基于驾驶员紧急制动行为特征的危险估计算法

基于真实交通工况下驾驶员的紧急制动行为特征,建立了一种新的危险估计算法用于汽车避撞系统的控制策略开发.通过在车辆上安装车辆行驶记录仪采集了目标区域内驾驶员的真实交通场景;对采集到的交通场景进行人工筛选,并按照美国高速公路安全管理局(NHTSA)的分类方法进行了分类,得到了6种典型的危险工况;通过视频图像处理等方法对典型危险工况下驾驶员的紧急制动行为进行了分析,得到了驾驶员紧急制动起始点的碰撞时间tTTC值以及车辆在紧急制动过程中的平均制动减速度,并利用这些数据建立了基于碰撞时间倒数tiTTC和期望减速度areq的危险估计算法.这种危险估计算法能够同时考虑两车快速靠近以及稳定跟车工况,并与驾驶员在真实交通环境中的紧急制动行为相对应.     

交通弱势出行者轨迹预测及安全管控策略

针对骑车人在交通事故中易受伤害的问题,提出一种基于骑车人意图识别的轨迹预测方法.首先,从骑车人角度及车辆角度提取骑车人的多元特征,如运动方向、回头概率、与车辆相对位置等,在十字路口场景下构建动态贝叶斯模型网络,分析了骑车人意图的影响因素,最终得到骑车人意图后验概率.其次,根据意图识别结果,构建了相关交通场景并给出了骑车人运动方程,通过基于粒子滤波方法的骑车人轨迹预测算法,结合运动方程及观测方程,以粒子模拟骑车人未来轨迹集.最后,搭建激光雷达和单目相机为主的数据采集硬件平台,获取与骑车人运动及姿态有关的信息,根据收集的7 358帧数据,计算出骑车人进入十字路口区域的时长,用以对算法进行评价.结果表明：本算法在骑车人过街前0.24～0.54 s可基本识别骑车人的意图,能够预测骑车人未来5.0 s内的轨迹集;算法具有较好的实用性,可以降低骑车人与车辆碰撞事故的发生概率.     

基于自然驾驶研究的直行追尾危险场景诱导因素分析

基于中国自然驾驶工况数据,筛选了直行追尾危险工况,通过修正的DREAM(driving reliability and error analysis method)方法进行了诱导因素分析.对直行追尾危险场景依据车辆行驶特点进行了场景细分,分析了不同场景细分类型下诱导因素逻辑图.结果表明,在直行追尾场景中驾驶员的"力度不足"和"距离过短"为占比最高的紧急事件(危险特征),并分析了追尾场景中4个细分类型对应的紧急事件特点.研究发现,中国驾驶员的驾驶习惯与欧美有较大差别,直行追尾危险场景中最主要的深层诱导因素为驾驶员习惯性期待他车特定驾驶行为等不良驾驶习惯,而不是在驾驶过程中与驾驶操纵无关的第二行为.     

基于典型运行场景聚类的电力系统灵活性评估方法

以风光水为代表的可再生能源电源会增加电力系统的不确定性.为了保证高比例可再生能源电力系统的灵活运行,提出一种典型运行场景电力系统灵活性评估方法.利用改进的K-means算法,将新能源和负荷的运行场景进行聚类组合得到典型运行场景.从区域内供需平衡、区域内潮流分布和区域间输电能力3个角度提出灵活性评估指标;计算每种典型场景的灵活性评估指标,并根据每种场景的出现概率计算得到综合评估指标以评估系统的整体灵活性.最后,基于南方某地区实际新能源和负荷历史数据在改进的IEEE 39节点系统上进行电力系统灵活性评估.结果表明,该聚类方法和灵活性指标可以有效反映电力系统的灵活性.     

数据驱动的公路典型风险场景聚类与特征分析

为了明晰公路交通中典型风险场景,提高公路测试场景构建和公路安全分析的针对性和指导性。收集不同区域代表性省份5年约60 000条公路交通事故数据作为数据源,筛选确定关键分类变量,分别针对7类典型公路路段和路口开展典型交通冲突形式聚类分析,共获取16类典型风险场景,然后构建场景风险特征表征参数,针对典型风险场景的风险特征进行对比分析,进而深入分析道路和环境因素对场景事故数量和发生事故严重程度的影响特征。结果表明：路表情况、防护设施类型、交通信号方式、照明条件、天气和能见度等因素都对部分场景的风险度有较大影响,路面状况因素对场景风险度影响不大。     

