重庆交通大学学报（自然科学版）

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混有智能辅助驾驶车队的混合车流通行能力分析

秦严严，陈凌志

2022, 41(12): 1-10. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.12.01

摘要 ( )

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针对常规人工驾驶车辆和智能辅助驾驶车队的混合交通流，分析了它们的通行能力特性。通过构建含有智能辅助驾驶车队的混合流及其概率解析表达，应用智能驾驶员模型和全速度差模型分别作为智能辅助驾驶车辆和人工驾驶车辆的跟驰模型，推导了混合流的基本图模型，以此分析混合流通行能力。针对智能辅助车辆市场占有率p、智能辅助驾驶车队最大车队规模S、智能辅助驾驶等级e，分别进行参数敏感性分析。研究结果表明：混合流的通行能力随着p的增加而上升，当p≤0.2时，通行能力提升不显著，当p≥0.4时，通行能力提升显著；随着p增加，S最优取值也不同，当p≤0.4时，S最优值为2，当p≥0.6时，S最优值为4；e对通行能力作用效果受到p的制约很大，当p≤0.2时，e对通行能力的提升作用不显著，当p≥0.4时，e对通行能力的影响较为显著。

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基于改进CenterNet的交通场景目标检测技术研究

赵奉奎，成海飞，苏珊珊，张涌

2022, 41(12): 11-17. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.12.02

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针对交通场景目标复杂、遮挡严重，导致目标难以检测的问题，提出了基于改进CenterNet的目标检测算法。CenterNet使用的激活函数ReLU函数在输入值为负值时输出及梯度均为0，导致CenterNet部分神经元无法计算输入信息，LeakyReLU函数在输入值小于0时存在一个很小的值，保留神经元的梯度值，能够解决ReLU函数中神经元死亡的问题。将CenterNet网络中的ReLU激活函数改进为LeakyReLU函数。同时改进了主干网络，综合考虑浮点运算数量和网络深度等因素，将原CenterNet网络主干网络改为ResNet-50，并且增加了空间金字塔池化结构（SPP），能更好提取特征信息，针对交通场景重新训练神经网络，利用测试集数据对神经网络进行测试。试验结果表明：对CenterNet算法进行优化后目标检测的召回率和精确率得到了提高，其综合评价指标F1值平均提高了0.14，mAP由83.18%提高至87.35%，FPS指标虽略有下降，但其他性能指标提升明显，说明改进的CenterNet目标检测模型具有较高的交通场景目标检测能力。

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基于雾计算的城市停车信息共享研究

胡永仕1，范勇强1，范勇迎2

2022, 41(12): 18-25. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.12.03

摘要 ( )

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为缓解城市停车泊位奇缺和泊位资源利用率偏低的问题，从停车泊位信息共享的视角下出发，构建了雾计算泊位信息共享模型，揭示了地域结构变量和社会经济结构解释变量在时间和空间2个维度上对停车泊位信息共享的影响。研究结果表明：泊位信息共享时间段呈现泊松分布，且公共交通线网密度、政府单位密度、停车费率和年收入10万元以下人口占比对停车泊位信息共享呈现出负向影响；路网密度、建筑密度、生活设施密度、休闲娱乐密度及工作岗位密度对停车泊位信息共享起到促进作用。

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公众视角下高速公路运营服务的满意度影响因素研究

向鹏成1,2，高璐1，贾富源1

2022, 41(12): 26-32. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.12.04

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从公众的视角研究了高速公路运营服务的满意度影响因素，以顾客满意度理论为基础，结合我国高速公路的特有属性，构建了公众满意度评价指标体系和评价模型，并以成遂渝高速公路为案例进行了实证研究，通过结构方程模型验证理论模型的拟合情况和因子影响程度。研究表明：①理论模型具有良好的适配度(P=0.114，χ2/df=1.255)；②在α=0.001水平下，通行能力感知和环境设施感知对公众满意度总的影响效应最高(β＞0.5)，而企业形象只间接作用于公众满意度。

