基于势场理论的路口区域车辆群体安全模型

群体安全是车路协同环境下智能网联汽车研究的重要组成部分。在具有强结构和弱规则特性的路口区域,车辆行驶的群体安全表征可以提高路口区域安全性。首先,基于势场理论构建车辆势能场模型,通过边界势能、车辆势能、速度势能对单一车辆行为进行安全泛化表征;然后,通过势能场密度等高线分布特性构建群体车辆安全特征参数和边界范围;最后,采用自然驾驶数据进行虚拟仿真,结果显示,路口区域直行、左转、右转等场景下的车辆群体安全势能阈值为2 500,并且安全势能周期性变化规律与交通信号相位变化规律一致,表明所建模型可以准确表征路口区域群体车辆的行为和安全状态,从而验证了路口区域车辆群体安全模型的正确性与有效性。     

交通事故中车辆碰撞模型的研究与发展

对当前国内外交通事故再现分析领域的研究背景和现状给予了介绍,详细阐述了二维碰撞过程中碰撞阶段的数学模型,并指出模型有待于进一步研究的几方面内容,以及今后的发展趋势。     

基于单目视觉的车辆碰撞模型

为了解决主动安全研究中车辆在行驶过程中与前车的碰撞危险判定问题,该文提出了一种车辆碰撞模型。基于针孔成像原理,分析图像中目标车辆与世界坐标系中实际车辆的映射关系。检测图像中路面消失点与车辆底部的位置,并以其差值作为车辆尺寸特征。分析多帧图像中车辆目标尺寸特征的变化规律,从而分析出车辆行进趋势,并估算出前车同本车的相对碰撞时间。该碰撞模型既为驾驶员反馈了碰撞时间信息,又通过分析加速度避免虚警。与已有模型相比较,该文模型在车辆距离大于30 m时效果不稳定,在距离小于30 m时误差低于5%。实验结果表明该模型具备较强的实用性与准确性。     

丁字路口车辆U形转向的元胞自动机模型

基于丁字路口左半部分车道建立了双向六车道道路系统,考虑U形转向车道位于左车道和中车道两种情况。将直线道路和转向道路按车辆实际行驶轨迹交错划分元胞,引入红绿灯,以NaSch模型为基础进行模拟仿真,再统计各车道流量进行分析。结果表明,U形转向车道位于左车道时有利于U形转向车辆通行,位于中车道时有利于右方左转车辆通行,但对驶向路口三车道流量影响较大。     

基于贝叶斯网络模型的车辆碰撞概率预测

为准确研判道路交通环境中车辆发生碰撞的可能性,辅助驾驶人及时采取有效的避障决策,文中结合驾驶人、车辆、道路、环境四方面影响因素构建贝叶斯网络,提出了基于贝叶斯网络模型的车辆碰撞概率预测方法。利用Uc-road仿真软件对青岛市黄岛区前湾港路周边交通场景建立仿真模型,采用仿真数据与交通调查实际数据相结合的形式对模型进行验证。研究表明,利用贝叶斯网络模型预测的车辆碰撞概率与实际计算概率的最大有效绝对误差为0. 016,模型能够准确地预测车辆碰撞的概率,可为驾驶人在异常工况下避障提供决策依据。     

基于概率计算的车辆碰撞风险模型研究

 为研究面向车辆防撞系统的碰撞风险模型,分析了车辆碰撞风险的概率内涵,根据运动学理论并考虑车辆运行特征,建立了基于概率计算的侧向碰撞风险模型,运用Vissim微观交通仿真等方法模拟常见的车辆运行场景,利用输出数据离线计算风险值,并对仿真结果进行评价。将追尾碰撞发生的过程分为前车减速与前车减速条件下的碰撞两起事件,运用条件概率的思想求出追尾事故发生的概率来表征跟车风险。从安全的本质出发提出了跟车风险的表述方法,建立密度函数模型。在分析前车减速条件下追尾碰撞条件时,从汽车地面力学理论的角度补充考虑了制动系统作用时间、附着系数等影响因素,使模型更接近实际状况,并且将判断的标准由停车距离扩展到了制动全过程的位移。通过与其他风险模型产生的计算结果进行比较分析,发现基于概率计算的碰撞风险模型,能够更好地反映实际交通安全状态,更适用于车辆防碰撞系统。     

基于LS-DYNA的车辆-护栏碰撞仿真模型

 针对车辆与护栏的实体碰撞试验难度大、经费高、周期长、数据不易获取的情况,基于LS-DYNA 有限元软件,在分析实际碰撞试验的基础上,建立了碰撞车辆仿真模型和护栏仿真模型,优化碰撞过程,最终形成了车辆-护栏碰撞仿真模型;同时,与实际试验数据进行对比,分析了误差形成原因。结果表明,仿真模型试验结果与实车试验结果基本一致,验证了仿真模型的正确性。     

信号交叉口碰撞冲突分析及风险评估模型研究

针对信号交叉口的安全风险问题,对银川市3个城市交叉口的交通冲突情况进行了比较分析,指出有全红清空间隔交叉口的正交直角碰撞明显低于无全红清空间隔的交叉口.进一步利用4个设置和4个没有设置全红清空时间的交叉口每年平均发生的正交直角碰撞次数y和闯红灯违规比率nRLV以及速度离差vSD,开发了交叉口的正交直角碰撞风险评估模型.采用多元线性回归分析,给出了该模型的具体数学描述及风险评估分析,在设置全红清空时间的交叉口,nRLV的系数只有0.029,对交通安全风险没有实质的影响.在没有设置全红清空时间的交叉口,nRLV的系数为2.620,对正交直角碰撞有显著的影响.这说明,设置全红清空时间能有效地减少信号交叉口的正交直角碰撞.     