跟驰模型场景基准分析

设计包含7种驾驶工况的自由流场景及跟驰场景,对MITSIM（microscopic traffic simulator）、Gipps模型、Wiedemann模型、FVD（full velocity difference）模型、IDM（intelligent driver model）、S?K模型及LCM（longitudinal control model）7个不同机理下典型跟驰模型进行基准测试。结果表明：各模型均可在一定程度上完成自由流场景下各工况测试,其中LCM的表现最符合认知,IDM的加速度最小且启动时间最长;仅Gipps模型、FVD模型、IDM及S?K模型可完成跟驰场景下各工况测试,其中FVD模型对于前车的状态变化具有最及时的反应;S?K模型在跟驰场景各工况下的速度与加速度始终处于微小振荡中,这也较为符合实际驾驶情景。     

基于情感强度的自动驾驶车辆决策机制探究

随着自动驾驶技术的逐渐成熟,传统人工驾驶车辆和自动驾驶车辆之间的混行将成为常态。为使车辆安全高效行驶,自动驾驶车辆的决策机制须与人类决策一致。危险工况下的驾驶决策复杂,紧张恐惧等情感也是驾驶决策不可忽视的因素。以一典型危险场景为例,利用虚拟驾驶实验还原场景,对场景内驾驶决策的影响因素进行分析,建立了包括情感强度等输入指标的改进PSO-LSSVM驾驶决策模型,探究情感强度对驾驶决策的影响。结果表明,在决策模型中加入情感强度指标可提高预测准确率。     

基于自然驾驶数据的匝道行驶典型场景聚类分析

匝道行驶由于存在潜在的车辆间交通冲突,对自动驾驶汽车来说是一项挑战,因此,有必要对匝道的典型场景开展研究,以便应用于自动驾驶汽车的开发和测试。基于自然驾驶数据（naturalistic driving data, NDD）研究了匝道行驶典型场景。首先,通过对车辆在匝道上交互时的3个主要元素进行定义,包括初始状态（initial state, S）、驾驶动作（driving action, A）和交互性能（interaction performance, P）,并以此来描述车辆的交互行为;然后,选取用于表征A和P的变量作为聚类特征,通过基于Calinski-Harabasz（CH）指数的K-means聚类方法获得8种聚类结果,根据聚类结果对各变量进行分析,得到4种典型的交互方式;再后,通过分析表征初始状态的变量,运用置信椭圆提取典型的逻辑场景;最后,基于逻辑场景随机选择两个具体场景对自动驾驶系统（autonomous driving system, ADS）进行测试和评估。结果表明,运用研究获得的匝道行驶典型场景进行测试,可揭示自动驾驶汽车与其他交互车辆间的交互能力,说明基于NDD并运用聚类分析方法生成的匝道行驶典型场景是有效的。     

车架结构二次拓扑优化设计与性能分析

针对重型车底盘车架的设计问题,提出一种基于多工况和二次局部优化的整体拓扑优化方法.根据商用车底盘实际尺寸,建立其结构拓扑优化模型.基于7种典型行驶工况得到初始拓扑结构,再根据不同工况对其局部二次拓扑优化得到最终车架优化结构,最后对其进行有限元仿真对比分析.结果表明:新车架结构质量减轻约30 kg,其刚度、强度及模态性能与原车架相比均有一定程度的改善,验证了所提出的二次拓扑优化方法的有效性.     

基于运用条件的高速动车组枕梁的疲劳损伤

为了估算特殊工况下动车组枕梁的损伤,提取了部分典型测点在进出站等特殊工况下通过较小曲线与道岔的应力数据做损伤计算,之后验证了数据的有效性并采用Bootstrap方法对该工况下关键点的寿命区间进行估计.经过对比,得到典型工况对枕梁关键部位损伤的影响程度.     

老年驾驶人的应激操作反应特性分析

随着年龄的增长,老年驾驶人的感知认知能力、判断决策能力及操作反应能力均出现衰退,进而导致其交通风险感知和应激反应能力发生变化。为了研究风险情景下老年驾驶人的应激操作反应特性,设计并搭建了行人与机动车、非机动车与机动车、机动车与机动车冲突的道路交叉口风险虚拟试验场景;分别招募了15名中青年与老年驾驶人进行了驾驶模拟试验,采集驾驶过程中驾驶人的操作行为及车辆运行数据,选取相关的指标对试验进行分析。结果表明,老年驾驶人在各风险情境下的反应时间与制动踏板行程总体上比中青年驾驶人长;而在高风险驾驶场景下,老年驾驶人的纵向加速度的波动幅度比中青年驾驶人大,其中有10名老年驾驶人发生了碰撞事故,占所有受试者的比例为33.3%。研究结果为交通安全政策制定者的措施制定提供一些提高老年驾驶人驾驶安全性的理论依据。     

