邵海鹏[1]2003年在《公路仿真系统中驾驶员模型研究》文中认为公路仿真技术是集成了公路、汽车、驾驶员行为、信息技术、控制技术等各种先进复杂的技术于一体的仿真手段，对道路线形方案的评价具有深刻的意义。 本文是仿真技术的一个重要部分，在预瞄轨迹线的理论基础上建立了驾驶员方向控制模型；方向控制中引入了大地坐标作为参照系，使驾驶员模型和道路线形特征结合更加紧密；利用汽车转向特性导出驾驶员方向盘转角变化规律；利用驾驶员预瞄策略进行轨迹的控制。速度控制模型中，结合道路几何特征对驾驶员操纵特性的影响，提出了远视点和加速可能性指标的概念，采用希望速度作为驾驶员速度控制的期望，研究了线形和速度综合影响下的加速度变化规律，从而建立了驾驶员加速度决策行为模型。最后在Visual Basic 6.0的集成开发环境中编制了计算程序。本文的研究成果可以作为道路线形评价的客观依据。
朱凌[2]2006年在《高速公路动态交通流仿真及应用研究》文中研究指明高速公路安全高效的运作依赖于合理的设计、规划和管理,传统的经验实测法和理论分析方法能解决一些问题,但由于高速公路系统复杂的道路和交通条件,两者都有其巨大的局限性;交通仿真克服了传统方法的局限,为高速公路的研究提供了一种新的高效便利的研究手段。交通仿真能直观高效地研究高速公路交通状态,具有节省费用、安全、快速、研究范围广、可控制、可重复等优点。本文的主要研究内容是高速公路系统动态交通流的仿真。文中首先分析了车辆在高速公路基本路段、匝道、收费站的交通流运行特性;然后结合国内外相关的交通仿真研究成果,对相应的车辆生成模型、车辆跟驰模型、换车道模型、收费站模型等进行了分析、对比、评述;在此基础上设计开发高速公路动态交通流仿真系统;仿真系统由输入模块、仿真模块、输出模块叁个部分构成了整体框架,在各模块中选择了合适的交通仿真模型,并对各模块内部的仿真模型进行了具体描述;利用VC++编程语言编写高速公路系统动态交通流仿真程序,设计仿真程序应用方案,利用仿真系统对高速公路入口匝道进行仿真实验,将实验数据绘制成流量-速度、密度-流量、密度-速度散点图,探讨高速公路合流区汇入车辆对主线内、外侧交通运行的影响。
张立存[3]2007年在《汽车驾驶员控制行为统一决策模型的研究》文中进行了进一步梳理作为汽车智能辅助驾驶系统研究的核心技术,汽车驾驶员控制行为的研究日益成为现代汽车安全领域和汽车智能化方向研究的热点。论文以稳态预瞄动态校正假说为基础,建立了汽车驾驶员控制行为的统一决策模型,完善了模型的结构,明确了模型评价算法中隶属函数参数的几何意义和物理意义,解决了大曲率路段下汽车预期轨迹的预测问题,同时分析并解决了模型的收敛性问题和稳定性问题。然后在对汽车动力学系统强非线性特性进行分析的基础上,提出利用小范围近似线性化方法描述汽车动力学特性,并通过系统辨识的方法建立了汽车动力学系统特性的快速实验标定方法,从而建立了动力学系统的控制方法;最后将统一决策模型和控制方法应用到汽车自适应巡航系统和车道偏离预警系统的研究中,仿真分析了多种工况下系统的决策和控制性能。论文的创新之处在于建立了一个汽车驾驶员控制行为统一决策模型,将驾驶员对道路交通环境的感知,以及对汽车预期轨迹的预测等统统认为是只与驾驶员行为特性相关联的,而将对汽车的非线性动力学动态特性等汽车本身机械性能的考虑放到控制校正环节去完成,实现了汽车运动学和动力学特性的分别建模;构建了模型优劣的评价指标,并建立了评价指标加权系数的分解和确定方法;提出了汽车非线性动力学系统特性的快速实验标定方法,解决了汽车动力学系统的非线性稳态特性描述问题和控制问题;基于统一决策模型建立了汽车自适应巡航系统和车道偏离预警系统评价算法,全工况的仿真计算和部分工况的实验验证了模型的有效性和合理性。
