JP2023524574A - A Unified Quantification Method for Driving Risk Comprehensively Considering Each Element of People, Vehicles, and Roads - Google Patents

A Unified Quantification Method for Driving Risk Comprehensively Considering Each Element of People, Vehicles, and Roads Download PDF

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Abstract

エネルギー移動原理に従って、運転リスクの初期運転安全場モデルを取得するステップと、前記初期運転安全場モデルを縦方向と横方向に分解し、車両jの情報及び交通環境情報に基づいて、統一的運転安全場モデルを作成するステップと、車両jが位置する交通環境のいずれかの位置点iに対する車両jによる場の力Fjiを算出するステップと、前記場の力Fjiに基づいて、点iが車両jの影響により受ける運転リスクを認識するステップと、を含む人-車-道路の各要素を総合的に考慮した運転リスクの統一的定量化方法を提供する。該方法は、運転リスクが運転安全に影響する各要素間の総合的な交互作用によることに基づいて、道路交通環境における各車両間の相互作用関係を正確に反映できる運転安全場の統一的なモデリング構想を提案した。obtaining an initial driving safety field model of driving risk according to the principle of energy transfer; decomposing the initial driving safety field model into longitudinal and lateral directions; creating a safety field model; calculating a field force Fji by the vehicle j with respect to any position point i in the traffic environment where the vehicle j is located; and a step of recognizing the driving risk affected by the influence of j. This method is based on the fact that driving risk depends on the comprehensive interaction between each element that affects driving safety. proposed a modeling concept.

Description

本発明はスマートカーの使用の技術分野に関し、特に人-車-道路の各要素を総合的に考慮した運転リスクの統一的定量化方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to the technical field of smart car use, and more particularly to a unified quantification method for driving risk that comprehensively considers people-vehicle-road factors.

運転リスクを定量化することは、運転安全支援技術や自律運転技術を開発する上での基礎となる。従来の研究は通常衝突を記述するパラメータを用いて運転リスクを定量化し、主に事故分析に基づくリスク評価方法、車両運動学に基づく評価方法、及び人工位置エネルギー場に基づくリスク評価方法がある。自動車のスマート安全技術に関する研究はすでに高度成長期に入っている。全体的に見ると、運転リスクの評価は、1)車両の走行中の縦方向におけるリスクの評価と縦方向におけるリスクの1次元運転リスク評価と、2)車両の走行中の縦横両方を考慮した2次元運転リスク評価の2つのカテゴリーに分けることができる。 Quantifying driving risks is the basis for developing driving safety support technology and autonomous driving technology. Conventional research usually uses parameters describing crashes to quantify driving risk, and there are mainly accident analysis-based risk assessment methods, vehicle kinematics-based assessment methods, and artificial potential energy field-based risk assessment methods. Research on automotive smart safety technology has already entered a high-growth period. Overall, the assessment of driving risk consisted of 1) an assessment of risk in the longitudinal direction of the vehicle and a one-dimensional driving risk assessment of risk in the longitudinal direction, and 2) consideration of both the longitudinal and lateral dimensions of the vehicle. Two categories of two-dimensional driving risk assessments can be distinguished.

中国の国内外の学者は運転リスクの評価に対してすでに大量の研究を行ったが、まだ多くの欠点が存在している。通常、車両走行視角の運転リスク評価方法としては、車両状態情報と両車間相対運動関係情報に基づいて、車両運動学と動力学理論によりリスク評価モデルを構築する。一方、人工位置エネルギー場を代表とする新しい方法を採用した。2種類の方法はそれぞれ優位性を持っているが、いずれも共通の欠陥が存在し、すなわち、考慮するリスク要素が全面的でなく、適用シナリオが単一で、複雑で変化の多い交通環境に対応できないため、同一のスマートカーでは複数の独立したリスク評価モデルを必要とすることになり、また、運転者自身の生理心理的特徴、道路と交通環境要素などが運転リスクに与える影響を無視し、人-車-道路の3つの間のリスク発生メカニズムに対する研究が十分に行われていないため、従来方法の実用が比較的に大きな制限を受けることになった。 Chinese and foreign scholars have already done a lot of research on driving risk assessment, but there are still many shortcomings. Usually, as a method of evaluating the driving risk of the vehicle traveling visual angle, a risk evaluation model is constructed by vehicle kinematics and dynamics theory based on the vehicle state information and the relative motion relationship information between the two vehicles. On the other hand, a new method represented by an artificial potential energy field was adopted. Both methods have their own advantages, but they both have common deficiencies, namely, they do not consider all risk factors, have a single application scenario, and are difficult to handle in a complex and changing traffic environment. Therefore, the same smart car requires multiple independent risk assessment models, and it ignores the effects of the driver's own physiological and psychological characteristics, road and traffic environment factors, etc. on driving risk. , Human-vehicle-road risk generation mechanism has not been sufficiently researched, so the practical application of the conventional method is greatly restricted.

上記の課題に対して、運転リスク評価の科学性、時効性及び正確性を向上させるために、交通事故がエネルギーの異常な移動であるという観点から、車両走行中の運動エネルギーに基づいて車両が外界に及ぼすリスクの初期運転安全場モデルを構築し、交通環境中の各要素間の相互影響の関係を分析することにより、場の量子論に基づく運転リスク記述方法を提案する必要がある。この方法では、車両の走行視角を考慮した上で、交通管理の観点から運転リスクを定量的に記述し、そして、交通環境の各属性、道路交通施設の設立及び運転者の行為が運転安全に与える影響を分析し、車両自身の属性と交通流における相互作用を同時に考慮した総合的な運転リスク統一形態を形成することを提案し、人-車-道路の間の相互作用関係を反映した統一的運転安全場モデルを構築する。 In order to address the above issues, in order to improve the scientific, time-sensitive and accurate driving risk assessment, from the viewpoint that traffic accidents are abnormal energy transfer, vehicles are driven based on kinetic energy while the vehicle is running. It is necessary to propose a driving risk description method based on quantum field theory by constructing an initial driving safety field model of the risk to the outside world and analyzing the mutual influence relationship between each element in the traffic environment. In this method, driving risk is quantitatively described from the viewpoint of traffic management, taking into account the driving visual angle of the vehicle. Analyze the impact on the vehicle and propose to form a comprehensive driving risk unified form that simultaneously considers the interaction between the attributes of the vehicle itself and the traffic flow. construct a driving safety field model.

