道路交叉口车路协调实验系统设计与实现

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1、道路交叉口车路协调实验系统设计与实现——杨晓光朱彤姚佼，等47道路交叉口车路协调实验系统设计与实现*杨晓光朱彤姚佼白玉马国胜。(同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804)(长安大学汽车学院交通运输系。西安710064)(哈尔滨工业大学(威海)交通运输工程。山东威海264209)摘要提出了道路交叉口车路协调实验系统框架、实现方法并进行了系统搭建测试。在分析系统功能的基础上进行了系统逻辑框架与系统物理框架设计，实现了各子系统功能，包括：GPS车载定位信息采集、交通控制系统设定、路侧处理单元与车载处理单元程序设计与短程无线通信，在此基础上建立了道

2、路交叉口车路协调实验系统，模拟实际交通运行状态对系统主要性能进行测试。实验结果表明该系统可以完成信号灯状态的车载实时显示，但应进一步提高定位精度与通信效果。实验系统不仅为进一步研究基于车路协调的下一代智能交通运输系统提供了实验平台，还能采集相关的车辆运行数据与驾驶员特征数据。关键词智能交通运输系统；交叉口防撞；车路协调；系统框架；实验系统中国分类号：U491文献标志码：AD0I：10．3963／j．ISSN1674—4861．2010．02．011于发展我国智能交通运输系统具有重要的意义。O引言实现基于车路协调的主动安全系统不仅要考2O世纪末以来，电子信

3、息和无线通信技术的虑系统与上层ITS框架的衔接，还要研究物理系迅速发展与应用，推动了以车车、车路通信为基础统适用性、实现物理系统的设计与集成，方能使系的“车路协调”(vehicleinfrastructureintegra—统具有实用性。仅依靠分析与仿真难以准确地获tion，VII)系统的实现[1]，解决了智能车辆与交得实际道路条件下系统的效果。据此，本文以单通设施直接信息交换问题，使得交通参与者、交通个道路交叉口为研究对象，在确定系统功能与框设施及其行驶环境有机地结合。“车路协调”成为架的基础上，建立了车路协调实验系统，为研究提智能交通运输系统发展的趋

4、势l_3。]。供实验平台，同时能为车辆运行特征及驾驶员特从研究发展趋势来看，美国交通运输部在关征分析提供数据。于智能交通运输系统(ITS)的发展计划中，提出1系统功能与框架设计了基于车路协调的交叉口联合防撞系统(cooper—ativeintersectioncollisionavoidancesystem，1．1系统服务CICAS)研究项目；日本新一代道路系统Smart—首先通过界定系统的用户主体、服务主体，确way最重要的子系统ETC、VICS、AHS也利用了定谁来提供服务以及为谁服务的问题。进而确定基于DSRC的车路协调技术；欧盟sAFEsPOT、

5、服务方式与服务内容，即以何种方式提供何种服IPPREVENT等重要研究项目也以车路协调为务的问题。支撑致力于提高交通安全水平，目前，上述项目仍道路交叉口主动安全系统用户主体是机动车处于研究过程中。而国内针对车路协调下道路交驾驶员、非机动车驾驶员及行人，服务主体则包括叉口车路协调系统的研究仍较为缺乏。建立实验系统设施的提供者与系统设施的管理者。系统服平台对车路协调系统的设计与实现进行探索，对务方式包括车载或路侧安全信息提供以及交通控收稿日期：2009—11-23修回日期：2010-03—09*国家自然科学基金项目(批准号：60974093)、教育部高等学校

6、博士学科点专项科研基金新教师基金项目、同济大学青年优秀人才培养行动计划项目(批准号：2006KJ027)作者简介：杨晓光(1959)，博士，教授．研究方向：智能交通运输系统，交通系统控制与管理、交通系统分析与设计．E—mail：yangxg@mail．tongji．cn48交通信息与安全2010年第2期第28卷总154期制信号的变化。1．2系统逻辑框架逻辑框架描述系统应该做什么，是系统功能要求的模型化。首先根据服务内容，确定系统逻认辑功能包括：①信息采集；②信息处理；③信息布。信息传输体现为各功能之间的关系，不作为单独的逻辑功能出现。系统外部终端则包括：

7、①交通控制系统；②道路；③行人与白行车驾驶者；．．．．．．．．．．．．．．．．．．．：．⋯．．．⋯．．．．⋯一．．-④自身车辆驾驶员；⑤其他车辆驾驶员。图2系统物理框架确定逻辑功能之后，可通过分析逻辑功能与(口)，并为驾驶员提供警示信息(Alert)，如图3。外部终端之间的关系得到系统的逻辑框架。其其中，红线表示无线通信，蓝线表明有线通信。中，圆圈表示逻辑功能，矩形表示外部终端，箭头表示数据流。外部终端包括信息采集与信息发布的对象，如图1。⑧图3系统流程一．2实验系统实现实验系统将从物理上实现道路交叉口车路协调系统的全部功能，但与后者相比，实验系统在可图

8、1系统逻辑框架靠性、界面的友好性或其他方面上可能存在缺陷。1．3系统物理框架通过