考虑侧向偏移的车辆跟驰行为建模及仿真

为了描述真实交通环境中车辆交错跟驰的现象,在全速度差模型的基础上引入了视觉角和侧向偏移角的概念,采用侧向偏移角变化率作为衡量车辆横向运动的关键参数并建立了考虑侧向偏移的车辆跟驰模型。通过线性稳定性分析得到了新模型的稳定性条件。理论分析和数值仿真结果表明:改进模型能够有效地描述车辆交错跟驰行为对交通流稳定性的影响,侧向偏移会减少交通流稳定区间,更容易使稳定车流变成时走时停交通流。     

基于分子跟驰特性的交通流局部稳定性分析

交通流稳定性分析是交通流特性分析的重要组成部分,对解析交通流运行规律具有重要的理论价值.运用分子动力学,系统解析交通流的分子跟驰特性,对处于稳定运行状态下的同步流车队进行局部稳定性分析,并建立车辆跟驰的局部稳定性模型和扰动波能量定量模型,利用Matlab软件对模型进行数值仿真分析,结果表明对于一个处于稳定状态下的同步流车队,跟随车在受到相邻前导车的扰动后能否保持原运行状态与车辆受到的扰动波能量δ大小有关.     

改进的基于安全距离的车辆跟驰模型

由于经典的基于安全距离的车辆跟驰模型Gipps模型要求车辆行驶时恰好与前车保持安全距离,这是一个对车辆跟驰行为过分严格的约束,不符合实际情况,根据实际情况提出车辆跟驰距离是有关安全距离和前后车相对速度的函数,并据此建立了改进的基于安全距离的车辆跟驰模型.NGSIM数据经过处理后被用来标定Gipps 模型和改进后的模型,在标定结果的基础上对模型进行了统计意义上和仿真预测能力上的模型评价.结果显示:改进后的基于安全距离的车辆跟驰模型比Gipps模型有更高的仿真精确,可以再现出宏观交通中的稳定交通流和冲击波等常见的交通现象,并且改进模型在一定程度上使交通流变得更加稳定.     

应用五轮仪采集车辆跟驰过程描述参数

车辆跟驰模型是微观交通流模拟的一个基本模型，用来分析和描述在无法超车的同一车道上一辆车（驾驶员）跟随另一辆车的方式。由于过去的实验数据主要是由两实验车在实验跑道上作跟驰运行或由驾驶员操纵驾驶模拟台获得的，难以获取实际道路上驾驶员的信息，建立的车辆跟 驰模型难以标定或验证，所介绍的应用五轮仪实验获取、处理和分析车辆跟驰过程描述参数的途径，为今后车辆跟驰模型的标定与验证提供了一条新的实验途径。     

车辆跟驰的分子动力学特性及其模型

应用分子动力学研究了车辆跟驰特性,探索了车辆跟驰的需求安全距离及其应用模型构建。通过赋予跟驰模型多个刺激项的反应权重,运用数学演绎方法,推导出驾驶员对各种刺激反应同向性的状态方程。在此基础上提出了描述跟驰变化过程的分子跟驰模型。数据验证和试验对比分析结果表明,分子跟驰模型对跟驰状态的描述更加全面和贴切,弥补了速度跟驰模型的不足,完善了交通流跟驰理论。     

Bierley非线性跟驰模型特性仿真分析

非线性跟驰模型是描述车辆跟驰行为的经典模型之一,通过对GM模型发展过程的分析与阐述,引入Bierley非线性跟驰模型,应用Matlab构建仿真环境,以车头间距为研究对象,拟定试验情景,分别对不同参数的变化进行仿真分析.结果表明：Bierley非线性跟驰模型可以较好地反映交通流的波动性、滞后性和制约性,模型参数α0与驾驶员对外界刺激的反应负相关,h与车头间距的波动幅度正相关,k与车头间距达到稳定态的时间负相关;跟驰队列头车速度v0和初始车头间距l0均不影响跟驰队列的稳定状态,仅影响到达稳定状态的过程和时间.     

跟驰车队流中驾驶员感知能力模型的初步探讨

在对跟驰车队流基本参数车队队速VP,两车净间距XP的研究基础上,提出后车驾驶员感知能力模型,根据此模型提出跟驰车辆驾驶员视觉滞后时间的计算公式,本文指出后车反应时间t应为视觉滞后时间τ,驾驶员制动时间t制和车辆机械反应时间t车之和,根据本模型计算分析,τ、t制、t车为同一数量级.     

