基于风险预测的自动驾驶车辆行为决策模型

为了解决人工与自动驾驶汽车混行环境下无信号交叉口的通行权分配问题,提出基于驾驶员行为预测的自动驾驶汽车行为决策模型. 利用模糊逻辑方法构建驾驶员的风险感知模型. 基于风险均衡理论,结合可接受风险区间,预测人工驾驶汽车的行为选择策略. 构建自动驾驶汽车的综合效用函数,利用博弈论求解最优行为策略组合,实现无信号交叉口车辆协同控制. 仿真结果表明,面对异质驾驶员,自动驾驶汽车能够有效避免碰撞事故发生并提高自动驾驶汽车通过无信号交叉口的效率,保证驾驶员风险感知值处于可接受范围. 在15组实验中,有93.3%的实验组能够保证车辆通过冲突点的时间差大于可接受的安全通行间隔时间,不同情景下自动驾驶汽车的通行时间是自由流状态的1.07~2.43倍. 与无预测自私博弈模型的对比实验表明,所提模型能够显著提升自动驾驶汽车的通行效率.     

基于人行横道位置的行人-机动车延误模型

基于行人过街需求分布的考虑,分步解析了行人延误和机动车延误的组成因素和变化关系,建立了基于人行横道位置选择的行人-机动车系统延误模型,阐述了人行横道位置对相关延误的影响程度,并通过VISSIM仿真软件测算了北京某路段的最优人行横道位置。结果表明:行人平均延误与行人到达人行横道平均距离成正比,远大于机动车平均延误,且与后者成反比。     

高速公路合流区主要参数对自动驾驶车辆的影响

为探究现有高速公路合流区对自动驾驶车辆的适应性,分析现有高速公路合流区加速车道长度和通视三角区角度对自动驾驶交通流的影响规律,并与传统交通流进行对比。依据自动驾驶车辆在感知、跟驰和换道行为以及与周围车辆的协作方面更迅速安全等特点,改进了Krauss跟驰模型和LC2013换道模型以适应自动驾驶车辆特征。依据车辆换道可接受间隙建立车辆跟驰间距计算公式,在满足换道安全的基础上对跟驰模型参数进行改进。结果表明:在现有的高速公路合流区平面设计参数条件下,自动驾驶交通流的安全性、效率及稳定性均优于传统交通流,与传统交通流相比,自动驾驶交通流冲突数减少了100%,平均延误降低了60%～71%,平均车速提高了近20%且更稳定;在不同平面设计参数下,自动驾驶车辆的冲突数均为0,平均延误保持在0.65 s左右,平均车速稳定在33～34 m/s。现有的高速公路合流区平面设计参数在安全、效率和稳定性方面均能较好地适应自动驾驶车辆,且参数的取值对自动驾驶车辆影响不大。     

无信号控制路段行人过街决策行为分析简

在城市道路无信号控制路段进行驾驶员与过街行人的决策风险试验,得到不同车速情况下过街行人的感知风险和决策行为.通过对获取的240个试验数据进行整理分析,建立了行人感知风险与车辆初始速度、行人决策行为与初始速度和行人感知风险与决策行为的关系.结果发现,路段上车辆的行驶速度对行人的过街决策行为影响极大.研究成果可以为制定合理的行人安全过街控制措施提供参考依据.     

多线港湾式公交站点高峰期通行能力模型修正

基于高峰期多线港湾式公交站点的公交车辆呈车队离站的重返延误特性,通过排队论和间隙理论计算车队离开的重返延误值,对HCM通行能力模型的重返延误进行修正,并给出车队重返延误、平均车队长度和平均等待间隙时间的计算方法。最后,通过修正模型和HCM模型计算八宝街港湾式公交站点通行能力,结果表明实际观察值大于HCM模型结果,修正模型的结果更接近实际情况,且其平均的离开车队长度1.3辆,重返延误值10.8 s。     

汽车纵向自动驾驶的因果推理型决策

针对汽车纵向自动驾驶决策过程的因果关联问题,建立了车辆跟驰行为的马尔可夫决策过程模型,利用真实驾驶员驾驶模拟器实验数据与驾驶风险原则确定了模型中的状态集和动作集,并根据车辆的行驶状态设计了相应的回报函数,进而基于增强Q学习算法对该模型进行求解,提出了以上决策过程的因果推理机制。最终,通过在随机工况下的仿真测试,验证了该方法的可行性与有效性。     

