融合多源信息的双车道交通流模型研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bodden
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着智能汽车技术的进一步发展,区别于传统的人工驾驶,网联车辆凭借先进的传感器技术在道路信息辨识、车辆决策以及智能交通管理等方面皆发挥着积极的作用,从而有效提升了城市道路行驶效能,并极大缓解了城市交通拥堵以及解决环境污染等问题。尽管如此,智能车辆周边传感器易受不良环境的影响,导致车辆感知错误,最终发生交通事故等问题。围绕以上问题,本文首先提出一种多源信息流收集与高精地图数据融合方法。然后在此基础之上,改进了元胞自动机双车道交通流模型。最后通过Prescan与Matlab联合仿真,模拟更加真实的双车道路面状况,验证研究方法的可行性和有效性。具体的研究工作及成果如下:1)区别于传统网联车辆感知和处理信息的方式,本文提出一种多源信息流的建模和高精地图相似融合方法。首先,车辆凭借自身传感器将采集数据输入到中央处理器,生成初始化的高精度地图信息。然后,云端系统发送感知任务至被测区域车辆,接受任务的车辆通过V2X与其他车辆进行信息交换,并利用路侧基础设施传输至云端系统。在此基础上,采用BP神经网络在线学习方法,实现了对采集信息和初始化模型的实时数据融合。最后,将处理好的数据传输至车端以达到高精度地图的动态更新。此研究方法可以有效提升传感器与网联车辆的耦合度,为自动驾驶环境提供车道级别的信息以及厘米级的路径规划,能够有效提升交通效率避免交通事故。2)为了验证多源信息融合方法的有效性,首先立足于理想道路模型—元胞自动机,构建一种融合多源信息的双车道元胞自动机交通流模型。区别于传统模型,对安全距离模型、跟驰模型、换道模型和随机慢化概率等方面进行了改进。最后利用Matlab搭建仿真场景,从道路通行能力、道路密度、平均速度、流量以及时空轨迹图等进行仿真分析。结果表明,与传统人工驾驶模型相比,融合多源信息模型的道路通行能力提高了16%,同时可以实现最大的道路密度。且在道路占有率不断增加时,融合多源信息模型的平均速度始终大于人工驾驶。从时空轨迹图可以看出,融合多源信息模型的堵塞时间少且波及范围更窄,比人工驾驶更快达到稳定状态。综上所述,融合多源信息的双车道元胞自动机交通流模型较人工驾驶模型更有利于提升交通效率。3)为了进一步模拟真实且复杂的路面交通,利用Prescan与Matlab进行联合仿真。首先通过Prescan软件搭建双车道自动驾驶场景,然后在多源信息融合方法的基础上,利用Simulink软件对车辆动力学模块、车辆通信模型(收发信息)以及数据融合模块等进行建模。其中,数据融合模块是基于BP神经网络在线学习方法进行搭建,有利于信息的实时处理。接着,联合Prescan和Matlab建立跟驰以及换道模型进行仿真,从速度、加速度、位移以及车间距等方面验证模型的可行性,结果表明,两种模型都表现出良好的仿真效果。最后,基于速度指标,综合对比元胞自动机模型与Prescan模型的仿真效果。结果表明,元胞模型的速度偏差总体略小于Prescan搭建的模型,说明交通流复杂度对仿真效果有一定影响,但二者误差维持在5%之内,表明多源信息融合方法对二者均有效。
其他文献
现阶段完全自动驾驶技术尚未实现,人机共驾作为一种有效过渡方法,其接管过程中的安全问题成了众多学者研究的目标。本研究在揭示相关变量对接管时间影响的基础上,对智能汽车接管时间及碰撞事故风险做出预测,对于提高接管安全有重要意义。多数学者对智能汽车接管时间及事故风险进行探索,但仍存在以下问题:周边车流对接管时间的影响尚不明确;现有的接管时间预测模型不能很好的捕捉变量的时空特征;目前对事故风险的研究不能体现
学位
橡胶衬套作为悬架中广泛使用的连接件,其力学特性直接影响悬架性能,进而影响操纵稳定性和平顺性。因此,高精度橡胶衬套模型下的悬架性能分析及衬套影响下的悬架性能合理优化匹配是当前研究的热点。针对当前悬架模型中将橡胶衬套简化为线性模型而导致悬架性能分析不全面,和衬套刚度匹配中悬架操纵稳定性(K&C特性)和平顺性矛盾的问题,本文以麦弗逊悬架下摆臂橡胶衬套为研究对象,提出了基于自适应混沌粒子群算法(ACPSO
