

面向车路协同的智慧路侧系统设计

车路协同是智慧交通与自动驾驶融合发展的重要方式,针对自动驾驶功能需求,提出一种面向车路协同的智慧交通路侧系统。设计了一套基于多边接入边缘计算单元、车路协同通信单元、实时动态差分定位基站、融合感知等融合技术的系统架构,通过在既有路灯与标志牌杆件上部署车路通信设备、多传感器融合感知设备、边缘计算单元、高精定位基站等,为车辆提供交叉口车速引导、安全预警、高精地图服务,实际应用证明该系统可有效提升通行效率、行车安全。     

基于SDN的车路协同事故通告系统

结合SDN技术设计了高速公路车路协同事故通告系统,系统分为车辆平面、数据转发平面、控制平面。车辆发生事故后,通过车载单元广播事故信息;距离事故车辆最近的路侧设备,在收到事故信息后将其上传至控制器;控制器计算事故信息的影响范围,并将事故信息转发至该范围内的所有路侧设备;收到控制器发送事故通告信息的路侧设备将事故通告信息向本范围内的车辆广播。仿真结果表明,系统对车辆的分流率不低于93%。     

基于车路信息交互的车辆卫星定位协同定权方法

为确保基于卫星导航系统的车辆定位性能满足特定交通应用需求,本文针对导航卫星观测量权重分配对复杂动态运行环境的跟踪适配问题,建立基于车路信息交互的车辆卫星定位协同定位增强总体框架;基于加权最小二乘定位解算模式,设计基于轻量级梯度提升机建模与多车信息综合决策的协同定权方法,提出面向学习建模通道的导航卫星伪距残差轻量级梯度提升机建模方案,面向定权计算通道设计了基于多车信息综合决策的导航卫星观测量权重决策策略。实验结果表明：运用轻量级梯度提升机构建伪距残差模型,相较于支持向量机、随机森林以及仅基于基础卫星观测特征的轻量级梯度提升机,均方根误差分别降低了62.1%,29.9%,60.4%;运用所建立的预测模型协同定权所得水平误差标准差,相对于等权和卫星仰角/信噪比组合定权策略分别降低了48.5%和47.6%。研究结果对于充分发挥车路协同系统模式下,信息交互机制的核心优势和优化车辆卫星定位性能具有重要意义。     

车路协同环境下公交专用道设置浅析

本文阐述了常规公交专用道系统的组成及设置,并对车路协同环境进行了介绍,提出在车路协同环境下,把车载单元OBU、路侧单元RSU、联网信号机作为公交专用道系统的一部分进行考虑,既可保障公交车专用路权,也可保障公交信号优先,以为后续智能化公交专用道系统建设提供参考。     

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车路协同系统能实时获取车辆个体的运行状态信息,并能通过速度引导实现车辆与交通控制系统之间的动态交互,为交通信号控制提供了新的数据源和技术手段.分析了现有车路协同下交通信号控制方法存在的不足,引入基于时间窗的滚动预测方法,提出了改进的交叉口信号控制优化流程;将相位饱和度作为表征信号控制效果的指标,在考虑速度引导对车辆运行状态影响基础上,建立了车路协同环境下道路交叉口信号控制优化方法和模型.运用VISSIM软件进行了仿真实验,结果表明,本文方法优于感应控制方法,在各种交通流量下均能有效降低交叉口平均延误和停车次数.     

车路协同下考虑绿波协调的公交优先控制

在绿波协调控制交叉口群中,为分析公交优先控制对后续交叉口群的扰动,基于车流运行时间偏移分布,以概率期望描述了交叉口各相位绿时左端和右端时长变化引起的后续交叉口群在绿波带内、绿波带间的延误变化;采用组合优化的方法,以交叉口群在车速引导下的公交通行效益优化为上层模型,以交叉口群在公交优先控制下的延误优化为下层模型,对公交引导车速和信号控制参数进行协同优化.通过算例分析表明,公交优先控制模型有效提升了交叉口整体通行效益,最大化减小了对周边交叉口群的不利影响.     

