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基于DSRC的高速公路车辆防追尾碰撞系统的设计和研究
| 论文题名： | 基于DSRC的高速公路车辆防追尾碰撞系统的设计和研究 |
| 关键词： | 高速公路;防追尾碰撞;DSRC技术;网络仿真器;自适应广播 |
| 摘要： | 随着我国汽车保有量的逐年递增，高速公路建设规模的不断扩大，汽车在推动国民经济快速发展的同时，交通事故也发展成为全球安全性问题。数据分析表明：车辆追尾碰撞约占总交通事故的10％左右，而在高速公路交通事故中，这一比例高达40%。由于高速公路交通事故造成的损失严重、危害巨大，因此高速公路车辆追尾碰撞安全问题亟待解决。 本文以防追尾碰撞系统为研究对象，在汽车系统动力学、现代控制理论、先进传感器和信息通讯技术的基础上，对防追尾碰撞系统其中两个关键技术：车辆安全距离模型和自适应数据广播算法进行了研究。 安全距离估算的精度和可靠性直接影响行车安全和道路行车效率，是防追尾碰撞系统报警的依据。而传统的安全距离模型都是基于自车，若安全距离的设定为保守型，系统虚警率就会较高，进而降低行车效率；若安全距离的设定为非保守型，容易导致系统报警不及时，将直接影响行车安全。针对上述问题，本文对汽车制动过程进行分析，提出了一种新的基于前方车辆的安全距离模型，能较好的解决传统模型在虚警率和报警及时性方面的矛盾。 车载环境下，车辆高速移动，信道介质处于共享状态，盲目的以最大发送频率广播消息并不能保证所有车辆都能接收到，反而容易引起网络堵塞，因此以一个恒定的频率发送数据包显然不是最优的。针对上述问题，本文引入交通跟车模型与无线传输信道的两点传输概率模型，对数据传输时延和丢包率进行理论建模，然后设计一种基于DSRC的自适应广播算法，使得车载终端广播数据包的频率可根据传输时延和数据丢包率动态调整，有效地降低无线传输的时延和丢包率，最大程度地降低能耗、节省带宽。 运用移动节点轨迹的生成工具VanetMobiSim和面向对象的网络仿真器-2（NS2）对自适应数据广播算法进行联合仿真分析，对比尚未采用自适应数据广播算法策略的仿真结果，验证了自适应数据广播算法的可行性和有效性；运用主动安全系统开发工具PreScan与Matlab/Simulink对防追尾碰撞算法进行联合仿真分析，验证了前车静止、前车突然减速、前车匀速行驶三种情况下，防追尾碰撞算法的有效性和稳定性，对提高道路交通安全和行车效率具有重要意义。 |
| 作者： | 方威 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 陈涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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