本発明の目的は、従来技術の上記欠点の少なくとも1つを解決又は低減させるために人-車-道路の各要素を総合的に考慮した運転リスクの統一的定量化方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a unified method for quantifying driving risk that comprehensively considers the factors of people, vehicles, and roads in order to solve or reduce at least one of the above-mentioned drawbacks of the prior art. .

上記目的を達成させるために、本発明は、
エネルギー移動原理に従って、式(3)で示される運転リスクの初期運転安全場モデルを取得するステップと、前記初期運転安全場モデルを縦方向と横方向に分解し、車両jの情報及び交通環境情報に基づいて、式(69)で示される第1統一的運転安全場モデル又は式(74)で示される第2統一的運転安全場モデルを作成するステップと、車両jが位置する交通環境のいずれかの位置点iに対する車両jによる場の力Fjiを算出するステップと、前記場の力Fjiに基づいて、点iが車両jの影響により受ける運転リスクを認識するステップと、を含み、

Figure 2023524574000002
In order to achieve the above object, the present invention
According to the energy transfer principle, obtaining an initial driving safety field model of the driving risk represented by equation (3); decomposing the initial driving safety field model into longitudinal and lateral directions to obtain vehicle j information and traffic environment information; and a step of creating a first unified driving safety field model expressed by equation (69) or a second unified driving safety field model expressed by equation (74) based on the traffic environment in which vehicle j is located. calculating a field force F ji by the vehicle j for the position point i; and based on said field force F ji recognizing the driving risk to which the point i is affected by the vehicle j;
Figure 2023524574000002

上記式中、xjiは車両jの環境におけるいずれかの点iからの縦方向距離を表し、yjiは車両jの点iからの横方向距離を表し、rは車両jの運転者の車間距離を表し、rmaxは自由流における車両の最大間隔を表し、rminは自由流における車両の最小間隔を表し、すなわち、衝突が発生した場合の、車両jの質心と前記位置点iとの距離を表し、Eは車両jの速度vによって決定される運動エネルギーEj,0と複数の交通環境要素によって決定される相対運動エネルギーとの和であり、Ej,facは運動エネルギーEj,0及び交通環境要素によって決定される相対運動エネルギーを表し、前記交通環境要素は路面摩擦係数、道路曲率、道路傾き、環境可視性、車線及び道路速度制限規則を含み、車両jの速度及び交通環境要素のうちのいずれかの要素が無視される場合、当該要素に対応する運動エネルギーの値が0であり、kは車両jの速度と各前記交通環境要素の縦勾配調整係数との積であり、kx,facは車両jの速度及び各前記交通環境要素の縦勾配調整係数を表し、kは車両jの速度と各前記交通環境要素の横勾配調整係数との積であり、ky,facは車両jの速度及び各前記交通環境要素の横勾配調整係数を表し、車両jの速度及び交通環境要素のうちのいずれかの要素が無視される場合、当該要素に対応する勾配調整係数の値が1である人-車-道路の各要素を総合的に考慮した運転リスクの統一的定量化方法を提供する。 where x ji represents the longitudinal distance from any point i in the environment of vehicle j, y ji represents the lateral distance of vehicle j from point i, and r 0 represents the represents the distance between vehicles, r max represents the maximum distance between vehicles in free flow, r min represents the minimum distance between vehicles in free flow, i.e., the center of mass of vehicle j and said position point i and E j is the sum of the kinetic energy E j,0 determined by the speed v j of vehicle j and the relative kinetic energy determined by multiple traffic environment factors, and E j,fac is the kinetic energy Energy E represents the relative kinetic energy determined by j,0 and traffic environment factors, which include road surface friction coefficient, road curvature, road slope, environmental visibility, lane and road speed limit rules, and vehicle j's When any one of the speed and traffic environment factors is ignored, the kinetic energy value corresponding to that factor is 0, and kx is the speed of vehicle j and the longitudinal gradient adjustment coefficient of each traffic environment factor. k x,fac represents the speed of vehicle j and the longitudinal gradient adjustment coefficient of each traffic environment element, and k y is the product of the speed of vehicle j and the lateral gradient adjustment coefficient of each traffic environment element and ky,fac represents the speed of vehicle j and the lateral gradient adjustment coefficient of each traffic environment element, and when any of the speed of vehicle j and the traffic environment element is ignored, Provided is a unified quantification method for driving risk that comprehensively considers each element of people-vehicle-road with a corresponding slope adjustment coefficient value of 1.

本発明は以上の技術案を採用することにより以下の利点がある。1.本発明は、道路交通環境における人、車、道路の各要素による運転リスクの影響を考慮して、道路交通環境における各車両間の相互作用関係を正確に反映できる運転安全場モデリング方法を提案しており、車両運転中の縦横方向のリスクを場の形態で有機的に組み合わせ、縦横方向のリスクを従来の方法における離散形態から連続形態に変換するだけではなく、リスク分布マップの形式で視覚化して表示することができる。2.本発明は、リスク分布の連続性を確保しつつ、車両間の相互関係の記述の正確性を向上させる。3.本発明は、運転リスクの定量化方法を提供し、これによって、運転リスクを予め識別して、対応する安全対策を取り、交通事故の発生を防ぐことができる。 The present invention has the following advantages by adopting the above technical solutions. 1. The present invention proposes a driving safety field modeling method that can accurately reflect the interaction relationship between vehicles in the road traffic environment, considering the influence of driving risk caused by each element of the road traffic environment, such as people, vehicles, and roads. In addition to organically combining vertical and horizontal risks during vehicle driving in the form of a field, the vertical and horizontal risks are not only converted from the discrete form in the conventional method to a continuous form, but also visualized in the form of a risk distribution map. can be displayed. 2. The present invention improves the accuracy of the description of inter-relationships between vehicles while ensuring continuity of risk distribution. 3. The present invention provides a driving risk quantification method, which can identify driving risks in advance and take corresponding safety measures to prevent traffic accidents from occurring.

交通環境における場の力と位置エネルギーとの間の関係概略図である。1 is a schematic diagram of the relationship between field force and potential energy in a traffic environment; FIG. 楕円拘束原理図である。It is an elliptical constraint principle diagram. 車両jがレーン内を正常に走行する状態の概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a state in which a vehicle j normally travels in a lane; 車両jが車線3上を走行する状態の概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a state in which a vehicle j runs on lane 3;

以下、図面及び実施例を参照して本発明を詳細に説明する。 The present invention will now be described in detail with reference to the drawings and examples.

