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原文传递车路协同环境下高速公路安全跟驰模型研究

论文题名：	车路协同环境下高速公路安全跟驰模型研究
关键词：	车路协同环境;跟驰特点;高速公路;安全管理
摘要：	跟驰行车是高速公路上常见的驾驶行为，一般情况下驾驶员无法及时获知自车、周围车辆和环境的准确信息。信息获取的局限性，使得驾驶员未能保持相应的安全行车间距，恶劣天气、视距受阻的情况下安全隐患增加。车路协同系统通过车载系统与路侧系统之间的通信，为驾驶者提供实时准确的全时空信息，实现车路间的最大协调。分析车路协同环境下的车辆跟驰特点，研究该环境下的安全跟驰模型，可以为车辆主动安全管理提供更好的参考。　　本文首先阐述了车路协同系统和物联网、车联网的关系，界定了传统交通环境与车路协同环境，对比研究了两种交通环境下的驾驶过程、信息处理过程、制动过程以及各个过程的特点，并分析了车辆的跟驰特性。　　本文的安全跟驰模型是对处于车路协同环境中的高速公路单车道跟驰车辆进行研究。在分析车辆刹车过程的基础上，重新定义安全距离的组成，包括反应协调距离、调整距离和保持距离。依据反应协调距离的不同，建立分阶段的安全距离模型。第一阶段模型提供基本的速度、车间距等信息，驾驶员根据经验判断需要采取加速还是减速措施。第二阶段模型提供加减速或者其他预警信息，驾驶员可以直接采取措施。第三阶段模型则处于驾驶员不能控制的范围，由车辆系统采取制动措施。本文重点研究了第一阶段安全距离模型中两辆车的跟驰情况，分为前车处于静止、匀速行驶、减速行驶和加速行驶状态四种情况，在此基础上研究最小车队即三辆车的跟驰情况，并对分阶段安全距离模型进行评价。　　以车路协同环境下的第一阶段安全距离模型为基础，计算两辆车和三辆车之间的安全距离以及三辆车所占用的道路长度，并与传统的两种模型进行对比分析，仿真结果显示，车路协同环境下的安全距离模型更能平衡安全性和通行效率之间的关系，更适用于真实的交通环境。　　从传统交通环境避免碰撞的角度出发，建立最大传输延迟模型，分析在四种不同的路面情况下，最大传输延迟随着最小平均速度的变化情况。仿真结果表明，随着最小平均速度的增大，最大传输延迟减小，路面情况越好，对应的最大传输延迟越小。　　针对考虑反应时间内车速变化的安全跟驰距离建模，并进行参数标定，分析最小安全距离随着车辆速度和反应时间的变化情况。设置三个仿真实验对模型进行分析，实验一中所有驾驶员都采用固定的反应时间;实验二将第一和第二阶段安全距离模型的反应时间混合;实验三对比本文模型和Gipps模型。仿真结果显示，模型使交通流呈现了稳定的状态，虽然所有车辆的车头间距并不相同，但是保持在一个固定的范围内。不同车辆之间的车头间距虽然存在波动，但是每辆车与前车的车头间距随着时间的变化保持稳定。相比于Gipps模型，本文模型可以使车辆以环境所允许的最大速度行驶，有效减少行程时间，提高道路通行效率。
作者：	乔李丽
专业：	交通运输规划与管理
导师：	冉斌
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文