杨新月[4]2006年在《基于认知活动链的驾驶员行为建模及仿真》文中研究说明智能运输系统(Intelligent Transportation Systems,ITS)是一个融人-车-路-环境(交通四要素)为一体的开放、随机巨系统。它的许多子系统,如先进的交通管理系统、先进的出行者信息系统、先进的车辆控制与安全系统等,都与人-车单元直接相关,以车辆运行构成的交通流为主要研究对象。其中,先进的车辆控制与安全系统又称为汽车智能驾驶系统,包括汽车智能辅助驾驶系统和汽车智能自动驾驶系统等研究内容。交通四要素中,具有综合认知活动与协同操作能力的人(驾驶员),是道路交通系统的信息处理者和决策者,是主导因素,具有自适应、自学习和信息加工反馈能力,在协调和控制交通四要素的各个环节中起着举足轻重的作用,其行为研究成为ITS及其重要子系统仿真实现的关键环节,也是微观交通流仿真研究的理论基础。因此,对交通系统自组织演化规律的研究,需以驾驶员的行为特性研究为核心,把人-车-路-环境作为一个统一系统来考虑。本文从微观交通流仿真建模和汽车智能驾驶系统仿真研究的根本需求出发,以驾驶员行为特性研究为核心,从驾驶员认知心理角度,研究了多源信息刺激下驾驶员任务集聚、心理-物理综合认知拓扑结构和认知活动链;根据汽车智能驾驶系统控制过程和驾驶员综合认知过程之间的相似性,探讨了不同驾驶行为模式的决策机制、车辆运行模式的执行机制以及驾驶员序贯反应机理;最终将驾驶员综合认知序贯活动模型应用于高速公路车道控制仿真系统。仿真结果表明,多源信息刺激下驾驶员任务集聚、综合认知序贯活动模型,与以往单一考虑驾驶员跟驰和换道的行为模型相比,能更逼真、更有效地刻画真实的驾驶员行为,为微观交通流仿真建模研究和智能运输系统及其重要子系统的仿真实现提供了理论依据。
乔晋[5]2008年在《车辆跟驰模型参数标定与验证研究》文中研究说明微观交通仿真系统越来越广泛地被用于交通工程、交通规划领域,其前提是使用的各种交通模型得到充分的标定与验证。本文对微观交通仿真系统中的核心模型——车辆跟驰模型的参数标定与验证作了研究,主要包括如下研究内容:1)首先研究了微观交通仿真国内外现状,各种车辆跟驰模型的原理,选取GM类车辆跟驰模型作为待标定与验证的车辆跟驰模型,进一步研究了此类模型中最重要的参数之一——驾驶员反应时间的标定方法;2)选取大部分车辆处于跟驰状态的微观交通流数据,分析其各种交通流特性:交通流量、平均车速、车流密度、车头时距等,为车辆跟驰模型参数标定与仿真验证工作做好数据准备;3)使用互相关分析法,最小二乘法,相对速度与加速度对比图法标定GM类车辆跟驰模型最重要的参数之一反应时间,对反应时间做出统计描述,并从反应时间这个角度分析驾驶员特性;比较这叁种标定方法的不同;4)从驾驶员认知角度分析车辆跟驰过程中跟驰行为的影响因素,进一步利用定量分析法——因子分析法分析车辆跟驰过程中跟驰行为的主要影响因素,基于主要影响因素,选取合适的GM类车辆跟驰模型,标定除反应时间之外的其它参数;5)以分布式并行仿真系统TPSS为平台,集成标定好的车辆跟驰模型,运用仿真验证方法,验证参数标定结果的有效性。本文利用互相关分析法,最小二乘法,相对速度与加速度对比图法标定了驾驶员反应时间,得到此参数的均值,标准差等统计描述,发现互相关分析法的计算结果与以往的研究具有较大的差异,最小二乘法,相对速度与加速度对比图法的计算结果与以往的研究一致。对车辆跟驰模型中反应时间之外的参数的标定,得到了两组分别适合于车辆加速时与车辆减速时的参数值。将标定好的车辆跟驰模型集成到分布式并行仿真系统TPSS中仿真验证表明,仿真结果达到了预先设定的仿真模型验证标准。
