一種突發(fā)事件狀態(tài)下的車輛換道誘導(dǎo)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于汽車、交通、電子技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種突發(fā)事件狀態(tài)下的車輛 換道誘導(dǎo)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 針對突發(fā)事件造成道路上的車道擁堵問題，目前的車輛誘導(dǎo)系統(tǒng)僅可W實(shí)現(xiàn)正常 交通流狀態(tài)下的路徑誘導(dǎo)功能，但是對于事件發(fā)生后堵在事件車道上的車輛無法起到作 用，并且信息發(fā)布不及時、實(shí)用性不強(qiáng)，有關(guān)車輛換道誘導(dǎo)的研究尚少。此外，對于車輛換道 模型的構(gòu)建，傳統(tǒng)的遠(yuǎn)胞自動機(jī)等模型難W表達(dá)突發(fā)事件等復(fù)雜交通條件下的車輛換道行 為，但目前尚無有效解決該問題的相關(guān)研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的信息發(fā)布不及時、實(shí)用 性不強(qiáng)的問題，提供了一種突發(fā)事件狀態(tài)下的車輛換道誘導(dǎo)系統(tǒng)。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合【附圖說明】如 下： 陽〇化]一種突發(fā)事件狀態(tài)下的車輛換道誘導(dǎo)系統(tǒng)，由輸入子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)和執(zhí)行子 系統(tǒng)組成，所述輸入子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)處理器組成，控制子系統(tǒng)為車輛換道處理 器，執(zhí)行子系統(tǒng)由車載通信裝置和L邸顯示屏組成；輸入子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)處 理器相連，輸入子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理器與控制子系統(tǒng)中的車輛換道處理器相連，執(zhí)行子系 統(tǒng)中的車載通信裝置和L邸顯示屏分別與控制子系統(tǒng)中的車輛換道處理器相連。
[0006] 所述控制子系統(tǒng)的車輛換道處理器通過A、B、CS個接口與數(shù)據(jù)處理器相連，A接 口輸入車輛換道自驅(qū)動力數(shù)據(jù)，B接口輸入車輛換道外界斥力數(shù)據(jù)，C接口輸入車輛換道引 力數(shù)據(jù)。
[0007] 所述執(zhí)行子系統(tǒng)的語音接收器通過M接口與控制子系統(tǒng)的車輛換道處理器相連， L邸顯示屏通過N接口與控制子系統(tǒng)的車輛換道處理器相連。
[0008] 所述控制子系統(tǒng)建立車輛換道模型，所述車輛換道模型中的車輛換道行為受到車 輛自驅(qū)動力、外界斥力和引力S種力的相互作用，車輛在S種力的合力作用下最終沿一定 的路徑完成換道；
[0009] 車輛在換道時所受到的合力為：
[0010]
[0011] 車輛換道模型函數(shù)為：
[0012]
陽〇1引 4樹表示己車a所受S種力的合力；
[0014] 傑表示己車a所受的車輛自驅(qū)動力；
[0015] 4表示己車a的實(shí)際運(yùn)動速度；
[0016] 趨表示己車a的期望運(yùn)動速度；
[0017] 巧。表示己車a所受的后車C3所產(chǎn)生的斥力； 陽0化]良碼表示己車a與后車C3的距離向量；
[0019] /aDq表示前車巧對己車a產(chǎn)生的斥力；
[0020] 表示前車ef與己車a的距離向量；
[0021] /益表示事件E對己車a產(chǎn)生的斥力；
[0022] 4?表示事件E與己車a的距離向量；
[0023] A表示波動系數(shù)。
[0024] 所述波動系數(shù)是描述車輛在換道時實(shí)際運(yùn)動速度與最佳運(yùn)動速度的 偏離關(guān)系，車輛換道時的實(shí)際運(yùn)動速度表示為：
[0027] 4表示己車a的實(shí)際位移；
[0028] 巧y(0表示己車a的實(shí)際運(yùn)動速度；
[0029] 巧、?似表示己車a的最佳運(yùn)動速度；
[0030] 墻WX表示己車a的最大運(yùn)動速度；
[0031] 表示波動系數(shù)函數(shù)。
[0032] 所述車輛自驅(qū)動力是駕駛員利用車間通信技術(shù)獲取突發(fā)事件信息后進(jìn)行換道駕 駛的內(nèi)在驅(qū)動力；
