车道变换碰撞预警分析及最小纵向安全距离模型的研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com·l6·人类工效学2004年l2月第l0卷第4期文章编号：1006-8309(2004)04-0016-04车道变换碰撞预警分析及最小纵向安全距离模型的研究王军雷，李百川，应世杰，巩航军(长安大学汽车学院，陕西西安710(04)摘要：分析了车道变换时车辆的各种运动状态，研究了避免发生碰撞的条件；根据车道变换，计算出不发生碰撞的起始最小纵向安全距离，在此基础之上，建立了最小纵向安全距离模型。关键词：车道变换；碰撞预防；最小安全距离模型中图分类号：U492．84文献标识码：

2、AStudyonCollisionAvoidanceAnalysisforLaneChang~andMiniinunlLongitudinalSafetySpacingModelWANGJun—lei，LIBai·chuan，YINGShi·jie，GongHang·jun(SchoolofAutomobile，Chang’anUniversity，Xi’an71~64，China)Abstract：3~nispaperanalyzesthekinematicsofthevehiclesinvolvedinalane

3、changing，andstudiestheconditionsan—derwhichlanect~ngcollisionscallbeavoided．Givenaparticularlanechanging，theminimumlongitudinalsafe~spacinginwhichthevehiclesinvolvedshouldinitiallyhavenocollisionofanytypetotakeplaceduringthechangingiscalculated．BasedOiltheabove

4、theories，theminimumlowtudinalsafetyspacingmodelisbuilt．‘Keywords：lanechanging；collisionavoidance；minimumsafetyspacingmodel1前言看，车与车之间的车距应尽可能的小，但鉴于安全车道变换时，可能发生的碰撞有多种：追尾碰问题更为重要，所以选择最小安全距离，无论对安撞、车辆单独碰撞、侧向刮擦和带角度的碰撞等。全还是对容量来说，都具有非常重要的意义。虽然车道变换碰撞相对于其它类型的碰撞较少，2车道变换时的最小

5、纵向安全距离仅占交通事故的4％⋯，但这种碰撞往往会造成如图1所示，M车从自车车道上将要变换到交通延迟、引起交通堵塞，从而增加出行时间，产目标车道上，在M车前方有A车，后方有B车；在生负面的经济影响。事实上，行驶中的车辆所发目标车道上，左前方有D车，左后方有C车。假生的碰撞可以通过调节相对车速和增加纵向车间设M车在t=0时开始变换车道，变换时间由两部距来减少。但公路的总容量与车速成正比，与纵分组成：施加侧向加速度之前的调整时间fnd与向车间距成反比，因此降低车速或增加车间距必施加侧向加速度的时间t，除M车外的其它车辆将

6、引起公路总容量的减小。可见从容量角度来侧向加速度均设为0。图1车道变换前M车和其它车的位置关系作者简介：王军雷(1978一)，男，河北定兴人，硕士研究生，主要从事交通安全及车辆预警系统开发研究。维普资讯http://www.cqvip.com人类工效学2004年12月第10卷第4期·17·为了便于确定各车的运动位置，在图1中设Xi(f)和Yi(f)，例如：XM(f)，yM(f)表示M车左前置了坐标系：X轴方向为各车行驶方向，y轴为M角P点的纵向位移和侧向位移。车侧移方向。i车(任意车)的纵向加速度、纵向经分析，M车侧

7、向加速度的计算模型可由以速度、纵向位移和侧向位移分别为a(t)(t)，下正弦函数来表示[]：alaz，t、)1『f￡f＼Sin(lat(f—t∈[f，toaj+ttaz](1)0，其它式中，H：M车总的侧移距离；tfnl：M车施加侧向加生碰撞。速度的时间；：M车施加侧向加速度前的调整2．1介于M车和D车之间的最小安全距离时间。在图2的M车和D车的碰撞示意图中，设S本文是利用以上所描述的模型和五辆车的纵为起始时M车和D车的侧向内侧间距，LS为D向加速度来确定M车在时间间隔[0，T]内与其它车右侧纵向线，当M车变换车道经

8、过LS线时，M车辆均不发生碰撞的起始纵向距离，时间T为总车的左前角首先经过LS线，与LS线交于N点。的变道时间。从图1可知，由于B车在M车的正nd+t^f为M车行驶到N点所用的时间，耐+t^f后方，在车道变换时，应由B车考虑它们之间的时间及以后时间内，定义为最危险时间段，M车与安全距离。M车和A车之间的碰撞模型与追尾D车可能发生的碰撞为：带角度