学位
在木材生长和加工过程中产生的缺陷会影响单板的视觉和机械性能,进而影响由单板制成的木制产品的质量,因此处理单板缺陷成为木材产品加工过程中非常重要的一环。研究者们进行了大量的相关研究,但主要集中在木材缺陷检测识别的方法,没有实现损失率最小化的目标,未真正有效提高木材利用率。本文研究基于对抗生成网络(GAN)的单板表面纹理重建的方法,通过生成器和判别器的对抗博弈训练模型,最终重建单板缺陷区域表面纹理。该
学位
换道行为作为车辆驾驶的基本操作行为之一,车辆在执行过程中会对道路交通安全产生直接影响,因而近年来有关换道研究也逐渐成为交通和车辆领域内的热点。为了减少危险换道行为的发生,提前识别出换道行为的潜在风险尤为重要。本文基于换道执行机理的分析以及交通冲突特性的分析,提出了一种换道风险综合评估方法,该方法集成了换道行为识别模型和换道风险评估模型。针对换道行为风险评估的有效探索,这对于保障道路的行车安全、优化
学位
近年来,无人驾驶技术发展迅猛,成为了当下研究的热点和难点,无人驾驶技术具体又可以细分为感知、决策和规划三大模块,而规划则是其中的重点和难点,规划模块的任务是基于车辆当前所处的环境信息和状态信息规划出一条从起始点到目标点的最优路径,此外,需要考虑车辆行驶的安全性,保证车辆行驶过程的无碰撞,无人车避障路径的优劣将直接影响车辆的安全性和实效性。常见的路径规划算法有遗传算法,A*算法,快速随机搜索树算法(
学位
高速列车在现代综合交通运输中起着支柱作用,俨然成为区域快速发展的助推器,是综合国力的支柱力量。现高速列车动车组采用轻量化的设计准则和动力分散式的牵引方式,轻量化设计准则会导致车身刚度不足,加剧车身的弹性振动;动力分散式牵引方式是将重达几吨的车下悬挂设备安装于车身底架,势必会引起车体和车下悬挂设备的耦合振动。车下悬挂设备采用基于“弹簧-阻尼”的固有减振结构制约着车辆运行平稳性的进一步提升,而惯容器作
学位
智能汽车作为智能交通系统的重要组成部分,其通过搭载先进的传感器、计算平台和执行单元,集合人工智能、网联通信、定位导航以及数字地图等高新技术,从而具备复杂环境感知、全方位规划决策以及高精度运动控制等功能,可在不同道路环境下实现自主驾驶并能够减少交通事故和环境污染,从而改变了传统汽车行业的发展方向和推动了社会经济变革。路径跟踪控制是实现智能汽车自主驾驶的关键环节之一,对智能汽车的行驶安全具有重要意义。
学位
为了保障动力电池组安全、优化动力电池组能效、延长动力电池组循环寿命,对其进行管理就显得非常必要。电池管理系统(Battery Management System,BMS)主要功能包括电池组状态估计、充放电控制、热管理及安全管理等,其中电池状态估计为BMS的核心功能。对电池状态进行准确的估计不仅能提高电池的利用效率,还能避免电池因过充过放引发的热失控问题。因此,如何获取高精度的模型对电池的状态进行准
学位
近年来,全球变暖和化石能源短缺问题日益严重,人们越来越关注清洁能源的使用,这为电动汽车(Electric vehicles,EVs)的发展提供了机遇。电池组是EVs动力源,其健康状态(State of Health,SOH)的准确估算不仅可以避免电池热失控的风险,也对未来电池梯次利用有重要意义。本文基于实际运行的电动汽车数据,设计了数据清洗规则,通过充电数据计算电池标准化容量,并基于汽车运行数据提
学位
园艺电动拖拉机作为小型新能源拖拉机,可应用于果园、林园等规模化种植区域,可以完成多样化自主作业和智能化管理的任务,以满足新形势下对智能农业机械作业安全性、精准性的要求。局部路径规划和跟踪控制是智能农业机械自主作业研究领域中的关键部分,是解决当前农业机械自主化程度低、跟踪综合性能差的重要方法之一。本文以园艺电动拖拉机为研究对象,针对局部路径规划与跟踪控制进行了深入研究,主要研究内容包括:(1)分析定
学位