基于车头间距与前车速度的改进优化速度模型

为了更加准确地描述城市交叉路口中车辆间的跟驰行为,分析处于跟驰状态下车辆间的跟驰行为特性,结合交叉路口采集的实际数据,对优化速度模型进行了验证。针对优化速度模型与实际数据误差较大的问题,通过简化时变期望间距的表达式,添加与两车车头间距与前车速度相关的加速度补偿项,得到改进后的优化速度模型,结合实测数据对该改进模型进行验证,将结果与原模型进行对比分析。从实验结果可以看出,改进后的优化速度模型与交叉路口中车辆间的实际跟驰行为更为接近。     

基于智能空间-车框架理论的车辆行驶运动学状态的预测

提出了高速公路智能空间(HIS)-车框架理论,研究了车辆经过高速公路隧道时的行驶状态。首先建立车辆纵向、横向动力学模型,并基于车辆道路行驶的特点,分别研究车辆纵向、横向的行驶状态,并运用模型预测控制方法对车间距、横向偏移等状态预测,结合预测控制算法的特点设置变量条件,最后采用MATLAB/CarSim进行联合仿真。仿真结果表明:采用高速公路智能空间(HIS)-车框架理论可以完成当某车前方道路发生交通事故时预测出车辆距离以及该车的侧向偏移等数据,以保证车辆安全行驶。     

基于跟驰数据采集分析的各异性跟驰模型

基于模型参数的相关性提出了特征因子的概念,在此基础上提出了一种基于跟驰数据研究车辆及驾驶员特性的方法,方法包括:跟驰数据采集、数据处理和参数标定、参数相关性分析、特征因子计算、特征因子分布研究。当特征因子分布状况已知时,可以通过特征因子和模型参数的换算实现基于车辆和驾驶员特性的交通仿真。对在南京市采集的跟驰数据进行分析处理,研究了跟驰模型参数间的相互关系,以优化速度模型(OV)和智能驾驶模型(IDM)为例实现了基于跟驰数据的车辆和驾驶员特性的描述和分析。     

基于Carsim和Simulink联合仿真的汽车操纵稳定性评价

为了更好地评价汽车的操纵稳定性能，将汽车简化为一个包含侧向、横摆和侧倾的三自由度模型。在Carsim和Simulink上建立联合仿真模型，基于双移线和蛇形试验工况进行仿真试验，依照QC/T 480—1999中的评价准则，对模型仿真结果和实车试验结果进行综合评价计分，并对其进行对比分析。结果表明：所搭建的三自由度模型仿真结果评价得分与实车试验结果评价得分十分接近，能够更好地代表实车的操纵稳定性，可为后续汽车操纵稳定性评价提供了一定参考。     

铰接式车辆的模糊 PID 控制研究

铰接式车辆系统由于其较大的惯性矩和耦合性,横向稳定性比较差。本文应用了Mat-lab设计了模糊PID控制器,在3自由度的分析模型上对铰接式车辆的横摆稳定性进行控制和仿真。仿真结果说明,模糊PID控制方法对拖车稳定性控制能起较为理想的控制效果。     

城市交通干线的协调优化控制模型

对城市干线上一批相邻的交通信号进行协调控制,可减少干线上车辆的延误和停车次数。通过对城市干线常态与过饱和状态下的交通流状况分析,建立了对干线实施线控系统相位差优化调节的数学模型。该模型反应了沿干线行驶车辆在干线各交叉口延误情况的内在机理,是一种减少干线车辆延误的有效方法,对改善城市交通拥挤状况,提高干线道路服务能力具有积极的现实意义。     

城市交通干线的协调优化控制模型

对城市干线上一批相邻的交通信号进行协调控制,可减少干线上车辆的延误和停车次数。通过对城市干线常态与过饱和状态下的交通流状况分析,建立了对干线实施线控系统相位差优化调节的数学模型。该模型反应了沿干线行驶车辆在干线各交叉口延误情况的内在机理,是一种减少干线车辆延误的有效方法,对改善城市交通拥挤状况,提高干线道路服务能力具有积极的现实意义。     

