基于车联网的无信号灯交通指挥系统的研究

摘要

交叉口连接不同方向的道路，是道路交通网的重要枢纽点，不同方向的车流在此汇聚，易引发不同车流之间的相互冲突，是道路交通事故多发地，因此可知世界各国共同面临着交叉口车辆行驶安全的重大难题，特别是车辆交通流在无信号交叉口除了基本的道路交通安全法规定之外便无任何控制，其车辆行驶安全水平远远低于有信号灯控制的交叉口。
　　随着车联网技术的不断改善和发展，道路交通网络的安全程度、运输效率和智能化水平得到了大大的提升，其中的重要构成部分，车路协同系统己经成为智能交通的研究热点。车路协同作用的环境下，车与车、车与路之间可以实时实现行驶信息和路况信息的共用与交换，此技术在提高行车的安全通行效率起到了上具有重要的意义。此外，无人驾驶智能车的出现改善了这些问题，不但减轻了驾驶员的负担，还缓解了交通的拥堵。本文以车联网技术为基础，设计一种用于解决无人驾驶汽车在无信号交叉口行驶安全和效率较高的交通指挥系统。
　　本文主要针对无人车在双车道无信号交叉口，主要分析交叉口中车联网技术的系统框架，包括车车/车路通信技术和智能车载系统，同时确定了交叉口的车辆无线定位采用GPS定位为主，航线推算定位（DR）为辅的定位方式；采用DSRC无线短程通信，进行交叉口车辆及时准确的通信，此外建立了交叉口的车辆冲突规则库。
　　同时分析交叉口的各种通行策略，设计一种不同流量下的通行策略，低流量下根据分析交叉口车辆运行轨迹，以加速度和速度为变量建立优化模型，采用控制优化加速度的方式以改变速度的方式来达到不停车通过，高流量下采用走停式排队等候通过交叉口，通过遗传算法进行优化模型求解以及Matlab仿真证明该指挥系统对于提高交叉口具有很大的作用，该系统确保车辆行驶安全的前提下，大大改善了无信号交叉口的通行状况。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 课题研究状况

1.3 本文主要研究内容及章节安排

第2章 基于车联网的交叉口系统框架

2.1 概述

2.2 车联网系统架构

2.3 基于车联网的交叉口协调系统

2.4 本章小结

第3章 交叉口无线定位及冲突分析

3.1 交叉口无线定位

3.2 交叉口冲突分析

3.3 本章小结

第4章 无信号交叉口协调策略

4.1 无信号交叉口通行方式

4.2 无信号交叉口协调策略

4.3 低流量状态交叉口

4.4 高流量状态下交叉口

4.5 本章小结

第5章 通行策略求解及仿真

5.1 基于遗传算法的优化模型求解

5.2 仿真实验分析

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