六方格子行人疏散元胞自动机模拟研究

在正六边形网格上建立六方格子行人疏散元胞自动机模型,模拟研究房间内的行人疏散过程,并在3种人员密度（O．1,0．3,0．5）下,比较分析六方子格模型与四方格子模型在房间出口宽度,行人平均速度和平均流量与疏散时间等参数下的差异。结果表明,在同样人员密度下,六方格子模型比四方格子模型平均疏散时间更短,行人疏散得更快,四方格子模型系统平均速度与平均流量比六方格子更大。行人在疏散过程中为了更快地逃离房间可以考虑往多个的方向运动,但是要最大限度地避免出现阻塞,并尽快减少出现阻塞的区域,这样才更有利于疏散。     

信息反馈策略对含两车道的双通道系统影响研究

实际道路系统中,道路状况复杂,单纯的假设驾驶员备选路径路宽相同具有一定的局限性。针对现实生活中存在备选路径路宽不同,车道数存在差异的情形,建立了含两车道的双通道道路模型,并分析了平均速度、车辆数、交通流量以及随机度信息反馈策略对该道路模型中交通流参数的影响。仿真结果表明:平均速度及随机度反馈策略下,道路上车辆运行有序,两条路径上车辆的平均速度存在良好的平衡性;车辆数反馈策略下,两条路径上车辆密度具有良好的平衡性。当动态车比例小于0.6时,四种反馈策略发挥的作用相差无几;当动态车比例大于0.6时,随机度反馈策略在提高道路平均流量方面具有优越性;而交通流量反馈策略与前三种策略相比存在明显的不足。     

高速公路坡道对交通流的影响

采用周期边界条件,建立单车道不同路段最大速度不同的元胞自动机交通流模型,模拟研究坡道长度、坡道倾度、较慢车混合比例和增设爬坡道对高速公路交通流的影响。结果表明,坡道长度不同时,车辆的临界密度相同,车辆达到临界密度之前的平均速度随坡道长度的增加而减小,在中等密度区域对应的交通流量随坡道长度的增大而减小;坡道倾度增大时,车辆平均速度明显减小,相应的车辆临界密度也减小,在中等密度区域内的最大流量随着坡道倾度增大而迅速减小;只要有较慢车存在,不同较慢车的混合比例对交通流的影响基本相同;增设爬坡道前后车辆的临界密度相同,增设爬坡道后的车辆平均速度比没有爬坡道时大,密度不是特别大时,增设爬坡道可以大大提高高速公路的通行能力。     

考虑车辆长度及其转向效应的二维元胞自动机混合交通流模型

对BML模型作了扩充,提出混合交通流BML模型,模拟得到它们的密度-平均速度曲线,进而得到系统在不同情况下的临界密度以及车辆长度的影响.考虑到车辆的转向行为,进一步模拟了有车辆转向的情形,得到长车起决定作用的结论.     

考虑车辆长度及其转向效应的二维元胞自动机混合交通流模型

对BML模型作了扩充，提出混合交通流BML模型，模拟得到它们的密度一平均速度曲线，进而得到系统在不同情况下的临界密度以及车辆长度的影响．考虑到车辆的转向行为，进一步模拟了有车辆转向的情形，得到长车起决定作用的结论．     

基于元胞自动机的交通模型分析

本文针对道路交通拥堵问题,分析了未加入自驾车与加入自驾车两种情况下的元胞自动机模型,并以2015年华盛顿州某地区的5号、90号、405号、520号部分公路的平均每日的车流量计数为数据,在自驾车与传统车比例不同的情况下,以10%、50%、90%为例,得出了车流量与车辆平均速度两参数。并从自驾车比例和车辆平均速度关系图发现:加入自驾车模型后,随着自驾车比例的增加,平均通行速度也逐步增长,但增长率不同,70%为增长平衡点,5%为性能明显提高的临界点。     

基于移动瓶颈理论的高速公路重载货车影响效应研究

通过分析重载货车造成的移动瓶颈对高速公路行驶车辆的平均速度和平均延误的影响,建立了高速公路移动瓶颈影响效应模型,应用VISSIM软件对模型仿真,得到如下结论:随着车流量的增加,货车造成的移动瓶颈影响效应将急剧增加,车流不断形成集结波和消散波,导致车流平均速度快速下降;当货车达到一定比例后,将使整个车流趋于饱和而进入缓慢行驶状态,前后的移动瓶颈相互影响,进而影响整个路段车流的前进,造成车流平均延误增加和平均速度减慢,严重时可形成阻塞。     

