基于CPS的道路交叉場(chǎng)景環(huán)境感知與仿真研究.pdf

1、汽車保有量的逐年增加在便利人民生活的同時(shí)，城市交通特別是道路交叉場(chǎng)景下的擁堵及事故問(wèn)題也日益制約著社會(huì)發(fā)展。現(xiàn)階段車輛通行控制主要以固定配時(shí)方式為主，這在一定程度上可以有效減少駕駛?cè)藫屝袔?lái)的交通擁堵和事故數(shù)量，但由于缺乏車與車、車與交通設(shè)施之間的環(huán)境互感知，信號(hào)燈不能根據(jù)車流量變化實(shí)時(shí)調(diào)整紅綠燈時(shí)間。信息物理融合系統(tǒng)(Cyber-Physical System，CPS)是計(jì)算、通信和控制過(guò)程高度集成的系統(tǒng)，通過(guò)在物理設(shè)備中嵌入傳感器和

2、通信設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部環(huán)境的感知、可靠數(shù)據(jù)傳輸、智能信息處理，并通過(guò)反饋機(jī)制對(duì)物理過(guò)程實(shí)時(shí)控制。目前CPS正在智能交通控制與安全、先進(jìn)汽車系統(tǒng)領(lǐng)域開(kāi)展廣泛的研究及應(yīng)用，這對(duì)于提高道路交通安全具有十分重要的意義。本文針對(duì)道路交叉場(chǎng)景下的車輛通行控制問(wèn)題，基于CPS理論物理對(duì)象之間可以通信連接獲取實(shí)時(shí)狀態(tài)信息并進(jìn)行反饋控制的特點(diǎn)，主要研究以下內(nèi)容:
　　(1)以無(wú)信號(hào)燈交叉路口為研究對(duì)象，考慮到車輛搶行易導(dǎo)致交通事故發(fā)生的情況，提出一種

3、車輛智能協(xié)同通行控制方法。首先基于CPS理論設(shè)計(jì)方法的系統(tǒng)框架，其次分析車輛需要實(shí)時(shí)獲取的通行信息，并基于信息交互分析時(shí)-空沖突，最后設(shè)計(jì)車輛優(yōu)先級(jí)比較規(guī)則和速度控制算法，化解車輛的潛在沖突風(fēng)險(xiǎn)，錯(cuò)開(kāi)不同車輛到達(dá)同一地點(diǎn)的時(shí)間。
　　(2)以有信號(hào)燈交叉路口為研究對(duì)象，針對(duì)固定配時(shí)方案的弊端，設(shè)計(jì)一種自適應(yīng)模糊通行控制策略。該方法首先設(shè)置信號(hào)燈的初始相位和周期，然后以綠燈方向車輛數(shù)量、剩余綠燈時(shí)間為輸入，綠燈影響因子為輸出建立一級(jí)