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基于车路协同的交叉口两难区边界分析及主动安全辅助决策系统设计
| 论文题名： | 基于车路协同的交叉口两难区边界分析及主动安全辅助决策系统设计 |
| 关键词： | 交叉口;两难区边界;交通安全;系统设计;车路协同 |
| 摘要： | 为了从主动安全角度解决交叉口的通行安全问题，本文分析了交叉口车辆行驶特性和两难区的动态边界，构建了两难区主动安全模型，并设计了基于车路协同的主动安全辅助决策系统。本文为解决交叉口两难区安全问题，降低交叉口的事故风险提供了理论与方法依据。 首先设计两难区车辆信息视频采集方案，获取所需的相关参数信息，再结合信号机日志形成车辆的时空轨迹。通过对车辆时空轨迹的分析，将信号过渡期间容易陷入两难区的车辆分为LP车与FS车，分别对这两类车辆在黄灯启亮时与停止线的距离、速度、加速度进行描述统计分析并给出各参数的最佳拟合分布。应用曲线回归分析的方法构建了加速度、减速度、反应时间与相关因素间的关系并构建相应的模型。根据加速度、减速度、反应时间的模型对GHM模型进行改进后，分析了交叉口两难区的动态边界。 其次，基于两难区边界的动态分布特性，建立两难区主动安全模型。对不同黄灯时间对应的两难区边界进行研究，结合模糊控制理论提出两难区黄灯时长动态控制模型。根据两难区边界为动态变化的特点，建立了交叉口两难区定点边界模型，通过分析车辆的两难区定点边界后缘距离与两难区定点边界前缘距离确定车辆的通行状态。 然后在两难区主动安全模型研究的基础上，明确系统的设计思路、系统目标与系统基本功能，进行交叉口主动安全辅助决策系统的设计。将系统分为信息采集、决策控制与功能执行三个模块，并对各个模块进行了详细的设计。结合基于模糊控制的两难区黄灯时长动态控制模型和交叉口两难区定点边界模型，提出了通过、减速-停车、减速-加大制动力度和减速-动态黄灯时间四种策略，由此设计了系统控制决策的算法流程。 最后，在对青岛市实验路段进行现场数据采集后，运用Unity3D搭建模拟驾驶仿真场景。使用C#语言对Unity3D进行开发，建立传统道路仿真环境与基于车路协同的主动安全辅助决策系统仿真环境。在两种模拟驾驶环境下分别进行模拟驾驶实验，对实验数据进行分析，验证系统的有效性。 |
| 作者： | 韩乐潍 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 曲大义;马晓龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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