行人过街延误研究

分析了无信号控制下行人过街的机动车和行人的运行特征、穿插特征,确定了行人穿越机动车的可穿越间隙,针对行人一次穿越一条车道和多条车道出现可穿越间隙下过街两种情况推算出行人过街平均延误的计算方法.分析了信号控制无干扰情况下行人过街的机动车和行人的运行特征,描绘出了行人的聚集和消散示意图,得出行人过街平均延误的计算方法.分析了在信号交叉口处行人过街有干扰情况下行人延误的产生机理,给出行人过街的平均延误计算方法.     

基于路阻函数小区开放对周边道路通行的评价

小区开放道路增加了路网的可达性,但支路的交通流量与小区的面积、区位、内外部道路状况等诸多因素有关,通过建立路阻函数模型,对周边主路进入小区交叉口的交通流量进行分配.考虑到非机动车及行人等因素干扰,对原有路阻函数模型适当改进,选取路段行程时间为小区开放对周边道路通行影响的评价指标体系,规定路段行程时间由交叉口等待延误时间、通过交叉口时间、自由行驶时间确定.小区开放道路后行程时间较开放前行程时间短,说明小区开放提高了周边道路通行力.     

智能网联环境下管理车道设置策略与影响因素分析

为探索人工驾驶车辆（human driven vehicle,HDV）与自动驾驶车辆（connected and autonomous vehicle,CAV）构成的新型混合交通流的运行规律,研究不同管理车道设置策略对城市快速路新型混合交通流产生的影响。首先,基于不同种类车辆间跟驰与专用道选择概率间的耦合关系,定量描述了不同管理车道设置策略条件下快速路通行能力演变机理。基于此,利用SUMO仿真平台分析了新型混合交通流条件下车辆延误的变化规律。最后,通过对车辆换道类型与换道间隙分析,研究了不同管理车道设置策略对交通流车辆间碰撞风险的影响。结果表明:CAV渗透率低于30%或大于80%,且只限制HDV在普通车道通行时,通行能力最大;CAV渗透率介于30%~80%之间,应考虑设置公交和CAV专用车道;设置公交和CAV专用车道但不限制其通行路权时,路段平均延误最小且几乎不受CAV渗透率的影响;当只为CAV或多乘员车辆（high-occupancy vehicle,HOV）设置管理车道时,会增加车辆碰撞风险。这说明CAV渗透率是建立合理的管理车道设置策略的重要参考因素,CAV渗透率对设置管理车道路段的通行能力有很大影响,而路段平均延误和交通流车辆间碰撞风险则更受管理车道设置策略的影响。     

汽车模拟驾驶模型与仿真的研究

在主动型驾驶模拟训练系统中 ,模拟驾驶舱各个操纵机构存在着多输入、多耦合、非线性的控制作用 ,而驾驶模拟训练要求驾驶动力学模型适于快速实时仿真 .本文使用拟合多项式描述汽车发动机负荷特性 ,提出结构简化的汽车速度和方向控制模型 .对模拟驾驶的仿真结构和学员操作的逻辑判断进行了讨论 ,通过对操纵机构输入的线性化处理 ,得到汽车行驶的仿真模型并选择快速仿真算法实现了所建模型 .实验结果表明 ,本文提出的理论模型和仿真算法是正确可行的     

平行流交叉口左转非机动车钩形转弯优化设计

为提升平行流交叉口的运行效率,消除左转非机动车和直行机动车冲突,将钩形转弯的概念引入到平行流交叉口设计中,给出非机动车过街控制策略,并结合机动车通行和行人过街,将其整合到一个统一的优化模型中。考虑信号相位相序、绿灯时长、周期时长、左转非机动车待行区容量、非机动车清空时长、车道平衡等约束条件,以机动车通过量最大为优化目标,建立线性规划优化模型。研究结果表明：两步过街和优化设计解决了左转非机动车安全过街问题,是平行流交叉口非机动车过街设置的有效替代设计方案;在低高两种流量场景下,相对于常规设计,两步过街分别降低了35.02%、55.52%的机动车延误,优化设计分别降低了42.71%、65.60%的机动车延误;两步过街会造成左转非机动车延误大幅增加,不适用于左转非机动车流量较高的场景;常规设计机动车最大通过量受直行机动车流量和左转非机动车流量的影响最为严重,说明消除左转非机动车和直行机动车冲突,对提升交叉口通行能力作用显著,有助于推动绿色出行发展。     

