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基本信息
- 項目名稱：
- Ini-Protect主動安全系統(tǒng)--車路協(xié)同環(huán)境下的交叉口信息服務(wù)
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 作品基于車路協(xié)同環(huán)境，以交通安全與效率為切入點，分析了城市信控交叉口安全現(xiàn)狀，以及車路協(xié)同系統(tǒng)的特性與適用性，應(yīng)用現(xiàn)代交通流理論和現(xiàn)代系統(tǒng)工程理論，設(shè)計了一種車路協(xié)同環(huán)境下的基于物理過程、時間順序、功能堆砌的主動安全機制，并構(gòu)架、實現(xiàn)了基于該機制的實用主動安全系統(tǒng)，通過實地實驗，驗證該機制與系統(tǒng)的可靠度、可行性與實際可操作性。
- 詳細(xì)介紹：
- 信控交叉口的安全與效率問題一直是城市交通的瓶頸問題，車車、車路通訊等智能車路技術(shù)的發(fā)展，使得主動安全機制得以應(yīng)用于城市信控交叉口。論文基于車路協(xié)同環(huán)境，以交通安全與效率為切入點，分析了城市信控交叉口安全現(xiàn)狀，以及車路協(xié)同系統(tǒng)的特性與適用性，應(yīng)用現(xiàn)代交通流理論和現(xiàn)代系統(tǒng)工程理論，設(shè)計了一種車路協(xié)同環(huán)境下的基于物理過程、時間順序、功能堆砌的主動安全機制，并構(gòu)架、實現(xiàn)了基于該機制的實用主動安全系統(tǒng)，利用實地實驗、模擬車輛實驗、vissim二次開發(fā)仿真以及基于Agent的開發(fā)平臺NetLogo的建模、仿真和評價，以獲取該機制與系統(tǒng)在提高城市信控交叉口安全與效率方面的指標(biāo)，驗證該機制與系統(tǒng)的可靠度、可行性與實際可操作性。 Ini-protect主動安全信息服務(wù)系統(tǒng)適用于一般信號控制交叉口，為駕駛員提供交叉口通行駕駛誘導(dǎo)、車距監(jiān)測、輔助換道、避讓決策等信息服務(wù)，并能提供一般的GPS地圖功能。隨著通信技術(shù)、信息采集技術(shù)的不斷發(fā)展，本系統(tǒng)具有良好的市場應(yīng)用前景。
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本作品的研究目的為對基于車路協(xié)同的交叉口主動交通安全機制進行系統(tǒng)的、以實用性為導(dǎo)向的研究，建立一個提供安全駕駛決策的信息服務(wù)原型系統(tǒng)?；舅悸窞椋? 1.分析信號控制交叉口駕駛行為特性，設(shè)計一套完備的主動安全機制，減少甚至避免駕駛員犯錯誤，控制事故產(chǎn)生的每一個階段，將交通態(tài)勢向安全的方向引導(dǎo) 2.建立主動安全各級機制層的模型與算法和量化指標(biāo)，使上述機制適應(yīng)交通系統(tǒng)的時空變化屬性并具有高可靠性 3.根據(jù)上述機制、模型與算法設(shè)計實用系統(tǒng)，在實際道路上部署并測試該系統(tǒng)，使系統(tǒng)具有高可靠性和魯棒性 創(chuàng)新點： 1.運用智能交通新技術(shù)，將車路協(xié)同技術(shù)引入信控交叉口主動安全控制，并在通行判定、安全車距等駕駛決策參數(shù)算法中加入上述各層信息服務(wù)需求和車路協(xié)同環(huán)境特征因素 2.從邏輯層、物理層和用戶層構(gòu)建車路協(xié)同環(huán)境，以Webservice進行穩(wěn)定的車路通信；以差分GPS采集精準(zhǔn)的車輛行駛信息；以完備深入的機制理論及算法提供準(zhǔn)確的駕駛決策 3.實現(xiàn)了對駕駛?cè)藛T分層分級的決策支持，建立面向安全的信息服務(wù)系統(tǒng)。 技術(shù)關(guān)鍵： 1.在現(xiàn)實環(huán)境中以WIFI進行TCP/IP協(xié)議的車路通信 2.使用差分GPS進行車輛行駛信息采集 3.考慮車路協(xié)同特征的算法設(shè)計 主要技術(shù)指標(biāo)： 1.通信帶寬 當(dāng)交叉口車輛數(shù)為500輛時通信帶寬不小于512K 2.響應(yīng)時間 常規(guī)誘導(dǎo)業(yè)務(wù)0.5s；緊急避讓0.01s 3.定位精度 車輛位置坐標(biāo)±0.1m；車輛速度20km/h時速度誤差為±0.2km/h
科學(xué)性、先進性