本発明は、下記の運転リスクの場モデル及び図1に示す交通環境における場の力Fjiと位置エネルギーUjiとの間の関係に基づいて、道路交通環境における人、車、道路の各要素が運転リスクに与える影響を分析することにより、運転リスクの発生メカニズムを確かめ、運転リスクを予め識別して、対応する安全対策を取り、交通事故の発生を防ぐために運転リスクの定量化方法を提供することを目的とする。 Based on the driving risk field model below and the relationship between the field force F ji and the potential energy U ji in the traffic environment shown in FIG. By analyzing the impact of driving risk on driving risk, we can confirm the mechanism of driving risk, identify driving risk in advance, take corresponding safety measures, and provide a method of quantifying driving risk to prevent traffic accidents. intended to

当業者に周知のように、通常、運転リスクが独立に存在することがなく、車両と車両との間や車両自体と交通環境との間で発生するのが一般的である。交通環境の安全状態を評価するために、本発明の実施例では、該リスクは場で表され、運転リスクは各研究対象間の場の相互作用として定義され、人による交通環境におけるリスクの認識を記述し、具体的には、交通環境における2つの対象間のリスクは場で以下のように示される。 As is well known to those skilled in the art, driving risks do not normally exist in isolation, but generally occur between vehicles and between the vehicles themselves and the traffic environment. In order to assess the safety state of the traffic environment, in the embodiment of the present invention, the risk is expressed in the field, the driving risk is defined as the field interaction between each study object, and the human perception of the risk in the traffic environment. Specifically, the risk between two objects in a traffic environment is shown in the field as follows.

Figure 2023524574000003
Figure 2023524574000003

式(1)及び式(2)中、jは場源を表し、iは交通環境におけるある点を表し、Ujiはi点での場源による位置エネルギー場を表し、交通環境においては、Ujiは場源jの自体属性M、速度v及び場源jとi点との間の距離rjiの関数であり、Fjiは位置エネルギー場Ujiの勾配、すなわち、i点での場の力であり、負の符号は場の勾配に沿って降下する方向を表し、場源jの属性と運動状態が一定である場合、場源jに近づくほど、受けた場の力Fjiが大きい。 In equations (1) and (2), j represents a field source, i represents a point in the traffic environment, U ji represents the potential energy field due to the field source at i point, and in the traffic environment, U ji is a function of field source j's self-attribute M j , velocity v j and distance r ji between field source j and point i, and F ji is the gradient of the potential energy field U ji , i.e. is the field force, the negative sign represents the direction of descent along the gradient of the field, and the field force received F ji is large.

本発明の実施例では、交通環境におけるリスクを記述する場は「運転安全場」と呼ばれ、rで交通環境における点iの車両jからの距離を表すと、点iの車両jからの距離が大きいほど、受ける場の力Fjiが小さく、位置エネルギーUjiも小さい。電場の方法と比較すると、運転安全場についてモデリングを行う場合、該モデルは一定の条件で運転リスクを定量化することができる。しかし、物理学的な電場は運転リスクを記述するのに特に適しているわけではない。例えば、電場では無限遠の箇所での位置エネルギーが0であり、荷電粒子Aは、無限遠の箇所で荷電粒子Bによる作用を受けない以外、無限遠以外のいずれの位置でも荷電粒子Bの電場の力による作用を受け、また、荷電粒子Aと荷電粒子Bとの間の距離が無限小である場合、これらの間の電場の力が無限大である。もちろん、この2つの現象は交通において対応するシナリオがない。このため、上記問題については、本発明の実施例では、運転安全場について新しいモデリングを行う。 In an embodiment of the present invention, the field that describes the risk in the traffic environment is called the "driving safety field", and if r represents the distance of point i from vehicle j in the traffic environment, then the distance of point i from vehicle j is The larger is, the smaller the received field force F ji and the smaller the potential energy U ji . Compared to the electric field method, when modeling for the driving safety field, the model can quantify the driving risk under certain conditions. However, physical electric fields are not particularly suitable for describing driving risk. For example, in an electric field, the potential energy at infinity is 0, and charged particle A is not affected by charged particle B at infinity. and the distance between charged particles A and B is infinitesimal, the electric field force between them is infinite. Of course, these two phenomena have no corresponding scenario in traffic. Therefore, for the above problem, embodiments of the present invention provide a new modeling for the driving safety field.

図1は場の力と位置エネルギーとの関係を表す。図1では、座標系中の曲線は車両jが環境のいずれかの位置点iに与える場の力Fjiを表し、引き起こされるリスク範囲には境界があり、点iと車両jとの間の距離rjiがrmaxを超え、すなわち、rji≧rmaxである場合、点iは車両jによる作用を受けず、すなわち、Fji=0である。一方、点iがある位置の位置エネルギーUjiもUji=0を満たし、これは交通環境における車両の間の距離が十分に大きく、運転者行為が他車による影響を受けないシナリオ(例えば自由流シナリオ)に対応しており、点iと車両jとの間の距離rjiが小さくなるにつれて(すなわち、rji<rmax)、場の力Fji及び位置エネルギーUjiは増加し始め、しかも、rjiが小さいほど、場の力Fji及び位置エネルギーUjiは大きい。ただし、点iと車両jとの間の距離rjiがrmin未満である、すなわち、rji<rmin場合、場の力Fjiは増加しないことになり、これは交通環境において衝突事故が発生したシナリオに対応している。本発明の実施例では、中点i及び車両jの座標のいずれもこれらの幾何中心として算出され、交通参加者が所定の外観サイズを有するので、点iと車両jとの間の距離は0にはならない。分析しやすくするために、rjiがrmin未満の場の力Fjiを一定の最大値Fmaxに設定する。 FIG. 1 shows the relationship between field force and potential energy. In FIG. 1, a curve in the coordinate system represents the field force F ji exerted by a vehicle j on any position point i in the environment, and the induced risk range has a boundary, between point i and vehicle j If the distance r ji exceeds r max , ie r ji ≧r max , point i is unaffected by vehicle j, ie F ji =0. On the other hand, the potential energy U ji at a certain position of point i also satisfies U ji =0, which is a scenario in which the distance between vehicles in a traffic environment is sufficiently large and the driver's actions are not affected by other vehicles (e.g., free flow scenario), and as the distance r ji between point i and vehicle j decreases (i.e., r ji <r max ), the field force F ji and potential energy U ji begin to increase, Moreover, the smaller the r ji , the greater the field force F ji and the potential energy U ji . However, if the distance r ji between point i and vehicle j is less than r min , i.e., r ji <r min , the field force F ji will not increase, which means that in a traffic environment a collision accident occurs. It corresponds to the scenario that occurred. In an embodiment of the present invention, both the coordinates of the midpoint i and the vehicle j are calculated as their geometric centers, and the distance between the point i and the vehicle j is 0, since the traffic participants have a given appearance size. does not become For ease of analysis, the field force F ji for which r ji is less than r min is set to a constant maximum value F max .

