本文關(guān)鍵詞：車路協(xié)同半實(shí)物仿真系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 車路協(xié)同 半實(shí)物仿真 跟馳模型 換道模型 超車模型

【摘要】：車路協(xié)同系統(tǒng)作為解決當(dāng)前道路交通擁堵、安全與環(huán)保問題的重要手段,正受到越來越多的關(guān)注已成為交通領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在真實(shí)交通場景中進(jìn)行車路協(xié)同相關(guān)研究,存在系統(tǒng)建設(shè)成本高、維護(hù)復(fù)雜、實(shí)驗危險性等問題,而軟件仿真實(shí)驗又存在理想化建模,忽略人-車-路物理特性對模型結(jié)果的影響的問題。針對上述問題,本文結(jié)合實(shí)際車路協(xié)同系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),構(gòu)建道路微縮沙盤、模型車輛、定位系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等實(shí)物模塊,在實(shí)驗室環(huán)境中搭建貼近于真實(shí)環(huán)境的車路協(xié)同半實(shí)物仿真系統(tǒng)。既降低了實(shí)驗成本和危險性,又能夠在貼近真實(shí)交通環(huán)境的情況下對典型交通場景下的車路協(xié)同問題進(jìn)行建模、仿真與控制等方面的試驗研究,從而為實(shí)際的車路協(xié)同研究提供有力的理論支撐和技術(shù)儲備。首先,構(gòu)建了車路協(xié)同半實(shí)物仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)由上位機(jī)控制軟件、UWB室內(nèi)定位模塊、ZigBee通信模塊、智能模型車輛組成;設(shè)計了基于分層控制的半實(shí)物仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu),開發(fā)完成了上位機(jī)仿真控制軟件、UWB定位模塊及定位算法、ZigBee通信軟硬件模塊。其次,分析并設(shè)計了基于V2V的三種車路協(xié)同場景,包括車輛跟馳場景,車輛換道場景以及車輛超車場景。系統(tǒng)研究了車輛跟馳模型、換道模型及超車模型的相關(guān)理論,并在軟件層面對上述模型進(jìn)行了仿真和有效性驗證。最后,采用構(gòu)建的車路協(xié)同半實(shí)物仿真系統(tǒng),對基于V2V的三種車路協(xié)同場景進(jìn)行了半實(shí)物模擬仿真試驗。實(shí)時采集了試驗過程中不同場景下模型車輛的移動數(shù)據(jù),并進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明,車路協(xié)同半實(shí)物仿真系統(tǒng)能夠較真實(shí)的還原典型的交通場景,驗證控制模型的可用性,并能反應(yīng)出潛在的物理因素對控制模型的影響,為理論模型的進(jìn)一步完善提供依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：車路協(xié)同 半實(shí)物仿真 跟馳模型 換道模型 超車模型
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U495;TP391.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 選題背景與意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 車路協(xié)同技術(shù)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 車路協(xié)同仿真與試驗研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)與內(nèi)容13-16
• 第二章 系統(tǒng)總體架構(gòu)16-27
• 2.1 車路協(xié)同系統(tǒng)仿真基礎(chǔ)16-21
• 2.1.1 車路協(xié)同系統(tǒng)體系概述16-18
• 2.1.2 半實(shí)物仿真基本理論18-19
• 2.1.3 基本路段上的車輛運(yùn)動特性19-21
• 2.2 車路協(xié)同半實(shí)物仿真系統(tǒng)21-26
• 2.2.1 系統(tǒng)組成21-24
• 2.2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)24-25
• 2.2.3 技術(shù)路線25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第三章 仿真系統(tǒng)軟硬件平臺構(gòu)建27-47
• 3.1 仿真系統(tǒng)中的車輛定位與分析27-35
• 3.1.1 定位技術(shù)的選擇27-31
• 3.1.2 基于UWB技術(shù)的定位方案31-35
• 3.2 仿真系統(tǒng)中的車-車/車-路通信35-42
• 3.2.1 通信系統(tǒng)功能分析35-36
• 3.2.2 無線通信技術(shù)的選擇36-39
• 3.2.3 通信系統(tǒng)設(shè)計39-42
• 3.3 仿真控制系統(tǒng)軟件設(shè)計42-46
• 3.3.1 仿真控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)42-44
• 3.3.2 仿真控制系統(tǒng)功能流程圖44-45
• 3.3.3 系統(tǒng)界面設(shè)計45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 基于V2V的車輛跟馳半實(shí)物仿真試驗與分析47-63
• 4.1 場景設(shè)計47-50
• 4.1.1 場景描述47-50
• 4.1.2 通信需求50
• 4.2 理論模型仿真50-59
• 4.2.1 Pipes模型50
• 4.2.2 Newell模型50-53
• 4.2.3 Bando模型53-55
• 4.2.4 FVD模型55-58
• 4.2.5 跟馳模型對比分析58-59
• 4.3 車輛跟馳場景半實(shí)物仿真試驗59-62
• 4.3.1 試驗方案設(shè)計59-60
• 4.3.2 試驗結(jié)果分析60-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 第五章 基于V2V的車輛換道半實(shí)物仿真試驗與分析63-79
• 5.1 場景設(shè)計63-65
• 5.1.1 場景描述63-65
• 5.1.2 通信需求65
• 5.2 換道安全距離模型的建立65-70
• 5.2.1 換道過程分析65-68
• 5.2.2 最小安全距離——同車道前方車輛68
• 5.2.3 最小安全距離——目標(biāo)車道前方車輛68-69
• 5.2.4 最小安全距離——目標(biāo)車道后方車輛69-70
• 5.3 車輛換道場景理論模型仿真70-74
• 5.3.1 與同車道前方車輛的安全距離仿真分析71-72
• 5.3.2 與目標(biāo)車道前車的安全距離仿真分析72-73
• 5.3.3 與目標(biāo)車道后車的安全距離仿真分析73-74
• 5.4 車輛換道場景半實(shí)物仿真試驗74-78
• 5.4.1 試驗方案設(shè)計74-76
• 5.4.2 試驗結(jié)果分析76-78
• 5.5 本章小結(jié)78-79
• 第六章 基于V2V的車輛超車半實(shí)物仿真試驗與分析79-98
• 6.1 場景設(shè)計79-81
• 6.1.1 場景描述79-81
• 6.1.2 通信需求81
• 6.2 超車安全距離模型的建立81-87
• 6.2.1 等速超車模型83-85
• 6.2.2 加速超車模型85-87
• 6.3 超車場景理論模型仿真87-92
• 6.3.1 仿真分析的參數(shù)設(shè)定87
• 6.3.2 等速超車模型仿真分析87-89
• 6.3.3 加速超車模型仿真分析89-92
• 6.4 車輛超車場景半實(shí)物仿真試驗92-96
• 6.4.1 試驗方案設(shè)計92-94
• 6.4.2 試驗結(jié)果分析94-96
• 6.5 本章小結(jié)96-98
• 總結(jié)與展望98-100
• 全文總結(jié)98-99
• 技術(shù)展望99-100
• 參考文獻(xiàn)100-106
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果106-107
• 致謝107

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：917074