随机度反馈策略对路网中交通流的影响

考虑到现实路况的复杂性,建立备选路径路宽不同、车道数存在差异的路网模型,并提出了新的反馈策略——随机度反馈策略.通过分析随机度、平均速度、车辆数以及交通流量反馈策略对该路网模型交通流特性参数的影响,探究随机度反馈策略的优越性.仿真结果表明:随机度反馈策略下,路网中车辆运行有序,接近出口处道路上车辆排队长度短,车辆速度大.同时,通过分析平均流量随动态车比例变化情况可知,当动态车比例不大于0.6时,平均速度、车辆数及随机度反馈策略有效性相当;当动态车比例大于0.6时,平均速度、车辆数反馈策略下平均流量降低明显,策略失效,而随机度反馈策略下平均流量变化平稳,该策略能有效改善路网道路车辆通行状况.     

车辆随机振动稳定性分析

以1／4车辆两自由度模型为研究对象,研究了线性与非线性悬架系统车辆行驶的稳定性．在线性悬架系统中,利用虚拟激励法推导出车辆加速度功率谱密度函数表达式,借助MATLAB仿真分析了当车辆各参数在一定范围内变化时车辆行驶的平顺性．当车辆悬架刚度、阻尼等分别作为随机参数,且参数服从正态分布时,利用四阶Runge—kutta数值方法,对非线性悬架系统的动力学行为进行了数值仿真．仿真结果表明,合适的悬架参数,可以有效控制车辆的振动,应当重视车辆线性与非线性悬架参数的选取．     

考虑车辆动力性能的跟驰模型

针对传统跟驰模型产生过大的加速度问题,采用可变的期望间距模型,并考虑车辆所允许的速度与加速度取值约束,建立了考虑车辆动力性能的微观跟驰模型,模拟加速度与速度、车间距的变化关系,并进行仿真分析。研究结果表明:加速度最大值取4 m/s2时,流量-密度曲线由线性区自由流和非线性区协同阻塞流组成;当加速度最大值为5 m/s2时,流量-密度曲线分成3段,分别是线性区自由流、非线性区协同阻塞流和交通量基本恒定的宽幅阻塞流;随着加速度的变大,流量-密度曲线由2相变成3相,且协同阻塞区变宽,交通流的稳定性变差;同Bando模型及多相模型相比,该模型能更好地反映交通流的实际特性。     

基于主动转向的车辆路径跟随广义预测控制

为了增强车辆在外界干扰存下的路径跟随性能,提出了一种基于广义预测控制(GPC)的主动转向控制器来保证车辆对于路径的跟踪能力.采用受控自回归积分滑动平均模型(CARIMA)作为预测模型,通过带遗忘因子的最小二乘法辨识方法获得CARIMA模型参数,避免了由于车辆非线性造成的参数化建模不准确、繁琐问题.使用车辆路径侧向跟踪误差作为控制器输入,方向盘附加转角作为输出,与驾驶员方向盘转角进行综合,获得车辆方向盘最终转角.在Simulink-CarSim联合仿真环境下,验证了所设计控制器在双移线工况有强侧向风干扰时车辆对路径的跟随性能.     

基于鲁棒比例-积分-微分控制的智能汽车自主换道轨迹跟踪控制

为了解决智能汽车自主换道轨迹跟踪所使用的比例-积分-微分(proportion-integral-derivative,PID)控制器参数难以整定的问题,提出应用于自主换道轨迹跟踪控制的鲁棒PID控制器设计方法。首先,构建车辆-道路系统动力学模型,将转向执行机构看作一阶惯性环节,搭建包括转向执行机构动力学模型在内的系统动力学模型;然后,基于分段多项式表达求解自主换道轨迹模型,并基于时间与误差绝对值乘积积分构建鲁棒PID控制器,确定控制参数,形成闭环系统的传递函数;最后,进行仿真及实车试验,结果表明,所设计的控制器具有较强的鲁棒性,能在保证换道工况下智能车辆较好的轨迹跟踪能力的同时,有效地提高乘员舒适性。     

基于改进Hough变换的结构化道路车道线识别

针对现有结构化道路车道线弯道检测识别技术的准确性和鲁棒性不高的问题,提出一种基于改进Hough变换的车道线识别方法。首先利用Canny边缘算子进行车道边缘检测,其次对比相邻区域距离内的Hough变换峰值参数值,将小于设定阈值距离的直线段进行连接,拟合形成车道线检测区域,然后根据消失点的横坐标距离图像中心点的位置来预测车道线方向,最后借助MATLAB平台完成车道线的识别。验证结果表明:该方法避免了曲线模型复杂、计算量大的缺点,实现了直、弯车道的识别统一化,识别准确率为95.3%,平均耗时0.036s,具有很好的实时性和鲁棒性。     