本発明の実施例による運転リスクの定量化方法は以下のいくつかの態様を含む。
(1)車両自体に対するリスク定量化方法
(1.1)交通管理視角からのリスク
本発明の実施例では、図1に従って初期運転安全場モデルを簡単に修正して、新しい初期運転安全場モデルとし、すなわち、式(3)が得られる。

Figure 2023524574000004
A method for quantifying driving risk according to an embodiment of the present invention includes several aspects as follows.
(1) Risk quantification method for the vehicle itself (1.1) Risk from the traffic management perspective In the embodiment of the present invention, the initial driving safety field model is simply modified according to Fig. 1 to form a new initial driving safety field model. , that is, formula (3) is obtained.
Figure 2023524574000004

式中、Ej,0は車両jの運動エネルギーを表す。rji∈[0,rmin)の場合、Fjiの値がEj,0に等しい。rがリスクに対する運転者の注視範囲であり、運転者の車間距離に関連する。rmaxは自由流車両間隔であり、リスクの最大影響範囲を表し、自由流における車両最大間隔とも呼ばれる。rminは自由流における車両の最小間隔、すなわち、衝突が発生した場合の、車両jの質心と前記位置点iとの距離を表す。 where E j,0 represents the kinetic energy of vehicle j. If r ji ε[0,r min ) then the value of F ji is equal to E j,0 . r 0 is the driver's gaze range for risk and is related to the driver's following distance. r max is the free-stream vehicle separation and represents the maximum impact range of the risk, also called the maximum vehicle-to-vehicle separation in the free stream. r min represents the minimum distance between the vehicles in free flow, ie the distance between the centroid of vehicle j and said position point i in the event of a collision.

運転者が前車の後で走行するときに交通環境の現状による制限を受け、交通流理論によれば、前車の後で走行する過程に対応するマクロ交通流量と流速との間の関係から分かるように、運転者の車間距離rは式(4)として示される。

Figure 2023524574000005
When the driver runs behind the vehicle in front, it is limited by the current situation of the traffic environment. As can be seen, the driver's inter-vehicle distance r 0 is shown as equation (4).
Figure 2023524574000005

式中、運転者の全体的な先鋭性がγであり、γ∈[-0.03,0]s/mであり、平均反応時間がτであり、τ=1sであり、lは有効車長であり、l=6mとし、vは交通流の流速である。 where the overall sharpness of the driver is γ, γ∈[−0.03,0] s 2 /m, the average reaction time is τ, τ=1 s, and l is effective is the length of the vehicle, l=6 m, and v is the velocity of the traffic flow.

道路交通マニュアルによれば、自由流速度では、交通流量の最大値qmaxは下記式(5)を満たす。
max=3100-54v(5)
According to the road traffic manual, at free flow speed, the maximum value q max of traffic flow satisfies the following equation (5).
q max =3100−54v f (5)

式中、vは自由流の流速であり、このため、自由流における車両間隔rmaxは式(6)として示される。

Figure 2023524574000006
where v f is the free stream flow velocity, so the vehicle spacing r max in the free stream is given as equation (6).
Figure 2023524574000006

図1及び式(3)から分かるように、rminはrmaxとrの値に関連し、式(7)に従う。

Figure 2023524574000007
As can be seen from FIG. 1 and equation (3), r min is related to the values of r max and r 0 and follows equation (7).
Figure 2023524574000007

jiがrji∈(0,rmin)∪(rmax,+∞)範囲内では所定値であり、rji∈[rmin,rmax]の場合にのみ、rjiの変化に関連することから、本実施例では、主にrji∈[rmin,rmax]という区間について分析を行う。 F ji is a given value within r ji ε(0,r min )∪(r max ,+∞) and is relevant to changes in r ji only if r ji ε[r min ,r max ] Therefore, in this embodiment, analysis is mainly performed on the interval r ji ε[r min , r max ].

車両jが境界無し環境において定速度で自由運動を行う場合、これを質点として考えると、車両が任意の方向に走行してもよいため、該車両jが環境において引き起こす運転リスクは平面における等方性を満たす。このため、運転安全場の場の力Fji,0は式(8)として示される。

Figure 2023524574000008
If a vehicle j is in free motion at constant velocity in an unbounded environment, the driving risk posed by the vehicle j in the environment is isotropic satisfy sex. Thus, the driving safety field field force F ji,0 is shown as equation (8).
Figure 2023524574000008

式中、xjiは縦方向において車両jと環境におけるいずれかの点iとの間隔を表し、yjiは横方向において車両jと点iとの間隔を表す。 where x ji represents the longitudinal distance between vehicle j and some point i in the environment, and y ji represents the lateral distance between vehicle j and point i.

発生させる運転安全場の場の力Fji,0の勾配変化が式(9)である。

Figure 2023524574000009
The change in gradient of field force F ji,0 in the generated driving safety field is given by equation (9).
Figure 2023524574000009

車両jの質量及び速度が既知である場合、道路交通環境における各位置で車両jにより生じる場の力は式(9)より算出され得る。広々とした道路交通環境では、運転安全場が距離にのみ関連し、かつ距離と逆関数関係があり、車両に近いほど、受けた運転安全場の力が大きくなる。 If the mass and velocity of vehicle j are known, the field forces produced by vehicle j at each position in the road traffic environment can be calculated from equation (9). In an open road traffic environment, the driving safety field is only and inversely related to distance, the closer to the vehicle the greater the force of the driving safety field experienced.