- (1) 機制設(shè)計上體現(xiàn)了多角度、多手段解決交通安全問題的思想，以人為重點服務(wù)對象，根據(jù)事件的時間展開與邏輯關(guān)系，充分利用了先進的交通信息管理與控制技術(shù)，考慮交通事件的邏輯發(fā)展與人的影響因素，相對于傳統(tǒng)交通安全機制、設(shè)施或系統(tǒng)，更為全面化、邏輯化、人性化地實現(xiàn)了城市信控交叉口的主動安全系統(tǒng)，符合現(xiàn)代系統(tǒng)工程思想。 (2) 針對交通事件發(fā)展的時間過程與解決問題的邏輯流程提供分層分優(yōu)先級的決策支持，并考慮到不同車輛性能、駕駛?cè)藛T特性，以帶有車路協(xié)同環(huán)境特征的模型算法為不同個體提供不同的決策方案，實現(xiàn)了個性化的信息誘導(dǎo)及決策支持。 (3) 本研究通過構(gòu)建并實地實現(xiàn)的Ini-Protect主動安全信息服務(wù)系統(tǒng)可以實時地向駕駛?cè)藛T提供駕駛決策支持等信息服務(wù)，運用各種先進的實時信息采處發(fā)技術(shù)為決策支持提供了時間保證，從事故發(fā)生前即開始進行安全決策保障，真正實現(xiàn)了從被動安全到主動安全的轉(zhuǎn)化。較之以往的機制系統(tǒng)，本主動安全機制具有卓越的可實現(xiàn)性。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2010年同濟大學(xué)第九屆交通科技大賽一等獎
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 暫無
作品可展示的形式
- 視頻、圖片、實物、圖紙
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 該作品的技術(shù)特點是從邏輯層、物理層和用戶層構(gòu)建了信控交叉口車路協(xié)同環(huán)境和系統(tǒng)，以TCP/IP協(xié)議的Webservice進行穩(wěn)定的車路通信；以RTC模式的差分GPS采集精準(zhǔn)的車輛行駛信息；全面采用面向?qū)ο缶幊谭椒?gòu)建處理迅速的后臺服務(wù)；以完備深入的機制理論及算法研究提供準(zhǔn)確的駕駛決策建議。并在真實交叉口環(huán)境中進行測試，證實該系統(tǒng)的上述特性。 Ini-protect主動安全信息服務(wù)系統(tǒng)適用于一般信號控制交叉口，為駕駛員提供交叉口通行駕駛誘導(dǎo)、車距監(jiān)測、輔助換道、避讓決策等信息服務(wù)，并能提供一般的GPS地圖功能。隨著通信技術(shù)、信息采集技術(shù)的不斷發(fā)展，本系統(tǒng)具有良好的市場應(yīng)用前景。
同類課題研究水平概述
- (1)國外研究 對于基于車路協(xié)同的主動安全系統(tǒng)的研究從上世紀(jì)九十年代初期開始，各國在研究和產(chǎn)業(yè)化過程中表現(xiàn)出不同的特點。 美國的研究著重于理論性，項目多以政府與研究機構(gòu)合作開展，重視交通參與者的行為及影響因素分析。開發(fā)的系統(tǒng)包括碰撞避險系統(tǒng)、VII等。 日本對基于車路協(xié)同的主動安全研究的貢獻主要在于技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，項目多以政府部門與企業(yè)聯(lián)合的形式出現(xiàn)。開發(fā)的系統(tǒng)包括先進道路支援系統(tǒng)等。 Ching-Yao Chen等在2005年提出了交叉口決策支持系統(tǒng)的模型，并進行了駕駛行為分析，整理研究了人的屬性在交通中的影響。并提出了不僅包含車路通信，還包含車車通信的通信理念，使得車路協(xié)同系統(tǒng)更加全面精確。 Daiheng Ni, Hossein Pishro-Nik等研究了基于VII的典型交叉口碰撞預(yù)警系統(tǒng)，并進行了車載與路面單元通信的實驗，實驗結(jié)果證明了在車路協(xié)同系統(tǒng)下，可有效地避免交叉口的碰撞，提高行車安全。 (2)國內(nèi)研究 我國對交通安全問題的研究最早開始于“七五”期間，從“八五”開始，一批著名大學(xué)、科研院所進行了大量的交通安全研究。如吉林大學(xué)在九五期間的承擔(dān)了機械工業(yè)部“圖象識別式自動引導(dǎo)車輛系統(tǒng)開發(fā)研究”等項目，在“十五”期間承擔(dān)了國家科技攻關(guān)項目“車載信息裝置開發(fā)”，還建立了汽車性能實驗室等科學(xué)研究平臺。 2009年12月在深圳舉行的中國智能交通年會特設(shè)了車路協(xié)同技術(shù)專場，科技部十二五智能交通科技規(guī)劃編寫組組長關(guān)積珍研究員在題為“十二五中國智能交通科技發(fā)展設(shè)想”的報告中將車路協(xié)同技術(shù)列為中國未來智能交通的五項發(fā)展方向之一。 楊曉光，鄒智軍，王平等展開了國家自然科學(xué)基金項目“基于車路協(xié)調(diào)的下一代道路交叉口交通控制技術(shù)探索研究的研究，將主動安全技術(shù)列為重點研究方向。 郭忠印、方守恩，裴玉龍，陳永勝、劉小明，蔡軍等專家進行了“主動道路安全設(shè)計”的一些研究，力圖在道路的設(shè)計階段，通過各種方法，將交通事故發(fā)生的可能性降到最小。這些研究主要側(cè)重于道路和交叉口具體線型、結(jié)構(gòu)、設(shè)施設(shè)計等方面，未涉及交通規(guī)劃階段及車路協(xié)同環(huán)境下主動安全問題。