行人穿越道路对路段交通流的影响分析

通过分析无控制状态下行人穿越道路时机动车的运行状态,运用排队论和流体力学理论推导出在不同流量条件下路段车辆延误模型,采用定性与定量分析相结合的方法分别讨论了路段交通流量很小、较大和很大三种情况下,行人穿越道路对路段交通流的影响,为设置行人过街设施或是否限制行人过街提供了依据。     

基于Synchro的绿波协调与行人二次过街协同控制

为了达到同时降低主干道上机动车与次干道上行人延误的目的,提出了一种基于Synchro的绿波协调与行人二次过街的协同控制方式:首先,在理论上分析了交叉口处机动车的非对称放行与行人二次过街的相位设置;其次,建立了机动车、行人的时间延误模型,并且结合Synchro的功能提出了控制参数的优化方法及流程。以秦皇岛市河北大街西段为例进行了仿真实验,在交叉口间距不等、双向流量不均匀、行人过街距离较长的条件下,本方法较传统方法能进一步提高对机动车与行人的服务水平。     

车辆对行人速度障碍自主避碰的驾驶方法

针对过街行人与智能车辆之间运动协调中的安全避碰问题,设计一种CVIS环境下的基于行人避碰的车辆驾驶控制器.结合速度障碍法的基本原理提出车辆对过街行人的避碰规则,在此基础上搭建模型预测控制框架,提出车辆对行人的自主避碰算法.综合考虑车辆驾驶的操作约束,以最小化车速变化及满足驾驶员操作舒服性要求为控制目标,在车辆对行人避碰的前提下优化车辆的驾驶策略.分别设置车辆直行避碰与允许换道避碰两种控制场景,在MATLAB环境下对车辆驾驶控制效果进行仿真实验.结果表明:车辆对不同情况的过街行人,能够通过加速或减速进行避碰;通过与七次多项式换道轨迹进行对比,自主避碰驾驶的安全性更高.     

有行人相位交叉口车辆延误模型研究

交叉口设置行人专用相位避免人车冲突的同时增加了车辆延误.为分析有行人专用相位交叉口车辆的延误程度,在探讨常用交叉口车辆延误模型的基础上,通过采集相关数据,以HCM1985和Akcelik1988模型为依据,运用统计软件SPSS标定相关参数,建立了修正的有行人专用相位的车辆延误模型.基于威海市实际案例的分析结果表明,在饱和度较大的情况下,修正模型较之参考模型能更好地拟合实际延误     

路段无信号控制人行横道行人过街服务水平研究

通过分析无信号控制路段人行横道处行人过街行为特性、行人可接受等待时间、行人选择通过的机动车临界时距等,建立基于间隙接受理论的行人过街阻力模型,计算得到过街阻力系数为15%的等待时间,并根据行人真实感受的聚类分析结果划分评价标准,最后据此评价行人过街服务水平。此方法结合了基于冲突和基于感受评价的优点,有效解决了以往研究中行人感受主观性、指标复杂性、实践操作困难等问题。     

典型地铁站行人流特点研究

随着城市经济的快速发展,发展公共交通战略成为缓解城市拥挤的首要任务之一。选取上海人民广场地铁站作为典型地铁站,分析了地铁站的特点、功能、以及不同设施的特点。人民广场地铁站是连接1、2和8号线的综合轨道交通枢纽,重点分析了1、2和8号线出入口的行人速度。研究发现1号线和8号线的上下行行人速度明显低于2号线,分隔设施的设计并没有提高楼梯处的行人速度,反而由于行人的出行行为降低了速度。     

绿色交通理念下的城市平面交叉口慢行一体化规划方法研究

慢行交通是城市规划提倡的低碳、环保的绿色交通出行方式,可实现居民的短距离出行和接驳公共交通。城市平面交叉口是城市道路交通的关键节点,本文从地面慢行系统一体化、行人过街安全岛规划、公交站台一体化等方面入手,提出城市平面交叉口慢行一体化的规划,以满足交叉口慢行交通的通行需求,实现机非分离,保障慢行者的出行安全。