実際の道路交通環境では、車両の運動に方向性があるので、車両が外界に与えるリスクには等方性がない。通常、人間の主観的な感覚に基づくか、客観的な衝突確率に基づくかにかかわらず、車両の運動中に、運動方向の正方向の方が負方向よりも外界に与えるリスクが大きくなり、このような現象は波のドップラーシフト効果と類似している。運動方向の正方向において負方向よりも車両jが外界に与えるリスクが大きいという観点は、運転安全場の場の力の勾配降下程度が車両の運動方向に関連するとして記述されてもよく、すなわち、車両jが点iに接近するときに、運転安全場の場の力の勾配降下が緩やかになり、縦勾配調整係数及び横勾配調整係数を設定すると、式(10)が得られる。 In the actual road traffic environment, the motion of the vehicle is directional, so the risk that the vehicle poses to the outside world is not isotropic. Normally, regardless of whether it is based on human subjective sensation or objective collision probability, the positive direction of motion poses a greater risk to the outside world than the negative direction during vehicle motion. Such a phenomenon is analogous to the wave Doppler shift effect. The view that vehicle j poses a greater risk to the environment in the positive direction of motion than in the negative direction may be described as the degree of gradient descent of the driving safety field field force being related to the direction of motion of the vehicle, i.e. , the field force gradient drop in the driving safety field slows down as vehicle j approaches point i. Setting the longitudinal and lateral gradient adjustment factors yields equation (10).

Figure 2023524574000010
Figure 2023524574000010

式中、kx,0は車両jの速度の縦勾配調整係数を表し、ky,0は車両jの速度の横勾配調整係数である。もちろん、パラメータkx,0及びky,0は運転安全場の分布に直接影響する。明細書に記載の「縦方向」はx、「横方向」はyに対応する。「正方向」とは車両jがレーンの中心線により示される方向に走行する方向である。 where k x,0 represents the longitudinal grade adjustment factor for the speed of vehicle j, and k y,0 is the lateral grade adjustment factor for the speed of vehicle j. Of course, the parameters k x,0 and k y,0 directly affect the distribution of the driving safety field. The "longitudinal direction" described in the specification corresponds to x, and the "horizontal direction" corresponds to y. "Forward" is the direction in which vehicle j travels in the direction indicated by the lane centerline.

車両jがxの正方向に走行すれば、ドップラーシフト原理によれば、kx,0及びky,0はそれぞれ下記式のように定義される。

Figure 2023524574000011
If vehicle j is traveling in the positive direction of x, k x,0 and k y,0 are defined as follows according to the Doppler shift principle.
Figure 2023524574000011

式中、xは車両jのx方向の座標であり、vは車両jのx方向の速度であり、i点は他の車両や他の点としてもよく、環境における所定の点を表す場合、xは該点iのx方向の所定の座標であり、v=0であり、逆には、iが車両を表す場合、xは該車両のx方向の座標であり、vはその運動速度であり、vmaxはリスクの伝播速度であり、通常運動物体が外界に与えるリスクは運動物体自体の属性に関連する。 where xj is the x-coordinate of vehicle j, vj is the x-direction velocity of vehicle j, and point i, which may be another vehicle or another point, represents a given point in the environment. , then x i is the given coordinate of the point i in the x direction and v i =0; conversely, if i represents a vehicle, then x i is the x coordinate of the vehicle and v i is its motion speed, v max is the propagation speed of risk, and the risk given by a moving object to the outside world is usually related to the attributes of the moving object itself.

(1.2)車両走行視角からのリスク
車両が交通環境で走行しているときに、交通摂動が発生する原因としては、運転者が外界の交通環境の変化による刺激を受けて応答することにある。このため、式(8)によれば、運転者の角度からは車両iが交通環境において受ける車両jのリスクは運転安全場によって式(15)のように記述される。

Figure 2023524574000012
(1.2) Risks from vehicle driving visual angle Traffic perturbations occur when a vehicle is driving in a traffic environment. be. Therefore, according to the equation (8), the risk of the vehicle j to the vehicle i in the traffic environment from the driver's angle is described by the driving safety field as shown in the equation (15).
Figure 2023524574000012

Figure 2023524574000013
Figure 2023524574000013

なお、式(17)から明らかに、交通管理視角及び車両走行視角からは縦勾配調整係数の計算式が同じであるものの、実際には、車両走行視角ではvが絶えずに変化しているため、その値は交通管理視角の場合の勾配調整係数とは差がある。 It is clear from Equation (17) that although the formula for calculating the longitudinal gradient adjustment coefficient is the same from the traffic control visual angle and the vehicle driving visual angle, v i constantly changes at the vehicle driving visual angle. , whose value is different from the gradient adjustment factor for the traffic control viewing angle.

同様に、交通流の角度から交通環境における特定の車jの交通流全体への影響を分析してもよい。交通流の車の流れの平均速度がで表されると、式(11)は以下のように書き直されてもよい。

Figure 2023524574000014
Similarly, the effect of a particular car j on the overall traffic flow in the traffic environment may be analyzed from the traffic flow angle. If the mean velocity of the car flow in the traffic flow is denoted by , then equation (11) may be rewritten as:
Figure 2023524574000014

Figure 2023524574000015
Figure 2023524574000015

(1.3)総合的な運転リスク
(1.1)及び(1.2)の分析から分かるように、交通管理角度又は車両走行視角のいずれかから特定の車両を観察する場合は、いずれも所定の制限性がある。このため、本発明の実施例では、主に車両走行視角を前提にして、交通管理視角から運転リスクを定量的に記述し、車両自体の属性と交通流における交互作用を同時に考慮した総合的な運転リスクの表現形態を式(20)として統一する。

Figure 2023524574000016
(1.3) Overall driving risk As can be seen from the analysis in (1.1) and (1.2), when observing a particular vehicle from either a traffic management angle or a vehicle driving angle, both There are certain restrictions. For this reason, in the embodiment of the present invention, driving risk is quantitatively described mainly from the vehicle driving visual angle, and the driving risk is quantitatively described from the traffic management visual angle. The expression form of the driving risk is unified as Equation (20).
Figure 2023524574000016

式中、Eは車両jの走行中のリスク源要素を表し、kは車両jが走行中に生じるリスクの縦方向の変化傾向を表し、kは車両jが走行中に生じるリスクの横方向の変化傾向を表す。 In the formula, Ej represents the risk source element of vehicle j while it is running, kx represents the vertical trend of risk occurring while vehicle j is running, and ky represents the risk factor occurring while vehicle j is running. Represents the trend of change in the horizontal direction.

なお、iが特定のターゲット(例えば車両i、ライダーi、歩行者i、静止障害物iなど)を表す場合、Fjiは車両jがiに与えるリスクに対応する安全場の力を表し、kにおけるパラメータvはターゲットiの実際速度である。 Note that if i represents a particular target (e.g., vehicle i, rider i, pedestrian i, stationary obstacle i, etc.), F ji represents the safety field force corresponding to the risk that vehicle j poses to i, and k The parameter v i in x is the actual velocity of target i.