[0033] 所述車輛自驅(qū)動力表示為：
[0034]
[0035] 其中：
[0036] 礎(chǔ)表示己車a的實(shí)際運(yùn)動速度；
[0037] 韻表示己車a的期望運(yùn)動速度；
[0038] T。表示己車a換道時達(dá)到目標(biāo)速度過程中產(chǎn)生的弛豫時間；
[0039]At表示單位時間。
[0040] 所述外界斥力包括后車產(chǎn)生的斥力、前車產(chǎn)生的斥力和事件產(chǎn)生的斥力；
[0041] 所述后車產(chǎn)生的斥力表達(dá)式為：
[0042]
[0043] /心表示己車a所受的后車C3所產(chǎn)生的斥力； |；0044] 苗每表不己車°與后車〔3的足巨離向量； W45] 表示己.C3的單位向量；
[0046] 是關(guān)于6(已。)單調(diào)減小的函數(shù)，
[0047] 6(4。)表示為：
[0048]
W例式中ftes= 4 -己g，心是后車C3的移動距離，表示后車〔3的運(yùn)動方 向；
[0050] 所述前車產(chǎn)生的斥力表達(dá)式為：
[0051]
[0052] 恐表示前車巧對己車a產(chǎn)生的斥力；
[0053]tcf表示前車與己車a的距離向量； 陽054] 聽。.c!i表示t如勺單位向量；
[0055] 6氏印ri)表示為：
[0056]
[0057] 式中n表示前車數(shù)量4巧二4 - %，3巧=E句么墻后車巧的移動距離，苗!表示 前車巧的運(yùn)動方向；
[0058] 所述事件產(chǎn)生的斥力表達(dá)式為：
[0059]
W60] 穗j表示事件E對己車a產(chǎn)生的斥力；
[0061] 也g表示事件E與己車a的距離向量，備￡= 4
[0062]Vf戰(zhàn)表示|j；E.的單位向量；
[0063] U。康示事件對己車a產(chǎn)生的勢能；
[0064] 斬￡(||4e||)是關(guān)于?a￡.的單調(diào)減小函數(shù)，咕￡(11已dl)表達(dá)為： 陽0化]
[0066] e是常量。
[0067] 所述引力是車輛在換道過程中目標(biāo)車道對己車產(chǎn)生的吸引力；
[0068] 所述引力表達(dá)式為：
[0069]
[0070] 其中/w表示為己車a在位置4處時目標(biāo)車道的引力；
[0071] 4表示己車a在換道過程中的位置向量；
[0072] W?？凳灸繕?biāo)車道對己車a產(chǎn)生的勢能； 陽〇7引陳aB(||LII,么句是關(guān)于距離L的單調(diào)增加函數(shù)，關(guān)于時間At的單調(diào)減少函數(shù)；[0074]
陽07引 e是常量，At是單位時間。
[0076] 所述控制子系統(tǒng)是車輛換道處理器，車輛換道處理器是一個搭載車輛換道模型程 序的單片機(jī)，車輛換道模型對交通流數(shù)據(jù)進(jìn)行分析輸出車輛換道范圍和路徑誘導(dǎo)方案。
[0077] 所述輸入子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集器用于采集智能交通系統(tǒng)所產(chǎn)生的交通數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù) 采集器為SQLServer2008數(shù)據(jù)采集器，在Microsoft數(shù)據(jù)平臺上存儲交通數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù) 進(jìn)行組織管理；所述輸入子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理器是將SQLServer2008數(shù)據(jù)采集器創(chuàng)建的 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化從而得到有效的交通數(shù)據(jù)，并傳輸至控制子系統(tǒng)。
[0078] SQLServer2008數(shù)據(jù)采集器從多臺服務(wù)器上收集性能相關(guān)數(shù)據(jù)，并存儲在中屯、 數(shù)據(jù)倉庫，然后通過SQLServerManagementStudio(SSM巧中的報(bào)表把數(shù)據(jù)展現(xiàn)出來。數(shù) 據(jù)收集器實(shí)現(xiàn)了對關(guān)鍵性能數(shù)據(jù)（比如，性能計(jì)數(shù)器，從動態(tài)管理視圖DMW中抓取的數(shù)據(jù)快 照和磁盤空間明細(xì)）的自動化采集，實(shí)現(xiàn)了智能化的數(shù)據(jù)采集。