一种交叉路口处的车辆冲突微观模型

提出了一个基于冲突点的机动车流冲突模型,通过建立车辆对通行权的查询以及冲突点对车辆通行权的判断机制,反映出现实中车辆查看-判断-动作的行为流程;在此基础上对模型进行扩展,以适用于机非混行的交通环境.将模型应用在交通仿真软件中,并对特定冲突场景进行仿真模拟,从定量和定性两个角度对上述模型进行了验证.     

车辆正面碰撞的仿真与试验

以某轿车为对象,建立含乘员约束系统整车有限元模型.在LS-DYNA环境下,将整个模型划分为36万个壳单元进行正面碰撞过程数值模拟.对碰撞过程中能量转移、耗散、主要结构的吸能效果、乘驾假人的变形损伤指标进行了分析.将仿真分析结果与碰撞试验测试结果进行对比和评估,验证了含乘员约束系统的整车有限元模型的有效性;含乘员约束系统的汽车碰撞模型及计算机仿真分析方法较真实地反映出实车碰撞的状况和结果,具有实际工程应用价值.     

城市道路人车冲突和碰撞概率微观模型研究

利用临界间隙理论,定义了城市道路行人过街的安全感知特征;在此基础上,利用概率论方法,研究行人与机动车之间的交通冲突和碰撞微观机理,分别推导出人车冲突和碰撞概率微观模型.采用贝叶斯全概率公式和蒙特卡洛仿真方法求出具体的概率值,来分析行人安全感知、驾驶人反应时间、车流量及车速等对行人安全造成的影响.最后,基于人车冲突概率的90%置信水平,建立了行人过街的危险度评价指标,从而为交通管制实施提供最佳依据.     

车辆碰撞计算机模拟分析与评价

针对某型轿车进行了正面和侧面碰撞计算机模拟分析与评价.建立了含50百分位的HybridⅢ型假人及安全带约束系统的整车有限元模型,根据动态非线性有限元法的基本原理,建立碰撞过程描述方程和结构有限元离散化方程.在LS-DYNA环境下,对整车集成系统进行了正面和侧面碰撞的数值模拟和分析,求解出了碰撞时整车位移、速度和加速时间,并分析了该车在碰撞过程中主要吸能部件的吸能效果及能量与力的传播途径,以及假人的伤害程度.仿真结果表明,含假人的汽车碰撞过程计算机模拟,不仅能预测汽车结构本身的耐撞性能,还能较准确地预测碰撞过程中乘员的响应与伤害程度,对于减少实车碰撞试验次数,加快新车型开发速度具有重要意义.     

用于碰撞事故中车辆动力学模拟的轮胎模型分析

介绍了用于碰撞事故计算的Gim轮胎理论模型,并对其进行了分析与验证.     

车辆追尾碰撞避免技术

在理论建模的基础上,讨论了实现追尾碰撞避免的主要影响因素,即跟车距离测试技术、行驶环境、驾驶员因素以及追尾碰撞报警方式和报警频度,并指出了追尾碰撞避免技术的研究方向。     

车辆碰撞混凝土护栏的数值模拟与应用

合理简化车辆冲撞混凝土护栏过程，得到计算仿真模型并编制计算机程序。通过计算结果与文献的比较，证明了方法的合理性，最后对护栏安全的多个影响因素进行分析，进而提出混凝土护栏设计的建议。     

基于交通安全场的路口交通模型

提出了交通安全场的概念、性质,并建立了交通参与者安全场之间的冲突模型。通过对交通监控录像的分析,其计算结果与实际观测的数据基本一致,数据都在理想的范围之内。交通安全场模型可以扩展到城市干道以及高速公路的交通流建模,为交通分析、驾驶员培训、交通指挥及微观交通流仿真提供了理论基础。     

基于车联网数据的运输车辆安全评价模型

为了提高运输安全管理水平和运输效率,对运输车辆安全性进行客观评价,提出了一种结合多算法的行车安全评价模型。首先,根据交通运输部公路科学研究院所给车联网数据,设计并定义了驾驶人行为的特征指标和评价指标;其次,采用回归分析方法对驾驶人的驾驶风格进行分析;接着,分别采用K-means聚类和DBSCAN聚类算法对驾驶人的不良行为进行分析;经过对比,最终选用K-means聚类算法和因子分析的结果对驾驶行为进行评价,共分为6类。该模型将机器学习中的数据挖掘和数据分析算法与道路运输行业相结合,为道路运输安全管理的研究提供了一个量化分析的工具。     

面向高速公路的车辆换道安全预警模型

近年来在高速公路或快速道路上因车辆发生换道导致的交通事故频发,且后果都很严重.为此提出了面向高速公路的安全换道预警模型.首先描述了车辆换道过程和发生换道的动机;然后设计了模拟换道过程的场景,分析了车辆可能发生的碰撞类型;进而以避免发生碰撞为前提,分析车辆在换道过程中与周围相邻车辆间的位置关系,寻找出车辆发生碰撞的临界位置,并以此为依据,研究得到避免车辆发生碰撞的安全距离条件;最后以匀速换道为实例,验证了模型的有效性.     

车辆侧面碰撞台车试验方法

介绍了几种常用的侧碰台车试验装置的曲线复现原理,指出了现有侧碰台车试验方法存在的不足．在此基础上,结合侧碰车门内板速度曲线的特征．提出了一种易于在工程上实现的双速度平台侧碰撞台车试验方法．数学仿真验证表明,利用双速度平台曲线进行台车试验得到的假人伤害值与直接用车门内板速度曲线进行台车试验得到的假人伤害值有很高的相关度,完全能满足工程应用的需要．