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基于信息熵的山东省货运结构演变及动因分析

张汝华1，郭森垚1，施庆利2

2022, 41(12): 33-40. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.12.05

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货运结构指一定时期及范围内，货运总量中各种货运量的占比，研究货运结构影响因素能够帮助区域综合交通发展明确优势和短板，从而因地制宜，探寻区域最优货运结构。使用信息熵描述货运结构能够将货运结构定量化，使用推拉效应模型则能对运输结构的具体影响因素进行研究。以山东省为例，使用信息熵对山东省综合交通货运结构进行描述，探究其演变规律，使用灰色关联分析法探寻货运结构的系统影响因素，结合推拉效应模型分析单一运输方式对货运结构的影响。研究表明：人口因素对货运结构演变的影响是最大的，主要体现在对于水运货运量的影响上。研究货运结构演变动因能够从自身角度分析区域货运合理规模与结构，实现运输效益最大化。

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基于投影寻踪法的城市道路横断面评价方法

张志清，宋欣，付金秀

2022, 41(12): 41-47. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.12.06

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为减少现有评价方法中主观因素对城市道路设计阶段横断面方案选型的影响，从交通运行效率、交通安全以及资源环境三个方面构建了城市道路横断面选型评价指标体系。基于投影寻踪基本原理，通过构造投影指标函数，采用实数编码加速遗传算法完成最优投影方向寻优计算，确定了评价指标的最优权重，构建了横断面评价的实数编码加速遗传算法-投影寻踪模型，并应用于工程实例与其他评价方法对比。结果表明：三种典型横断面形式的投影寻踪评价结果分别为0.571、-0.145、0.465，模糊综合评价结果分别为0.544、0.427、0.537，通过对比两个评价方法发现，投影寻踪法可将横断面设计因素产异性在结果上进行放大，从而减少主观因素对评价结果的影响，使城市道路横断面设计方案选型更加科学合理。

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基于改进遗传算法的最小油耗机场飞行区布局优化

李汝宁1，冯兴2

2022, 41(12): 48-55. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.12.07

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为降低机场飞行区的飞机燃油消耗，根据飞行区的结构特点，完成了改进遗传算法设计，并针对停机位分配和飞行区布局开展了优化研究。通过对飞行区跑道、滑行道、联络道及停机坪位置和停机位分布形式的分析，在考虑不同机型飞机油耗的基础上，建立了单跑道飞行区构型以及直线式停机位分布形式的飞行区油耗仿真模型，以飞行区油耗最低为优化目标，完成适应度函数设计；设计了一种实数编码和二进制编码混合编码方式，可兼顾停机位分配和飞行区结构参数的编码需求；完成混合编码基因到可行解的映射以及基因选择、交叉和变异的进化操作设计；采取惩罚函数的方法，减小进化过程中不可行解基因对可行解基因的影响；采用最优保存策略，以保证最优个体基因在进化操作过程中不被破坏，提高遗传算法优化的效率和准确度；为验证优化方法的有效性，对飞行区构型为一跑一滑和停机位分布形式为直线式的飞行区进行了优化。优化结果表明：经改进后的遗传算法可有效对飞行区参数进行优化，以实现飞机油耗最低的目的，优化收敛速度快、质量高。

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基于DEA博弈交叉效率—SDM模型的江苏省沿江八市港口效率研究

蒋惠园，丁建军

2022, 41(12): 56-61. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.12.08

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江苏省沿江八市港口是长三角地区的重要运输节点，其港口效率的高低具有重要的研究意义。依据港口背景及数据统计情况，通过因子分析法得出经济投入、基础设施建设和联运设施建设3个投入指标；再运用DEA博弈交叉效率模型对港口效率进行测度，并分析其时空特征；最后运用空间杜宾模型对港口效率与影响因素之间的空间效应做进一步分析。效率测度研究结果表明：2012—2019年江苏省沿江八市的港口效率值在时间上呈现波动发展，总体呈上升趋势；在空间上呈现中间高，两边低的特性。由全局空间自相关分析得出：港口效率存在显著的空间负相关性。由空间杜宾模型分析结果表明：沿江八市港口效率与经济资源投入及联运设施建设呈正相关，与港口基础设施及周边港口效率呈负相关。

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斜拉索病害检测机器人研究进展

张洪1,2，袁野2，夏润川2，周建庭1,2，陈悦1,2

2022, 41(12): 62-69. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.12.09

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机器人检测具有全面、准确、及时、可靠的特点，是最合适的桥梁斜拉索病害检测手段。通过论述机器人在桥梁斜拉索病害检测中的应用现状，对机器人的机械爬升系统、病害检测系统进行了分析，并展望了发展趋势。分析结果表明：轮式爬升方式存在夹持力过大的问题，且无法穿越斜拉索上的特殊障碍物；视觉检测系统可对光滑表面的斜拉索表观病害进行快速准确地自识别检测，但缺乏对非光滑表面斜拉索的自识别检测研究，且表观病害自识别模型还需改进；基于漏磁法的钢丝损伤检测系统则可实现对斜拉索内部钢丝损伤的定量化表征，但还缺乏统一、普适的漏磁检测评定指标，且缺乏能自动识别斜拉索钢丝损伤病害的模型。