基于梯度提升决策树的汇合交互作用研究

为了研究高速公路目标车道领跟车在交织区与汇合车辆的交互作用,基于梯度提升决策树(GBDT)建立交织区汇合交互作用模型. 引入目标车道领跟车与前车、后车和汇合车辆的速度差、时间间隙、冲突评价指标及横向位置,分析汇合车辆与领跟车之间的交互行为. 利用美国NGSIM数据集中目标车道领跟车与汇合车辆的轨迹数据对模型进行训练和测试,比较不同损失函数对模型的拟合效果,对汇合加速度进行偏效应分析. 研究结果表明,基于平方损失函数(LS)的GBDT模型精度高于基于最小绝对偏差(LAD)和胡贝尔 (Huber-M) 损失函数的模型. 在汇合行为的各研究对象中,汇合车辆的预测精度高于领跟车,汇合车辆的横向位置在汇合交互作用中的影响程度最高. GBDT模型用于汇合交互行为不仅可以准确预测目标车道领跟车与汇合车辆之间的交互作用,也能够获取影响变量与加速度之间隐藏的非线性关系.     

冰面上轮胎稳态侧偏刷子模型

为了研究冰面上轮胎的稳态侧偏特性,介绍了胎面橡胶与冰面的摩擦机理。将接触面分为不同的区域分别进行传热分析,建立了橡胶与冰面的摩擦模型。采用高速摩擦试验台得到摩擦系数的试验数据,验证了模型的合理性。利用摩擦模型和轮胎的侧偏特性建立了冰面上轮胎的稳态侧偏刷子模型。研究了冰温、载荷、车速等对轮胎侧向力和回正力矩的影响。试验结果表明:冰面上轮胎的稳态侧偏特性有不同于干燥路面上的特殊规律。     

用于爆胎车辆仿真的驾驶员模型

分析了驾驶员模型在汽车爆胎仿真应用中存在的问题及爆胎后车辆响应特性的变化,指出爆胎后车辆响应特性发生改变是导致驾驶员模型不能控制爆胎后汽车回到原路径的根本原因。建立了考虑爆胎后车辆左、右转向特性不对称的驾驶员模型,并进行了仿真。最后在原驾驶员模型中加入状态参考器,并对不同车速下的状态参考器参数进行辨识。解决了驾驶员模型在汽车爆胎仿真中的应用问题,为进一步研究汽车爆胎后驾驶员的操作规律及爆胎后汽车的稳定性控制提供了参考。     

线控转向汽车横摆角速度增益优化设计

为了解决汽车线控转向系统(SBW)转向角传动比的设计问题,对SBW汽车横摆角速度增益值优化方法进行了研究。在建立整车动力学模型和驾驶员模型的基础上,从人-车闭环系统角度出发,采用汽车操纵稳定性综合评价体系中的轨迹跟踪误差评价指标、驾驶员操纵负担的评价指标、侧翻危险性评价指标和侧滑危险性评价指标并与遗传算法相结合,在典型车速下对汽车横摆角速度增益值进行了优化。试验结果表明,采用优化后横摆角速度增益值设计的SBW转向传动比可有效地提高汽车操纵性,减轻驾驶员负担。     

基于整车横向动力学的汽车EPS仿真研究

结合EPS结构特点和整车横向动力学特性,在Matlab／Simulink环境下构建集成EPS系统模型、UniTire轮胎模型以及三自由度整车模型的集成仿真模型。在此基础上分析EPS系统无助力控制及有、无PID控制的仿真效果,结果表明集成仿真模型具有较好的动态模拟特性,PID控制能够满足控制需求并具有较好的稳定性。     

两相位交叉口车辆冲突延误模型

针对两相位信号交叉口存在的左转车流和直行车流的冲突,研究了左转车和直行车在冲突点处经历的延误。首先在借鉴无信号控制交叉口次路车流Admas延误模型的基础上,推导了信号交叉口左转车流的冲突延误计算模型;然后应用概率论、间隙理论及排队论的相关知识建立了直行车的冲突延误计算模型;最后使用烟台市的实际调查数据对两个延误模型进行了验证,其平均相对误差分别为8.93%和17.32%,说明两个模型都具有较好的实用性。