城市道路交叉口机动车与机动车冲突概率研究

以机动车流车头时距概率密度分布函数、临界间隙为主要参数建立机动车与机动车冲突概率模型,并在南京某交叉口进行了应用。结果表明,该方法适用于不同车头时距分布类型的机动车流。     

基于交通冲突技术的交叉口安全评价

交叉口作为城市道路的重要组成部分,在星罗棋布的城市道路网中,对于组织城市交通起着至关重要的作用。交通冲突技术是一个典型的非事故间接统计评价方法。它是国际交通安全领域新兴开发的一种统计方法,其以大样本、快速、定量研究评价交通安全现状与改善效果的特点而异于传统的事故统计评价方法。以交通冲突技术和灰色理论为依据的交通安全评价方法,引入时均冲突率作为衡量指标,通过比较指标比值的大小,对交叉口交通安全状况进行评价。     

城市道路交叉口机动车与机动车冲突概率研究

以机动车流车头时距概率密度分布函数、临界间隙为主要参数建立机动车与机动车冲突概率模型,并在南京某交叉口进行了应用。结果表明,该方法适用于不同车头时距分布类型的机动车流。     

基于模糊聚类的城市交叉口安全评价

交叉口是城市道路网中的重要节点,也是交通事故的多发点,对城市交叉口的安全性进行评价具有重要意义。交通冲突技术是交通领域新兴的一种非事故统计技术,采用典型时段的交通冲突与混合当量交通量的比值(TC/MPCU)作为评价指标,应用混合型模糊聚类方法,针对福州市八个交叉口建立安全评价模型,结果符合实际情况,该方法具有实用意义。     

新型混合交通交叉口信号与车辆轨迹协同控制方法

新型混合交通环境下的交叉口交通控制可通过信号灯控制与自动驾驶车辆的轨迹控制协同实现,能够极大地优化道路通行资源利用效率。已有研究中,信号配时与车辆轨迹集中优化的控制策略难以应用于车辆自组织控制的现实场景,且往往计算复杂度较高。本文提出一种无中心框架下基于逻辑的交叉口信号与车辆轨迹协同控制方法。基于协同理论中的快慢变量主动伺服控制原理,设计一种交叉口信号配时慢变量与车辆轨迹策略快变量协同框架,并分别提出基于逻辑的信号配时优化和网联自动驾驶车辆轨迹协同控制方法。协同控制方法可以在车辆自主控制的条件下,一方面,实现交叉口信号配时动态适应交通需求;另一方面,实现网联自动驾驶车辆主动优化驾驶速度,高效通过交叉口。而且网联自动驾驶车辆在进口道可引导混合车队高效通过交叉口,降低绿灯启动损失,提高交叉口通行效率。仿真实验表明,本文的协同控制方法相较于传统控制方法可显著降低交叉口车辆平均延误,同时,基于逻辑的决策模型可实现快速求解。通过对网联自动驾驶车辆控制策略关键参数的敏感性分析,进一步讨论新型混合交通流交叉口通行公平性,并比较在不同网联自动驾驶车辆渗透率下的控制效果。     

基于多车协作优化的冲突消解模型

传统自动驾驶车辆以假设通行权为前提设计冲突消解算法,但在无信号交叉口存在道路通行权不明确情况,给自动驾驶车辆决策带来困扰.本文提出基于多车协作优化的无信号交叉口冲突消解方法,将多个自动驾驶车辆看成一个整体,利用多目标优化控制理论,计算分配给相互冲突车辆的期望速度规划,达到协作行驶的目的.设置协作与非协作式冲突消解仿真实验.结果表明：多车协作的冲突消解方法通过优化车辆联合行动,使交叉口车辆整体收益最大,各利益体间的收益更为均衡;与非协作行驶决策相比,冲突消解时间缩短,减少交叉口单车平均延误1~2 s,平均减少量约为5%.本文可为无信号交叉口自动驾驶车辆冲突时自主协同行驶提供参考.     

基于多车协作优化的冲突消解模型

传统自动驾驶车辆以假设通行权为前提设计冲突消解算法,但在无信号交叉口存在道路通行权不明确情况,给自动驾驶车辆决策带来困扰.本文提出基于多车协作优化的无信号交叉口冲突消解方法,将多个自动驾驶车辆看成一个整体,利用多目标优化控制理论,计算分配给相互冲突车辆的期望速度规划,达到协作行驶的目的.设置协作与非协作式冲突消解仿真实验.结果表明：多车协作的冲突消解方法通过优化车辆联合行动,使交叉口车辆整体收益最大,各利益体间的收益更为均衡;与非协作行驶决策相比,冲突消解时间缩短,减少交叉口单车平均延误1~2 s,平均减少量约为5%.本文可为无信号交叉口自动驾驶车辆冲突时自主协同行驶提供参考.