(2)道路交通施設のリスク拘束と運転者行為の分析・定量化
運転安全を高めるため、道路交通施設と規則には、一方の車両を強制的に停止させることにより、車両の走行軌跡が交差することを回避する施設が含まれる、相手車両の通行権を警告又は増加させることにより、車両の通行速度を低下させることにより、運転リスクを減少させる施設、同方向又は異方向に走行する交通流を分断し、車両の運動方向を案内することで運転リスクを制御する施設が含まれる。
(2) Analysis and quantification of risk restraints of road traffic facilities and driver behavior In order to enhance driving safety, road traffic facilities and regulations require that one vehicle be forcibly stopped so that the trajectories of vehicles cross each other. facilities that reduce driving risk by slowing vehicles by warning or increasing the right-of-way for other vehicles, traffic flows traveling in the same or opposite directions and control driving risk by guiding the direction of motion of the vehicle.

(2.1)道路交通施設が交通リスクに与える影響
(2.1.1)信号機の縦方向拘束
本発明の実施例は、主に、信号灯が黄信号から赤信号に点灯している間と、赤信号が消灯して緑信号が点灯している間の2つの状態に着目したものである。中国規格GB 14886-2016では、信号機の黄信号の時間は3s~5sでなければならないと規定されており、もし黄信号が点灯している時に車両が交差点から十分に離れていれば、駐車ラインまで減速するまでには少なくとも3sがある。すると、駐車ラインまで減速するのに十分な時間がある車両は、信号機の赤信号による等価拘束抵抗Fsjを受けることになる。

Figure 2023524574000017
(2.1) Effects of road traffic facilities on traffic risk (2.1.1) Longitudinal restraint of traffic lights , two states during which the red signal is turned off and the green signal is turned on. Chinese standard GB 14886-2016 stipulates that the yellow light duration of a traffic light should be 3s-5s, and if the vehicle is far enough away from the intersection when the yellow light is on, the parking line There is at least 3s before deceleration to . Vehicles that have sufficient time to decelerate to the parking line will then experience the equivalent restraint resistance F sj due to the red light of the traffic light.
Figure 2023524574000017

(2.1.2)横断歩道の縦方向拘束
道路交通環境をネットワーク化することで、車両が交通環境の情報を容易に得ることができるので、本発明の実施例では、横断歩道を車両の走行速度を制限して運転リスクを低減する施設と見なす。走行中の車両は、横断歩道線を通過する前に、横断歩道線に近づくほど交通規制抵抗が大きくなるため、車速を下げて運転安全を高める必要がある。中国の交通法規によれば、車両が横断歩道線上を通行する速度は30km/hを超えてはならないので、車両jが横断歩道線上を通過する前に、xcjが横断歩道によって生じる等価拘束抵抗Fcjを受けると定義する。

Figure 2023524574000018
(2.1.2) Longitudinal Restriction of Crosswalks By networking the road traffic environment, vehicles can easily obtain information on the traffic environment. Regarded as a facility to limit driving speed and reduce driving risk. Before crossing the pedestrian crossing, the closer the vehicle is to the pedestrian crossing, the greater the resistance to traffic regulation. According to Chinese traffic regulations, the speed at which a vehicle crosses the crosswalk must not exceed 30 km/h. Define to receive F cj .
Figure 2023524574000018

Figure 2023524574000019
Figure 2023524574000019

(2.1.3)道路交通制限速度標示の縦方向拘束
道路速度制限標示は速度のみで車両の走行を拘束する役割を持ち、運転者がこの違反行為を行った場合、短時間で外界に与えるリスクは、信号無視と横断歩道線の手前で速度を落とさずに走行するという2種類の違反行為よりも小さい。車線のvl,mを車線の最低制限速度、vl,hを車線の最高制限速度とすると、車両のjが道路交通制限速度標示から受ける等価拘束抵抗Fljは次のようになる。

Figure 2023524574000020
(2.1.3) Longitudinal restraint of road traffic speed limit signs Road speed limit signs have the role of restraining the running of vehicles only by speed. It poses less risk than two other types of violations: ignoring traffic lights and not slowing down before crossings. If v l,m of the lane is the minimum speed limit of the lane and v l,h is the maximum speed limit of the lane, the equivalent restraint resistance F lj that vehicle j receives from the road traffic speed limit marking is:
Figure 2023524574000020

(2.1.4)道路交通標示線の横方向拘束
道路交通標示線は、運転者に対する運転案内と行為拘束の役割を果たす。交通標示線には車線と横断歩道線が含まれ、車線は横方向に運転者の行為に影響を与え、さらに車両の走行過程に影響を与える。車線は車両の運転リスクに直接影響を与えず、車両が道路交通標示線を越えて交通事故を直接引き起こすことはない。通常、道路交通標示線は、車両の走行中に横方向の仮想拘束力(車線維持など)を発生させることができるとみなされる。したがって、道路交通標示線が車両に与える拘束力Fmjは、式(32)のように定義される。
(2.1.4) Lateral Constraints of Road Traffic Marking Lines Road traffic marking lines play a role of driving guidance and action restraint for drivers. Traffic marking lines include lane lines and pedestrian crossing lines, and lane lines laterally influence the behavior of drivers and further influence the driving process of vehicles. The lane does not directly affect the driving risk of the vehicle, and the vehicle does not cross the road traffic marking line directly to cause traffic accidents. Road traffic marking lines are generally considered to be capable of generating virtual lateral restraint forces (such as lane keeping) while the vehicle is in motion. Therefore, the restraining force Fmj applied to the vehicle by the road traffic marking line is defined as in Equation (32).

Figure 2023524574000021
Figure 2023524574000021

式中、kは定係数であり、車両の様々な車速でのリターン横加速度で較正されてもよく、kmyは横勾配調整係数であり、運転者の行為に関連し、rmax,mは道路交通標示線の影響範囲であり、rmax,m=0.5lとし、車両がレーン中心線上を走行するときに交通標示線による影響を受けないことを示す。 where km is a constant factor and may be calibrated with the return lateral acceleration of the vehicle at various vehicle speeds, kmy is the lateral slope adjustment factor, which is related to driver behavior and r max,m is the influence range of the road traffic marking line, let r max,m =0.5l w , indicating that the vehicle is not affected by the traffic marking line when traveling on the lane centerline.

