一种突发事件状态下的车辆换道诱导系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于汽车、交通、电子技术领域，具体设及一种突发事件状态下的车辆 换道诱导系统。
【背景技术】
[0002] 针对突发事件造成道路上的车道拥堵问题，目前的车辆诱导系统仅可W实现正常 交通流状态下的路径诱导功能，但是对于事件发生后堵在事件车道上的车辆无法起到作 用，并且信息发布不及时、实用性不强，有关车辆换道诱导的研究尚少。此外，对于车辆换道 模型的构建，传统的远胞自动机等模型难W表达突发事件等复杂交通条件下的车辆换道行 为，但目前尚无有效解决该问题的相关研究。
【发明内容】
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的信息发布不及时、实用 性不强的问题，提供了一种突发事件状态下的车辆换道诱导系统。
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案实现的，结合【附图说明】如 下： 阳〇化]一种突发事件状态下的车辆换道诱导系统，由输入子系统、控制子系统和执行子 系统组成，所述输入子系统由数据采集器和数据处理器组成，控制子系统为车辆换道处理 器，执行子系统由车载通信装置和L邸显示屏组成；输入子系统中的数据采集器与数据处 理器相连，输入子系统中的数据处理器与控制子系统中的车辆换道处理器相连，执行子系 统中的车载通信装置和L邸显示屏分别与控制子系统中的车辆换道处理器相连。
[0006] 所述控制子系统的车辆换道处理器通过A、B、CS个接口与数据处理器相连，A接 口输入车辆换道自驱动力数据，B接口输入车辆换道外界斥力数据，C接口输入车辆换道引 力数据。
[0007] 所述执行子系统的语音接收器通过M接口与控制子系统的车辆换道处理器相连， L邸显示屏通过N接口与控制子系统的车辆换道处理器相连。
[0008] 所述控制子系统建立车辆换道模型，所述车辆换道模型中的车辆换道行为受到车 辆自驱动力、外界斥力和引力S种力的相互作用，车辆在S种力的合力作用下最终沿一定 的路径完成换道；
[0009] 车辆在换道时所受到的合力为：
[0010]
[0011] 车辆换道模型函数为：
[0012]
阳〇1引 4树表示己车a所受S种力的合力；
[0014] 傑表示己车a所受的车辆自驱动力；
[0015] 4表示己车a的实际运动速度；
[0016] 趨表示己车a的期望运动速度；
[0017] 巧。表示己车a所受的后车C3所产生的斥力； 阳0化]良码表示己车a与后车C3的距离向量；
[0019] /aDq表示前车巧对己车a产生的斥力；
[0020] 表示前车ef与己车a的距离向量；
[0021] /益表示事件E对己车a产生的斥力；
[0022] 4?表示事件E与己车a的距离向量；
[0023] A表示波动系数。
[0024] 所述波动系数是描述车辆在换道时实际运动速度与最佳运动速度的 偏离关系，车辆换道时的实际运动速度表示为：
[0027] 4表示己车a的实际位移；
[0028] 巧y(0表示己车a的实际运动速度；
[0029] 巧、?似表示己车a的最佳运动速度；
[0030] 墙WX表示己车a的最大运动速度；
[0031] 表示波动系数函数。
[0032] 所述车辆自驱动力是驾驶员利用车间通信技术获取突发事件信息后进行换道驾 驶的内在驱动力；
[0033] 所述车辆自驱动力表示为：
[0034]
[0035] 其中：
[0036] 礎表示己车a的实际运动速度；
[0037] 韻表示己车a的期望运动速度；
[0038] T。表示己车a换道时达到目标速度过程中产生的弛豫时间；
[0039]At表示单位时间。
[0040] 所述外界斥力包括后车产生的斥力、前车产生的斥力和事件产生的斥力；
[0041] 所述后车产生的斥力表达式为：
[0042]
[0043] /心表示己车a所受的后车C3所产生的斥力； |；0044] 苗每表不己车°与后车〔3的足巨离向量； W45] 表示己.C3的单位向量；
[0046] 是关于6(已。)单调减小的函数，
[0047] 6(4。)表示为：
[0048]
W例式中ftes= 4 -己g，心是后车C3的移动距离，表示后车〔3的运动方 向；
[0050] 所述前车产生的斥力表达式为：
[0051]
[0052] 恐表示前车巧对己车a产生的斥力；
[0053]tcf表示前车与己车a的距离向量； 阳054] 听。.c!i表示t如勺单位向量；
[0055] 6氏印ri)表示为：
[0056]
[0057] 式中n表示前车数量4巧二4 - %，3巧=E句么墙后车巧的移动距离，苗!表示 前车巧的运动方向；
[0058] 所述事件产生的斥力表达式为：
[0059]
W60] 穗j表示事件E对己车a产生的斥力；
[0061] 也g表示事件E与己车a的距离向量，备￡= 4
