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原文传递汽车队列人性化纵向控制研究

论文题名：	汽车队列人性化纵向控制研究
关键词：	汽车队列;人性化纵向控制;速度规划;驾驶员风格
摘要：	汽车队列行驶在提升安全性、减轻驾驶员操作负担和提高交通效率方面具有突出优点，合理分析与利用驾驶员操作行为风格有利于提高道路行驶安全性、汽车队列的人性化水平以及驾驶员对系统的接受度，设计人性化的队列控制方法具有重要意义。本文从驾驶员跟车风格提取及识别、队列人性化纵向控制两个方面出发，旨在建立汽车队列人性化纵向控制方法，实现队列行驶时安全性、交通效率和人性化水平的综合提升。全文的主要内容如下：　　1)驾驶员跟车风格分类模型建模。首先，从highD数据集中筛选了加减速特性较为明显的高交通流密度路段，并提取了1293组有效自然驾驶跟车数据；然后，建立了考虑动力学约束的改进智能驾驶员模型，解决了原始智能驾驶员模型存在负速度的问题，并以改进模型的参数作为驾驶员跟车特征参数；其次，基于K-means算法对跟车特征参数进行了聚类分析，考虑驾驶员在接近和远离前车时的加减速特性，分别建立了“走”和“停”时跟车风格分类模型，实现了驾驶员跟车风格的准确分类；最后，设计了基于自适应权重粒子群算法的驾驶员跟车风格在线识别方法，实现了跟车过程中驾驶员跟车风格的在线准确识别。　　2)考虑驾驶员风格的队列人性化纵向控制方法。为提高队列纵向控制的安全性、交通效率和人性化水平，设计了汽车队列人性化纵向控制分层控制方法。针对上层控制，分别设计了考虑驾驶员风格的队列纵向跟车策略以及考虑安全性与交通效率的队列人性化纵向跟车策略，实现了兼顾安全性、交通效率和人性化要求的速度规划；针对中层控制，设计了速度跟踪模型预测控制器，分配了纵向加速度，实现了对规划速度的准确跟踪；最后，设计了汽车队列人性化纵向控制下层控制器，分配了节气门开度和制动主缸压力，实现了对加速度的准确跟踪。　　3)汽车队列人性化纵向控制仿真试验研究。为研究汽车队列人性化纵向控制方法在整车应用时的表现，利用MATLAB/Simulink和CarSim建立了由五辆车组成的多车仿真平台，并分别进行了紧急制动工况与WLTC低速工况下的仿真试验研究。结果表明：紧急制动工况下队列车辆车头与其前车车尾的距离始终大于零，汽车队列人性化纵向控制方法能够保证队列行驶安全性；WLTC低速工况下汽车队列人性化纵向控制方法能够综合提升安全性、交通效率和人性化水平。
作者：	李帅
专业：	车辆工程
导师：	章新杰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	吉林大学
学位年度：	2022