(2.2)運転者行為のリスク定量化方法
(2.2.1)運転者の正常な運転行為
道路交通標示線は車両が道路交通環境に与える運転リスクに対して拘束作用を果たし、運転者の行為を拘束するものとして示される。運転者及び交通環境要素を考慮しないと、車両が外界に与えるリスクを等方性を有するものとみなし、運転者の正常な運転行為を分析することにより、車両が交通環境で生じるリスク分布を図2に示すような楕円で表し、AとBはそれぞれ楕円の長軸及び短軸であり、A=2Aj=2jA=2A、B=2Bj=2jB=2Bである。また、図2に示すような楕円は車両jが環境で生じるリスク場の1本の等高線である。
(2.2) Risk quantification method of driver behavior (2.2.1) Normal driving behavior of drivers It is indicated as binding on the conduct of a person. If the driver and traffic environment factors are not taken into account, the risk given by the vehicle to the outside world is assumed to be isotropic. 2, where A 1 A 2 and B 1 B 2 are the major and minor axes of the ellipse, respectively, and A 1 A 2 =2A 1 j=2jA 2 =2A j , B 1 B 2 = 2B 1 j=2jB 2 =2B j . Also, the ellipse shown in FIG. 2 is one contour line of the risk field that the vehicle j occurs in the environment.

運転者が運転中に常に規則を遵守し、かつ可能な限り安全運転を確保することを考慮して、運転者は車両を運転している間、通常一定の車頭時間を保ち、また、交通規則では車両が連続的に車線を変更してはならないことを規定しており、同時に車両の幾何学的寸法と合わせて、図2中の楕円の半長軸と半短軸の長さをそれぞれ以下のように設定する。
=rmax+l(33)
=l+l+lcj(34)
In order to ensure that drivers always comply with the rules while driving and to ensure safe driving as much as possible, drivers usually keep a certain headway while driving a vehicle and also observe traffic rules. , stipulates that the vehicle must not change lanes continuously, and at the same time, together with the geometrical dimensions of the vehicle, the lengths of the semi-major and semi-minor axes of the ellipse in Figure 2 are as follows: set like
A j =r max +l 1 (33)
Bj = lw + l2 + lcj (34)

式中、Aは楕円の半長軸であり、lは車両長さの半分であり、Bは楕円の半短軸であり、lはレーン幅の1倍であり(通常l=3.5m)、lは車両幅の半分であり、lcjは車両とレーン中心線との間の距離である。なお、楕円の長軸は車速に関連する関数であり、車速が小さいほど、長軸は小さく、よって、長軸の長さが短軸よりも小さくなることを回避するために、r≧lと規定する。 where A j is the semi-major axis of the ellipse, l 1 is half the vehicle length, B j is the semi-minor axis of the ellipse, and l w is one times the lane width (usually l w = 3.5 m), l 2 is half the vehicle width, and l cj is the distance between the vehicle and the lane centerline. Note that the major axis of the ellipse is a function related to vehicle speed, and the lower the vehicle speed, the smaller the major axis. Define w .

車線の横方向の拘束作用により、車両の走行中に縦横方向のリスク分布に明らかな差が現れた。図2に示すような楕円は、縦方向に安全車間時間、車流速などを考慮し、横方向に車線制約の影響を考慮した上で、等方的な円形状の分布を圧縮して、図2に示すように、長短軸が動的に変化する楕円状のリスク分布を形成する。横方向に圧縮されると、外円等高線は内楕円等高線に圧縮され、B’B’は短縮されてBとなるが、2つの場の力の等高線が表すリスク値は同じである。したがって、車両jが発生するリスクは、青色の等高線に沿って分布する場合、以下の式が得られる。 Due to the lateral restraint action of the lane, a clear difference appeared in the longitudinal and lateral risk distributions during vehicle travel. The ellipse shown in Fig. 2 is obtained by compressing the isotropic circular distribution, taking into consideration the safe inter-vehicle time, vehicle flow speed, etc. in the vertical direction and the influence of lane restrictions in the lateral direction. 2, an elliptical risk distribution with dynamically changing long and short axes is formed. When laterally compressed, the outer circle contours are compressed to the inner elliptical contours, and B' 1 B' 2 is shortened to B 1 B 2 , but the two field force contours represent the same risk values. is. Therefore, the following equation is obtained when the risk of occurrence of vehicle j is distributed along the blue contour line.

Figure 2023524574000022
Figure 2023524574000022

Figure 2023524574000023
Figure 2023524574000023

Figure 2023524574000024
Figure 2023524574000024

(2.2.2)運転者の違反行為
道路交通施設が運転安全に与える影響は運転リスクに対する拘束に現れているので、運転者の違反行為は運転者が何らかの原因で道路交通施設が運転リスクに与える拘束関係を意図的に或いは無意識に破ったことを表している。従って、本発明の実施例では、縦方向の速度制限と横方向の位置制限の下での車両の運動状態を解析して、運転者の行為に違反傾向があるか否かを判定する。
(2.2.2) Violation by Drivers The impact of road traffic facilities on driving safety is reflected in the constraint on driving risk. Intentionally or unintentionally breaking the restraint that is given to Therefore, the embodiment of the present invention analyzes the motion state of the vehicle under the longitudinal speed limit and the lateral position limit to determine whether the driver's behavior is prone to violations.

(2.2.2.1)縦方向速度制限
車両による交通環境の摂動により引き起こされるリスクは車両自体の速度及び車の流れの平均速度に関連し、式(20)と同様に、車両が道路最高制限速度を超える場合又は道路最低制限速度よりも低い場合、車両が道路交通環境に与える違反リスクは式(41)として示されてもよい。
(2.2.2.1) Longitudinal speed limit The risk induced by a perturbation of the traffic environment by a vehicle is related to the speed of the vehicle itself and the average speed of the flow of vehicles, similar to Equation (20), the vehicle The violation risk that a vehicle poses to the road traffic environment when exceeding the maximum speed limit or below the road minimum speed limit may be expressed as equation (41).