[0079] 所述執(zhí)行子系統(tǒng)通過車載通信裝置和L邸顯示屏將換道信息發(fā)布到駕駛員所駕 駛的車輛中；所述執(zhí)行子系統(tǒng)中的車載通信裝置是指安裝在車輛上的語音接收器，L邸顯 示屏安裝于移動路粧上，在事件發(fā)生后放置于事件上游路段，將事件信息和誘導(dǎo)方案傳遞 給駕駛員，控制子系統(tǒng)輸出的路徑誘導(dǎo)方案信息通過無線網(wǎng)絡(luò)分別傳輸?shù)秸Z音接受器和 LED顯示屏。
[0080] 與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的有益效果是：
[0081] 車輛換道是影響汽車行駛安全的一個關(guān)鍵技術(shù)，現(xiàn)有技術(shù)由于解決角度的不全面 與實(shí)用性較低等諸多原因，在很多時候難W有效的根本解決關(guān)鍵問題。本實(shí)用新型提供一 種數(shù)據(jù)融合、控制、換道誘導(dǎo)與信息發(fā)布等組成的系統(tǒng)功能兼?zhèn)涞南到y(tǒng)，能夠很大程度的解 決車輛不當(dāng)?shù)膿Q道行為導(dǎo)致道路通行能力下降甚至引發(fā)二次交通事故等問題，提高駕駛?cè)?員的駕駛舒適性和道路交通的安全性。
【附圖說明】
[0082] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明：
[0083] 圖1是本實(shí)用新型所述突發(fā)事件狀態(tài)下的車輛換道誘導(dǎo)系統(tǒng)的技術(shù)路線圖；
[0084]圖2是本實(shí)用新型所述突發(fā)事件狀態(tài)下的車輛換道誘導(dǎo)系統(tǒng)的系統(tǒng)控制關(guān)系圖； [00化]圖3是本實(shí)用新型所述突發(fā)事件狀態(tài)下的車輛換道誘導(dǎo)系統(tǒng)的車輛自驅(qū)動力示 意圖；
[0086] 圖4是本實(shí)用新型所述突發(fā)事件狀態(tài)下的車輛換道誘導(dǎo)系統(tǒng)的車輛換道過程示 意圖；
[0087] 圖5是本實(shí)用新型所述突發(fā)事件狀態(tài)下的車輛換道誘導(dǎo)系統(tǒng)的外界斥力示意圖；
[0088]圖6是本實(shí)用新型所述突發(fā)事件狀態(tài)下的車輛換道誘導(dǎo)系統(tǒng)的引力示意圖；
[0089] 圖7是本實(shí)用新型所述突發(fā)事件狀態(tài)下的車輛換道誘導(dǎo)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞流程示 意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0090] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作詳細(xì)的描述：
[0091] 突發(fā)事件狀態(tài)下的車輛換道誘導(dǎo)系統(tǒng)由輸入子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)與執(zhí)行子系統(tǒng)組 成，控制子系統(tǒng)為傳輸數(shù)據(jù)并輸出控制指令的處理器，輸入子系統(tǒng)由智能交通系統(tǒng)提供的 數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)處理器組成，執(zhí)行子系統(tǒng)包括車載通信裝置和顯示屏。 陽〇9引一、控制子系統(tǒng)
[0093](一）建立車輛換道模型
[0094] 所述控制子系統(tǒng)中的車輛換道模型是基于分子動力學(xué)理論，對社會力模型進(jìn)行改 進(jìn)而得到的。當(dāng)車道上發(fā)生突發(fā)事件后，車輛的換道行為受到自驅(qū)動力、外界斥力、引力運(yùn) =種力的相互作用，車輛在各個分子力的作用下最終沿一定的路徑完成換道。 陽0巧](1)自驅(qū)動力
[0096] 參閱圖3,車輛自驅(qū)動力是駕駛員利用車間通信等技術(shù)獲取突發(fā)事件信息后進(jìn)行 換道駕駛的內(nèi)在驅(qū)動力。駕駛員換道時通常選擇最佳的期望路徑，假設(shè)車輛換道的期望路 徑為巧，其由n個子路徑組成，表示為島，瓦…，毎二巧。已的表示t時刻車輛a的實(shí)際位 置，I表示下一時刻車輛a的期望位置，車輛在t時刻的運(yùn)動方向表示為：
[0097]
[0098] 實(shí)際速度見托)與期望速度巧托)=的4片)存在誤差，在進(jìn)行換道達(dá)到目標(biāo)速度的 過程中會產(chǎn)生弛豫時間T。，因此車輛換道的驅(qū)動力表示為：
[0099]
陽100] 其中： 陽101] 運(yùn)表示己車a的實(shí)際運(yùn)動速度； 陽10引 譜表示己車a的期望運(yùn)