刘世杰[6]2007年在《双车道公路仿真中的超车模型研究》文中进行了进一步梳理超车模型是应用仿真技术研究双车道公路通行能力、服务水平、交通安全问题的关键技术之一,对于促进交通流理论的研究进展也具有一定的理论意义。本文针对我国目前的双车道公路状况,在采集和分析实测数据的基础上,采取了调查——分析——建模——标定——验证——应用的研究思路,对超车模型进行了系统的研究。本文首先对国内外超车模型的研究历史、现状和发展趋势进行了分析。在分析我国双车道公路超车特性的基础上,详细地描述了整个超车过程,将超车过程划分为超车意愿判断,超车形式选择,超车条件检查,超车行为实施,超车中止强制回车这五个主要的步骤,建立了超车模型。提出了超车视距估算系数的概念,并给出了该系数的计算方法和取值范围。对超车条件之一进行了修改,即将“超车视距小于对向来车间距”修改为“超车视距乘以超车视距估算系数小于对向来车间距”。进行了现场实验,利用实测数据,标定了可回车间距和可回车间隙,确定了可回车间距和可回车间隙的取值范围。认为,开始超车意愿判断的车头时距值反映了车辆处于非自由流状态下的情况。给出了车头时距的取值范围,而在分析车辆和驾驶员总体特性时,建议采用3.1秒。通过对比实测数据和仿真结果,对模型进行了验证。验证路段包括直线路段、纵坡路段以及组合路段。验证结果证明了模型的有效性。本文应用模型进行了仿真实验,通过分析速度——流量关系、超车率——流量关系和跟车率——流量关系,推荐标准二级双车道公路的双向通行能力为2900pcu/h,并使用TWOPAS模型进行了对比仿真实验。
张应旗[7]2017年在《山区高速公路纵坡路段半挂汽车列车行驶特性研究》文中进行了进一步梳理伴随国民经济的快速增长,物资流通行业的逐步发展,货运量与日俱增,公路货运量占货运总量的75%以上。半挂汽车列车由于其运输量大、经济效益高的特点,在公路货运中承担了主要的运输任务,其营运数量将持续增加,在高速公路上行驶的货车车辆中,半挂汽车列车所占比重增大,同时,与之相关的交通事故也逐渐增多。已有的交通事故调查表明,半挂汽车列车的轮廓尺寸大,牵引车的功率偏小,山区高速公路坡道及长大坡道占比大,车辆制动性偏弱等是诱发交通事故的主要原因。关于长大下坡车辆自身的制动安全及车辆的制动性能等已有较多研究。本文重点从半挂汽车列车在山区高速公路坡道路段运行过程,研究其对安全行车的影响。本文利用实车道路试验与仿真方法,选择代表性东风牌天龙半挂汽车列车在重庆地区G42高速公路梁平-万州段进行道路试验,在奉节-巫溪高速公路进行下坡转弯行驶试验。同时,利用TruckSim软件,建立了由半挂汽车列车模型、道路模型、驾驶员模型等组成的整车仿真行驶系统。研究了车速V、车辆比功率、载重量M、纵坡坡度值i、弯道半径R、弯道转角Ф、弯道横向坡度hi、载荷质心位置等因素,对半挂汽车列车行驶速度、纵/侧向加速度、驾驶员换挡次数等的影响。研究结果表明:车辆在上坡(i＞0)行驶过程中,车辆平均纵向加速度a与爬坡初速度V呈现明显的线性负相关关系。当道路纵坡i≤4%,车辆爬坡初速度V≤60 km h时,由于惯性力作用,车辆的稳定爬坡距离S随载重量的增大而延长,在坡度、车速较高时,S随载重量增加而减小。驾驶员换挡次数K与爬坡初速V、坡度i呈线性正相关关系。车辆的比功率每增加0.01 kW kg,车辆最低行驶速度的增量min(35)V增加接近10 km h,提升车辆的比功率可有效提高车辆爬坡时的运行速度。车辆在下坡(i＜0)转弯行驶过程中,道路纵坡坡度越小,车速的变化对车辆的弯道横向加速度影响越明显。弯道转角由0°变化至7.5°过程中,车辆在下坡弯道处行驶时的车辆横向加速度随着弯道转角的增大而逐渐增加。在车辆载重35t,通过弯道半径450 m的弯道,载荷质心距前轴距离1D、载荷质心距地面距离2D分别小于7000 mm、2300 mm时,车辆可安全行驶过弯道。上述研究结果,为山区高速公路典型坡道路段限速、限载、防止追尾以及提升半挂汽车列车的比功率提供了依据。