基于速度变化量的车辆折算系数研究

车辆折算系数是道路通行能力计算和服务水平评价等方面最重要的基础参数之一。通过对基于密度相等的方法、时距法和超车法进行了介绍和分析,提出了以车辆速度变化量为基础的车辆当量折算系数,分析了影响车辆折算系数的因素;并分别选取了不同车道数、不同坡度、不同服务水平以及不同大车比例。通过微观仿真平台验证了不同组合交通情况下的车辆当量折算系数及折算系数的变化趋势。结果表明:从1车道到2车道,折算系数增加,从2车道到3车道,折算系数出现了减小的趋势;在下坡路段折算系数比上坡路段大;随着流量的增加,折算系数先增加后减小;随着大车比例增加,折算系数出现增加的趋势。     

基于双波束雷达的车流量检测系统

针对目前智能交通系统对于高性能车流量检测器的迫切需求,本文详细说明了基于双波束雷达的车流量检测系统的组成,分析了其检测原理,推导了信号处理过程,给出了仿真结果。理论分析和仿真结果表明:该检测系统不仅能够实现车辆存在与否、车道判别、车辆密度和时空占有率等各种交通参数的获取,还能实现车辆瞬时速度的测量。     

基于矿井提升机的自适应模糊PID控制器研究

针对矿井提升机的变频调速系统的速度跟踪问题,研究了一种自适应模糊PID控制器,根据速度和速度变化量的需要随时调节PID参数。通过Matlab仿真表明,该自适应控制器既具有典型PID控制器高精度的优点,又具有模糊控制器快速、适应性强、可靠性高的特点,为矿井提升机系统提供了可行的方案。     

基于改进型滑模控制的4WS汽车控制策略研究

针对线控四轮主动转向车辆受侧向干扰和变道行驶时存在的操纵稳定性问题,基于单点预瞄驾驶员模型、三自由度整车动力学模型和改进型滑模四轮转向（4WS）控制算法,建立了4WS整车驾驶系统,并设计了双移线行驶工况对其进行实验测试.在Matlab/Simulink软件中对该整车驾驶系统进行建模仿真,并与相同参数的经典型滑模控制的4WS车辆和无控制前轮转向（FWS）车辆模型仿真结果对比.结果表明:设计的改进型滑模控制器可以有效地实现双移线行驶工况,追踪理想横摆角速度,使质心侧偏角、车身侧倾角和侧倾角速度保持一个相对较小的值,并且对侧向干扰具有很强的鲁棒性.      

智能车辆超车系统模糊控制器设计

以模糊控制理论为基础,以车辆超车过程为研究对象进行模糊控制器的设计。根据从声纳、摄像等传感器传输的相关数据,经一系列处理,作为模糊控制器的输入,而把两车之间的相对速度,方向轮与车道线切线之间的夹角等作为模糊控制器的输出。根据专家知识对输入输出作模糊划分,建立模糊控制规则,选择模糊推理机制,最后经过反模糊化处理将精确输出值传送给执行器,从而实现超车过程。     

基于视频交通图像的潮汐车道自适应控制系统设计

针对城市道路双向交通需求不均衡的潮汐交通问题,设计了一种新的基于视频交通图像的潮汐车道自适应控制系统。通过局域网实现两台工控机间的独立运行,给出系统结构。介绍了控制逻辑,通过视频交通图像获取车辆平均速度、交通流量等数据。以计算交通饱和度,选择道路双向饱和度的加权切换动态控制方式对潮汐车道进行自适应控制。按照车道交通状态中两个方向的饱和度,把潮汐车道交通状态划分成五种情况,通过枚举法对模型进行求解。依据潮汐车道交通特征,把全部车道配置看作解空间,把双向车道交通饱和度与流率看作输入量,实现模型求解。实验结果表明,所设计系统综合延误低,车辆排队长度少,在中高密度交通流下也可有效实现控制。     

基于改进的投影变换公式的车道识别方法

现有车道识别方法易受道路上车辆和阴影的干扰,并且投影公式精度不高,不适用于摄像机安装俯仰角为0°的情况。为此对现有的投影公式进行了改进,在变换后的俯视图中使用圆曲线车道模型及基于密度的Hough变换进行车道识别。实验结果表明,该方法可以明显降低车辆、阴影对于车道识别的干扰,并且能够满足车道识别实时性的要求。