基于霍尔传感器的制动踏板行程测量系统设计

为了解决驾驶模拟器中对制动踏板行程的数据采集需求,使其能精确判断出制动踏板所处的位置,设计了一种由2个霍尔传感器、7个小磁块和1个单片机控制系统组成的制动踏板行程测量系统,并介绍了其原理与实现方法。采用霍尔效应原理来测量制动踏板的行程,通过霍尔传感器感应到磁块后输出脉冲信号,将脉冲信号进行反向和相位解调处理后输入单片机控制系统;单片机控制系统根据脉冲信号计算得到制动踏板行程。结果表明,该测量系统的测量误差小于等于±3%,测量性能稳定,且具有体积小、成本低等优点,可以满足对制动踏板行程进行测量的需要。     

信息系统安全工程可靠性的风险评估方法

论述了一种能够运用于信息系统(IS)安全风险评估的模型与方法,这种评估方法是针对信息系统方案设计阶段的风险评估提出的,首先,对IS进行结构系统级的建模;其次,在设计层面上,从系统复杂度和系统功能故障产生后果的严重程度两方面定义了信息系统的风险指标;最后,提出了一种仿真方向,即利用马可模型定量地计算并分析信息系统在不同情形下的风险指标。     

淮河水量水质联合调度风险分析

为了对淮河流域水质水量联合调度方案进行风险分析,模拟了10个调度方案,包括实时调度方案、人机交互方案和优化调度方案,选取淮河流域2个主要污染物指标CODMn和NH3-N,分别计算各方案下2种水质指标超标风险率和超标程度;同时,进一步考虑调度过程中可能产生的防洪风险和供水风险,采用多目标模糊综合决策的方法,分别考虑上述2种水质6个指标,以水质监测断面界首、鲁台子和蚌埠闸为决策断面,计算得到7种情景下各方案的优劣排序。结果表明,实时调度方案在各种情境下风险最小,为最优调度方案,人机交互方案（方案3、方案4和方案5）在各种情景下风险均比较大,为最劣方案。     

涉及两个单形的一类不等式及其应用

应用解析方法和几何不等式理论研究了n维欧氏空间En中涉及两个n维单形的几何不等式问题,建立了涉及两个单形及其内点的一类不等式.作为其应用,获得了n维单形与其垂足单形的体积的一类关系式,改进了关于垂足单形体积的几类几何不等式.     

不同驾驶倾向驾驶员的酒后驾驶行为研究

为了探究不同驾驶倾向驾驶员的酒后驾驶行为,提高酒后驾驶行为识别模型的准确性,组织60名不同驾驶倾向驾驶员饮酒后进行驾驶模拟实验,获得12个驾驶行为指标的实验数据;采用距离分析和方差分析,对各驾驶倾向驾驶员的酒后驾驶行为数据进行了研究。结果表明：饮酒后,相同驾驶倾向驾驶员在速度标准差等9个驾驶行为指标上有相似性,其中,激进型驾驶员的速度均值的相关比例最高为85%;不同驾驶倾向驾驶员在油门踏板深度均值等7个的驾驶行为指标上差异显著。本研究可为基于驾驶行为的酒驾辨识研究提供理论支持。     

加速踏板与地板干涉的偏差分析及稳健性优化

为解决加速踏板与地板之间的干涉问题,提高整车的驾驶舒适性和安全性,建立了3DCS三维装配偏差分析模型,运行蒙特卡洛虚拟装配,得到分析目标的概率统计特性曲线和贡献因子的灵敏度分析结果,并根据偏差分析结果,对加速踏板及加速踏板安装板的定位基准进行了稳健性优化.对比分析优化前后加速踏板与地板距离的显著几何因子影响系数、质量损失函数以及装配质量的不合格率,并绘制测量目标的概率分布图,以验证稳健性优化方案的有效性.分析发现,基于装配偏差分析结果,对显著影响因子进行稳健性优化,可有效提高稳健性优化效率,并保证产品质量满足设计要求.     

典型气象条件筛选及其在危险化学品事故泄漏大气污染预案管理中的应用

依据影响大气污染扩散的主要气象参数,选用两个独立变量,即风速、地面气温以及一个综合变量:大气稳定度为主要依据,采用5年常规气象资料,筛选和确定研究区域15类典型气象条件.采用扩散模型、火灾爆炸模型模拟计算3个风险源6个事故案例在不同典型气象条件下对周边人员的伤害半径.并将计算结果编制成事故风险档案库,成为危险化学品事故泄漏大气污染预案的重要组成部分.这将有利于决策者在发生事故时,快速获取各种事故情景人员伤害范围的初步信息,在第一时间为应急决策提供重要的参考数据.