田赓[8]2016年在《复杂动态城市环境下无人驾驶车辆仿生换道决策模型研究》文中研究表明无人驾驶车辆在信息时代最主要的特点是驾驶行为拟人化、认知决策智能化,其发展方向是在真实道路交通环境下替代驾驶员高效节能、安全可靠地完成驾驶任务。以驾驶员特性为核心,跟驰、换道等微观模型为载体,运用机器学习理论对驾驶员行为决策进行建模,建立符合人类驾驶习惯的驾驶决策模型,是无人驾驶车辆以及智能辅助驾驶系统开发和实现的关键技术,对无人驾驶车辆真实城市道路自主行驶具有十分重要的理论价值和现实意义。城区环境中,交通要素复杂多变,其状态难以预测。大量动态性、不确定信息为无人驾驶车辆的驾驶行为决策带来巨大挑战。本文针对复杂动态城市环境无人驾驶车辆的换道决策,综合考虑周边车辆运动状态的影响,利用Google Sketchup和PreScan/Matlab搭建城市道路模型和车辆动力学模型,构建典型城市道路环境下的驾驶仿真平台,进行虚拟仿真和真实环境下实验;获取经验驾驶员车辆换道决策过程中车辆加速度、本车速度以及周边车辆的相对位置、速度等基本运动数据,分析影响驾驶员决策的因素,基于粗糙集提取经验驾驶员换道行为决策规则;深入研究经验驾驶员认知决策过程,建立经验驾驶知识库,对驾驶员的换道决策进行知识获取与表达,制订基于安全阈值的速度选择策略,基于间隙可接受理论,结合换道决策规则,依据换道动机的显着性差异,构建自由换道决策模型,同时结合间隙判定条件,根据协同行为判定准则以及驾驶员汇入规则,研究分析强制换道特征表征明显的城市典型路段汇入行为,搭建汇入决策流程图以及决策模型,有效判定安全换道间隙,明确复杂动态城市环境下的仿生认知决策机理,实现车辆准确换道决策;最后通过虚拟仿真和真实环境,验证城市道路环境正常交通流状况下,仿生换道决策模型的可靠性和有效性。研究结果可为进一步研究复杂环境下无人驾驶车辆的仿生决策提供基础,同时也可为无人驾驶车辆真实城市环境道路行驶提供理论支撑。
侯德藻[9]2004年在《汽车纵向主动避撞系统的研究》文中研究指明道路交通事故是现代社会的一大公害,与之相关的先进安全技术研究日益受到重视。基于智能交通系统的汽车主动避撞系统是先进安全技术的一项重要内容,国内外相继开展了相关的研究,但迄今为止在该技术领域还存在许多尚未解决的问题。对汽车主动避撞系统所涉及的相关理论及技术问题进行研究,对于提高道路交通的安全水平,降低交通事故发生率,促进智能交通系统在我国的发展及实现具有重要意义。本文以汽车纵向主动避撞系统为研究对象,以车辆动力学及控制理论为基础,对汽车纵向主动避撞系统功能实现所涉及的车辆动力学建模与控制、行车安全距离模型、实际交通环境中目标车辆识别及运动信息获取、实车实验平台的开发等进行了研究,实现了纵向主动避撞的系统功能。本文首先进行了汽车纵向主动避撞系统的总体设计,在定义系统功能的基础上,完成了系统总体方案规划,并确定了实现系统功能所需的关键技术及其相互关系。作为汽车纵向主动避撞系统功能实现及评价的基础,本文进行了主动避撞汽车动力学系统建模的研究。以实验车辆动力学系统特点和执行器结构特点为基础,建立了能够反映系统动态特性的主动避撞汽车动力学系统模型,该模型能够模拟车辆运行复杂过程,并兼顾了模型的精确性和简洁性。为解决实时行车安全距离的获得问题,本文提出了一种新的安全距离模型。该模型以驾驶员距离保持目的假设为基础,通过驾驶员实验获得模型参数,计算结果体现了实际驾驶员的驾驶特点,能够适用于多种交通状况。