[0062]Vf战表示|j；E.的单位向量；
[0063] U。康示事件对己车a产生的势能；
[0064] 斬￡(||4e||)是关于?a￡.的单调减小函数，咕￡(11已dl)表达为： 阳0化]
[0066] e是常量。
[0067] 所述引力是车辆在换道过程中目标车道对己车产生的吸引力；
[0068] 所述引力表达式为：
[0069]
[0070] 其中/w表示为己车a在位置4处时目标车道的引力；
[0071] 4表示己车a在换道过程中的位置向量；
[0072] W。康示目标车道对己车a产生的势能； 阳〇7引陳aB(||LII,么句是关于距离L的单调增加函数，关于时间At的单调减少函数；[0074]
阳07引 e是常量，At是单位时间。
[0076] 所述控制子系统是车辆换道处理器，车辆换道处理器是一个搭载车辆换道模型程 序的单片机，车辆换道模型对交通流数据进行分析输出车辆换道范围和路径诱导方案。
[0077] 所述输入子系统中的数据采集器用于采集智能交通系统所产生的交通数据，数据 采集器为SQLServer2008数据采集器，在Microsoft数据平台上存储交通数据并对数据 进行组织管理；所述输入子系统中的数据处理器是将SQLServer2008数据采集器创建的 数据库中的数据进行优化从而得到有效的交通数据，并传输至控制子系统。
[0078] SQLServer2008数据采集器从多台服务器上收集性能相关数据，并存储在中屯、 数据仓库，然后通过SQLServerManagementStudio(SSM巧中的报表把数据展现出来。数 据收集器实现了对关键性能数据（比如，性能计数器，从动态管理视图DMW中抓取的数据快 照和磁盘空间明细）的自动化采集，实现了智能化的数据采集。
[0079] 所述执行子系统通过车载通信装置和L邸显示屏将换道信息发布到驾驶员所驾 驶的车辆中；所述执行子系统中的车载通信装置是指安装在车辆上的语音接收器，L邸显 示屏安装于移动路粧上，在事件发生后放置于事件上游路段，将事件信息和诱导方案传递 给驾驶员，控制子系统输出的路径诱导方案信息通过无线网络分别传输到语音接受器和 LED显示屏。
[0080] 与现有技术相比本实用新型的有益效果是：
[0081] 车辆换道是影响汽车行驶安全的一个关键技术，现有技术由于解决角度的不全面 与实用性较低等诸多原因，在很多时候难W有效的根本解决关键问题。本实用新型提供一 种数据融合、控制、换道诱导与信息发布等组成的系统功能兼备的系统，能够很大程度的解 决车辆不当的换道行为导致道路通行能力下降甚至引发二次交通事故等问题，提高驾驶人 员的驾驶舒适性和道路交通的安全性。
【附图说明】
[0082] 下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：
[0083] 图1是本实用新型所述突发事件状态下的车辆换道诱导系统的技术路线图；
[0084]图2是本实用新型所述突发事件状态下的车辆换道诱导系统的系统控制关系图； [00化]图3是本实用新型所述突发事件状态下的车辆换道诱导系统的车辆自驱动力示 意图；
[0086] 图4是本实用新型所述突发事件状态下的车辆换道诱导系统的车辆换道过程示 意图；
[0087] 图5是本实用新型所述突发事件状态下的车辆换道诱导系统的外界斥力示意图；
[0088]图6是本实用新型所述突发事件状态下的车辆换道诱导系统的引力示意图；
[0089] 图7是本实用新型所述突发事件状态下的车辆换道诱导系统的数据传递流程示 意图；
【具体实施方式】
[0090] 下面结合附图对本实用新型作详细的描述：
[0091] 突发事件状态下的车辆换道诱导系统由输入子系统、控制子系统与执行子系统组 成，控制子系统为传输数据并输出控制指令的处理器，输入子系统由智能交通系统提供的 数据采集器和数据处理器组成，执行子系统包括车载通信装置和显示屏。 阳〇9引一、控制子系统
[0093](一）建立车辆换道模型
[0094] 所述控制子系统中的车辆换道模型是基于分子动力学理论，对社会力模型进行改 进而得到的。当车道上发生突发事件后，车辆的换道行为受到自驱动力、外界斥力、引力运 =种力的相互作用，车辆在各个分子力的作用下最终沿一定的路径完成换道。 阳0巧](1)自驱动力
[0096] 参阅图3,车辆自驱动力是驾驶员利用车间通信等技术获取突发事件信息后进行 换道驾驶的内在驱动力。驾驶员换道时通常选择最佳的期望路径，假设车辆换道的期望路 径为巧，其由n个子路径组成，表示为島，瓦…，毎二巧。已的表示t时刻车辆a的实际位 置，I表示下一时刻车辆a的期望位置，车辆在t时刻的运动方向表示为：
[0097]
[0098] 实际速度見托)与期望速度巧托)=的4片)存在误差，在进行换道达到目标速度的 过程中会产生弛豫时间T。，因此车辆换道的驱动力表示为：
[0099]
阳100] 其中： 阳101] 运表示己车a的实际运动速度； 阳10引 譜表示己车a的期望运