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组合梁斜拉桥辅助墩合理位置的优化研究

颜东煌，戴明禹，陈常松

2022, 41(12): 70-76. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.12.10

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为了研究辅助墩位置对组合梁斜拉桥成桥内力的影响，以湖北某跨度1 380 m的组合梁斜拉桥为对象，设计了9种辅助墩位置方案，分别建立有限元模型；选择钢主梁下缘应力幅、混凝土板上缘应力幅、主梁竖向变形幅、斜拉索应力幅、主塔塔根弯矩幅、主塔下横梁弯矩幅、主塔中塔柱弯矩幅等7个关键指标，对比分析了9个方案模型的内力，得到了针对单一指标的辅助墩合理位置区间；采用变异系数法结合标准分数法的综合评价方法，基于回归原理，确定了综合评价所有指标时的辅助墩最佳合理位置。结果表明：对于组合梁应力幅、组合梁竖向变形幅、斜拉索应力幅及主塔弯矩幅，辅助墩合理位置区间分别为距离边墩（0.230～0.320）L、（0.300～0.320）L、（0.275～0.320）L及（0.360～0.410）L处；综合考虑所有指标，组合梁斜拉桥的辅助墩最佳合理位置为距离边墩0.285L处（L为边跨跨径）。

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三塔自锚式悬索桥主缆抗火性能评估方法

马如进1，邹明明2

2022, 41(12): 77-84. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.12.11

摘要 ( )

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提出了一种简易的桥梁结构抗火性能评估方法。首先，通过开展构件传热分析，获取了车致火灾下构件温度场时程曲线；建立了全桥热-结构耦合作用模型，对全桥结构高温下静力响应及安全性进行了分析与评估。然后，以某钢-混简支梁试件为对象，数值模拟分析了火灾下构件温度场及静力响应，并将分析结果与试验结果进行对比以验证所建模型的准确性。最后，以某悬索桥为工程背景，开展了油罐车、货车、客车及小汽车等4种车型发生火灾工况下构件传热分析及结构响应分析；根据自定义缆索损伤评估标准，采用所提出的评估方法对主缆局部损伤状况进行了评估。研究表明：油罐车发生火灾对结构的危害最严重，主缆最高温度可达830 ℃，虽然跨中挠度仅增加160 mm，但主缆产生了严重的不可逆损伤；所提出的评估方法可用于大跨径缆索承重桥梁结构抗火性能及安全性分析。

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铁路桥隧工程技术接口质量影响因素研究

鲍学英1，文圆圆1，胡所亭2,3，班新林2,3，许见超2,3

2022, 41(12): 85-93. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.12.12

摘要 ( )

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为提高铁路桥隧工程技术接质量水平，以艰险山区独特的自然环境和桥隧施工的特点为依据，从人员、材料、设备、方法、环境，5个方面识别技术接口质量影响因素，在影响因素作用机理分析的基础上，提出研究假设进行方案设计，并运用结构方程模型得出路径系数分析结果，在此基础上构建了贝叶斯网络模型，得出了概率推理结果，并检验了结果的一致性；最后以拉林段铁路作为研究对象，验证了假设成立。研究表明：人员、材料和环境对于技术接口质量的影响较大，人员方面主要体现在直接从事接口施工的相关人员的技术、素质和协调性；材料方面主要体现在接口施工材料的质量性能、相关质量验收标准的完善程度和材料储存条件；环境方面主要体现在技术接口施工的自然环境、空间环境和相关质量管理制度，应对其重点管理。

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SRX聚合物稳定级配碎石动态模量影响因素研究

张新强1，唐伯明1,2，朱洪洲1,2，欧力1

2022, 41(12): 94-98. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.12.13

摘要 ( )