以主动避撞汽车动力学系统模型和车间距保持安全距离模型为基础,本文对汽车主动避撞控制系统进行了研究,设计了能够自动进行功能切换的控制功能定义层和体现驾驶员操作特点的汽车主动避撞鲁棒控制器。控制功能定义层按照汽车纵向主动避撞系统的总体功能定义和驾驶员优先原则设计,在多种工况下都能对避撞系统应当实现的控制功能做出合理定义;体现驾驶员操作特点的汽车主动避撞鲁棒控制器包括基于H∞控制理论和模型匹配控制器结构设计的<WP=5>模型匹配鲁棒下位控制器和以最优跟踪理论和实际驾驶员操作特点为基础设计的上位控制器,实现了多种复杂工况下体现实际驾驶员操作特点的主动避撞车辆动力学控制。为解决实际交通环境中行车信息的获得问题,本文对交通环境中目标车辆识别及运动信息获取方法进行了研究。以我国道路技术规范为基础建立了多目标交通环境中的有效目标车辆识别方法,实现了复杂交通环境中的目标车辆识别;以四阶卡尔曼滤波器为基础建立了目标车辆运动信息提取方法,实现了目标车辆运动信息的准确、实时提取;以假设检验为基础建立了目标车辆跟踪方法,实现了对同一目标车辆的连续跟踪测量。为验证汽车纵向主动避撞系统总体功能及关键技术的研究结果,同时为关于汽车主动避撞的研究提供一个实车平台,本文以常规车辆结构为基础建立了实用化的汽车主动避撞系统实车实验平台。最后,利用仿真及实车试验对避撞系统总体功能及相关研究内容的正确性进行了验证,并对系统在提高车辆主动安全性方面的效果进行了初步评价。结果表明,通过本文的研究实现了汽车纵向主动避撞系统的各项基本功能;所开发的汽车主动避撞系统,对于提高车辆的主动安全性,降低交通事故发生率,减小交通事故带来的损害,保障安全行车具有重要意义。
李英[10]2008年在《方向与速度综合控制驾驶员模型及在ADAMS中的应用》文中指出随着汽车的普及和汽车技术的发展,交通安全问题成为一个社会性问题。频繁的交通事故和巨大的人员伤亡和财产损失,使人们对汽车主动安全性技术和智能交通研究越来越多。经研究发现,汽车的操纵稳定性和驾驶员的行为特性是影响汽车主动安全性的主要因素,同时二者也是人-车-路闭环系统中两个相互联系的重要环节。本文围绕驾驶员模型的应用需要,在郭孔辉院士提出的预瞄优化人工神经网络驾驶员模型的基础上进行改进,引入车辆状态参考器的修正,使驾驶员模型对车辆特性和行驶工况具有一定的自适应性,适用与某些复杂路面下的极限工况。其次研究了任意给定速度的描述方法,解决在任意路径任意给定速度驾驶员模型的应用问题,建立方向与速度综合控制驾驶员模型。最后建立了人-车-路闭环系统,详细介绍了驾驶员模型与汽车动力学软件ADAMS各模块的连接,并利用驾驶员模型在ADAMS中进行弯道制动工况的仿真应用。
参考文献：
[1]. 公路仿真系统中驾驶员模型研究[D]. 邵海鹏. 长安大学. 2003
[2]. 高速公路动态交通流仿真及应用研究[D]. 朱凌. 东南大学. 2006
[3]. 汽车驾驶员控制行为统一决策模型的研究[D]. 张立存. 吉林大学. 2007
[4]. 基于认知活动链的驾驶员行为建模及仿真[D]. 杨新月. 山东理工大学. 2006
[5]. 车辆跟驰模型参数标定与验证研究[D]. 乔晋. 上海交通大学. 2008
[6]. 双车道公路仿真中的超车模型研究[D]. 刘世杰. 北京工业大学. 2007
[7]. 山区高速公路纵坡路段半挂汽车列车行驶特性研究[D]. 张应旗. 重庆交通大学. 2017
[8]. 复杂动态城市环境下无人驾驶车辆仿生换道决策模型研究[D]. 田赓. 北京理工大学. 2016
[9]. 汽车纵向主动避撞系统的研究[D]. 侯德藻. 清华大学. 2004
[10]. 方向与速度综合控制驾驶员模型及在ADAMS中的应用[D]. 李英. 吉林大学. 2008