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为了研究SRX聚合物稳定级配碎石动态模量影响因素及SRX聚合物作用机理，采用正交分析方法，研究了SRX掺量（0.25%、0.5%、0.75%）、养护时间（2、6、10 d）、围压（34、69、103 kPa）对动态模量的影响，并基于扫描电镜分析了SRX聚合物作用机理。结果表明：掺加SRX聚合物能够显著提升级配碎石动态模量，且SRX聚合物稳定级配碎石表现出较强的应力依赖性；养护时间对SRX聚合物稳定级配碎石动态模量值影响最为显著，其次为SRX掺量与围压；SRX聚合物均匀裹附于级配碎石表面，在集料表面形成一层致密的黏膜，不同集料通过SRX聚合物相互黏结。

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黄土地区半填半挖式路基模型试验研究

万琪1,2，晏长根1，张晓鸣1,3，杨晓华1，包含1

2022, 41(12): 99-103. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.12.14

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针对陇东黄土地区公路路基水毁问题，以半填半挖式路基为研究对象，提出毛细阻滞层结合纵横向盲沟的处治技术，通过3种工况的路基模型试验，分析了在模拟顶部积水入渗和地下水毛细作用下路基内部湿度的变化规律。研究结果表明：在路基上部设置盲沟可促进路基早期水分排出；在填方路基底部设置毛细阻滞层能有效阻隔地下毛细水上升，保证填方路基及边坡的体积含水率处于较稳定状态（25.5%）；无任何处治的对比工况路基各土层体积含水率增加明显，且填方路基与挖方路基交界处土层的体积含水率差值达20%，由此也说明了路基填挖交界处的含水率显著差异可能就是造成路基后期运营出现沉陷、变形甚至滑移等病害的主要原因。

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降雨型大孔隙斜坡非平衡流与失稳特性试验研究

李尚辉1，阙云2，詹小军2

2022, 41(12): 104-111. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.12.15

摘要 ( )

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为揭示降雨条件下含大孔隙斜坡水分非平衡运移与失稳特性，设计了室内2阶边坡模型，在坡体内布设30个人造大孔隙，分别施加2种降雨强度R=30、80 mm/h，测试坡顶、坡中、坡脚处的体积含水率θ、孔隙水压力p、土压力σ、位移u、坡面流速v、坡面累计径流量q等指标，应用PhotoInfor图像处理技术识别位移云图，分析了大孔隙斜坡的水力响应规律和失稳破坏过程。结果表明：降雨强度越大，坡脚、坡中、坡顶处θ开始响应的时间越接近，非平衡流现象越显著，坡脚处越易积水，坡顶处越易形成冲蚀沟，坡脚p二次增大、坡顶卸压时间提前；坡顶、坡脚σ随着降雨强度的增大而增大，达到峰值后缓慢减小，最终随着边坡局部垮塌而释放；u随着降雨历时的增长而缓慢增大，当边坡发生局部垮塌时达到峰值；降雨强度越大，坡顶、台阶处的u峰值越大，达到峰值的时间越早；q和v的峰值均随降雨强度的增大而增大；降雨强度较小时，大孔隙边坡主要发生浅层局部滑裂破坏，降雨强度较大时，大孔隙边坡主要发生浅层局部冲刷破坏。

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土石混合体成因及电阻率特性研究进展

陈松林1，汪魁1，赵明阶2

2022, 41(12): 112-119. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.12.16

摘要 ( )

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有别于传统的工程地质材料——土，土石混合体作为一种新兴的岩土介质材料正吸引着越来越多研究人员的关注。基于文献阅读与搜集，从块石物质来源角度将土石混合体的地质成因主要分为风化作用、冻融作用、冲刷作用、岩溶作用等4类；其次，对土石阈值、“土”与“石”的导电特性、“土”与“石”的联接与占比进行讨论；然后，从含水量、密实度、土石比、孔隙率等几个不同的影响因素出发，对不同影响因素下土石混合体电阻率特性的表现规律进行总结；最后，对当前土石混合体电阻率特性研究中存在的问题与不足、未来的研究重点进行了探讨。

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基于分数形导数的海陆相交互沉积土蠕变特性研究

高鲁超1，陈合德2，何子睿3，华新4，胡川开4

2022, 41(12): 120-127. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.12.17

摘要 ( )

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海陆相交互沉积土是在复杂沉积环境下形成的，其蠕变性质不同于其他沉积土。基于分数形导数理论，利用分数形黏壶替代经典Newton黏壶，建立了一种描述海陆相交互沉积土蠕变特性的分数形蠕变模型；开展宁波海陆相交互沉积土三轴固结排水蠕变试验，分析沉积土的蠕变变形和应力-应变关系，并利用宁波和大连沉积土蠕变试验结果，对比分数形蠕变模型和经典元件模型。计算结果表明：宁波沉积土蠕变变形具有明显的非线性特征；相比经典元件模型，分数形蠕变模型更适用于描述海陆相交互沉积土的蠕变变形，具有精度高、参数少的特点，且该模型可有效表征沉积土加速蠕变变形阶段。研究成果可为分析海陆相交互沉积土的蠕变特性提供理论参考。

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基于声学实时监测的卵石运动数量研究

杨胜发1,2,闫路遥1,张鹏1,田蜜1

2022, 41(12): 128-133. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.12.18

摘要 ( )

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天然河流中的推移质输移具有很强的随机性，传统的推移质采样方法无法对输移过程进行连续的动态监测，限制了对推移质输移特性研究的进程。鉴于声学法在卵石输移原型观测中具有能够动态监测且时空间分辨率高的优势，结合卵石碰撞音频的能量变化特点，探究利用卵石碰撞信号来分析卵石运动数量的方法。研究表明：单颗卵石运动过程中与床面的碰撞次数与水流流速呈正相关、与卵石粒径无较明显的关联；基于试验数据建立卵石碰撞次数与水流流速的经验公式，进一步推算卵石运动数量，为声学法卵石输移原型观测提供一定的理论支撑。

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阶梯型流道对质子交换膜燃料电池性能的影响

安治国，张东阳，张振，严芝锐

2022, 41(12): 134-140. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.12.19

摘要 ( )

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合理的流道设计能够有效改善质子交换膜燃料电池（PEMFC）的性能。针对PEMFC建立了一种新型的阶梯型流道模型,并根据提出的两种实验方案进行了数值模拟实验。通过与常规型流道进行对比分析,研究了阶梯型流道结构参数对PEMFC氧气和水质量分数分布、流道内的压降和电化学特性的影响。结果表明,与常规型流道结构相比,阶梯型流道结构可以有效改善电池内氧分布和水分布的均匀性,其最高功率密度最大可以提升13.58%,但在流道内会产生较大的压降。当流道进出口高度一定时,通过增加阶梯数量可以减小PEMFC阴极流道内的压降,最大可降低24.9%。

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基于Mira模型的汽车尾部气动特性的数值模拟

李鹏1，朱莉1，宋洁2，3

2022, 41(12): 141-150. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.12.20

摘要 ( )

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汽车的空气动力学特性对其性能的影响，随着车速的提高占据了越来越重要的地位。运用CFD数值模拟的方法，以Mira模型为研究对象，对其原型以及加装后扰流板模型进行仿真。通过研究模型周围流场、速度等，分析不同尾部Mira模型、加装后扰流板，以及截面形状与攻角不同的后扰流板对气动特性的影响。研究表明：车身尾部造型不同，尾流结构有明显的区别，对汽车空气动力学特性的影响很大。同时，在车尾恰当加装后扰流板，能够很好地优化车体尾流结构，从而提高车辆的气动特性。

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一种V2X环境下基于改进卡尔曼滤波的CACC数据精度提高方法

赵红专1，卢宁宁1，陈建鹏1，展新2，许恩永2

2022, 41(12): 151-156. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.12.21

摘要 ( )

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针对V2X环境下通过车车、车路通信获取的CACC车辆行驶状态数据（包括位移、速度和加速度等）存在噪声的问题，考虑车辆在弯道行驶过程中速度方位角的变化，提出了一种改进卡尔曼滤波算法的CACC车辆行驶数据精度提高方法。该方法根据CACC车辆在弯道行驶的几何关系，通过考虑上一时刻和当前时刻车辆行驶位移、速度等行驶状态的变化，将其行驶数据经过改进卡尔曼滤波后对车辆行驶状态做出最优估计，进而提高CACC车辆行驶状态数据精度。通过CarSim和Simulink联合仿真平台建立改进卡尔曼滤波算法对CACC车辆在弯道行驶过程中获取数据的仿真和验证。仿真结果表明，改进的卡尔曼滤波算法使车辆行驶位移的精确度MSE提高了81.04%，RMSE提高了56.96%，更接近期望值，具有更好的准确性。

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