Figure 2023524574000025
Figure 2023524574000026
Figure 2023524574000025
Figure 2023524574000026

縦方向の違反行為については、式(22)によれば、走行中に外界に与える運転リスクに対応する運転安全場の場の力Fjiは次のとおりである。

Figure 2023524574000027
For longitudinal infringements, according to equation (22), the driving safety field field force F ji corresponding to the driving risk imparted to the outside world while driving is:
Figure 2023524574000027

(2.2.2.2)横方向位置制限
道路交通標示線の役割は、車両の横方向の運動を拘束することにより、車両が交通環境に与える影響を抑制し、低減することである。図3に示すように、車線2及び車線3によって形成されるレーン内を車両が安定して走行する場合、車線2及び車線3によって車両jに生じる楕円拘束作用は、縦横方向においてそれぞれ式(33)及び式(34)に従う。しかし、車両がある道路標示線に長時間乗っていると、図4に示すように、車両jが車線3上を走行している場合、車線3は車両jを拘束していないと考えられ、道路交通標示線の車両jに対する楕円拘束作用は車線2と車線4によって生じ、縦方向の楕円半長軸はまだ式(33)に従うが、横方向の楕円半短軸は式(46)に従う。
(2.2.2.2) Lateral Position Limitation The role of road traffic marking lines is to constrain and reduce the vehicle's impact on the traffic environment by constraining the lateral movement of the vehicle. As shown in FIG. 3, when a vehicle travels stably in a lane formed by lanes 2 and 3, the elliptical restraint effect on vehicle j caused by lanes 2 and 3 is expressed by equation (33) in the vertical and horizontal directions, respectively. ) and equation (34). However, if the vehicle is on a certain road marking line for a long time, as shown in FIG. The elliptical constraint action of the road traffic marking line on vehicle j is caused by lanes 2 and 4, the longitudinal semi-major axis of the ellipse still following equation (33), but the transverse semi-minor axis of the ellipse following equation (46).

=l+l+ljc(46)
式中、ljcは車両jの中心線からの距離である。
B j =l w +l 2 +l jc (46)
where l jc is the distance from the centerline of vehicle j.

(3)道路交通環境要素のリスク定量化方法
(3.1)路面摩擦係数
(3.1.1)路面摩擦係数が制動距離に与える影響
中国の政策規定の促進のため、ABSシステムがフロントにインストールされている車両は年々増加し、効率よく普及させており、前後軸の制動器の制動力を制御することによって同期摩擦係数と路面摩擦係数を等しくすることができ、しかも、この好ましい場合は、車両の最小制動距離は次のとおりである。

Figure 2023524574000028
(3) Risk quantification method of road traffic environment elements (3.1) Road surface friction coefficient (3.1.1) Effect of road surface friction coefficient on braking distance ABS system at the front to promote China's policy regulation The number of vehicles equipped with this system is increasing year by year, and it is becoming more and more popular. By controlling the braking force of the brakes on the front and rear axles, it is possible to equalize the synchronous friction coefficient and the road surface friction coefficient. The minimum braking distances for vehicles are:
Figure 2023524574000028

Figure 2023524574000029
Figure 2023524574000029

Figure 2023524574000030
Figure 2023524574000030

Figure 2023524574000031
Figure 2023524574000031

Figure 2023524574000032
Figure 2023524574000032

Figure 2023524574000033
Figure 2023524574000033

式中、mは車両の質量であり、gは重力加速度であり、bは車両の後軸の、車両質心からの距離であり、aは車両の前軸の、車両質心からの距離であり、fは転がり抵抗係数であり、Ψは後駆動軸のモーメント分配係数であり、前輪駆動車の場合は、Ψ=0であり、一方、後輪駆動車の場合は、Ψ=1であり、Lは車両の軸距であり、Aは車両の受風面積であり、ρは空気の密度であり、通常、ρ=1.2258Ns-4であり、Cは車両の空気抵抗係数であり、Clf及びClrはそれぞれ車両の前空気揚力係数、後空気揚力係数である。 where m is the mass of the vehicle, g is the acceleration of gravity, b is the distance of the rear axle of the vehicle from the center of the vehicle, and a is the distance of the front axle of the vehicle from the center of the vehicle; f is the rolling resistance coefficient, Ψ is the rear drive axle moment distribution coefficient, for front-wheel drive vehicles, Ψ=0, while for rear-wheel drive vehicles, Ψ=1, L is the wheelbase of the vehicle, A is the wind-swept area of the vehicle, ρ is the density of the air, usually ρ=1.2258Ns 2 m −4 , and C D is the air resistance coefficient of the vehicle. , C lf and C lr are the front and rear air lift coefficients of the vehicle, respectively.

また、路面摩擦が低下した後、車両が路面の最高制限車速以下に減速する必要がある場合、車両jがxの正方向に走行すれば、車両jが外界に与える総合的な運転リスクは次の通りである。

Figure 2023524574000034
Also, if the vehicle must decelerate below the maximum road speed limit after the road surface friction has decreased, and vehicle j travels in the positive direction of x, the total driving risk that vehicle j poses to the outside world is is as follows.
Figure 2023524574000034

Figure 2023524574000035
Figure 2023524574000035

(3.2)道路曲率
道路設計では、道路が平面上で曲がったり、縦断面に起伏が存在したりする状況が避けられないため、曲率の大きいカーブが大量に存在する。車両がカーブを通過するとき、車速v>vであれば、道路の曲率によるリスクが生じ、v>vj,limであれば、道路が車両に十分な横力を与えることができなくなるため、車両が横滑りすることになる。したがって、v∈[v、vj,lim]の場合、道路曲率による運転リスクの運転安全場の場の力Fjcは式(56)で表され、車両走行速度がカーブ設計車速を超えた後のリスク源増分Ej,cは式(57)で表される。

Figure 2023524574000036
(3.2) Curvature of Road In designing a road, it is inevitable that the road bends on a plane or has undulations in its longitudinal section, so there are a large number of curves with large curvatures. When the vehicle passes through a curve, if the vehicle speed v j >v d there is a risk due to the curvature of the road, and if v j >v j,lim the road can provide sufficient lateral force to the vehicle. As a result, the vehicle will skid. Therefore, when v j ∈ [v d , v j,lim ], the field force F jc of the driving safety field of the driving risk due to road curvature is expressed by Equation (56), The risk source increment E j,c after
Figure 2023524574000036

ステアリングにおいて、車両は常にステアリング中心から遠ざかる傾向にあり、地面がタイヤに与える横力が車両のステアリングに求心力を与え、車両の安定した走行が可能となる。車両の速度が速すぎたり、ステアリング半径が小さすぎて地面が車両に十分な求心力を与えることが困難な場合、車両は横滑りなどの危険な状態になる。これにより、ステアリング時に、遠心力が向いている側に車両が及ぼすリスクは、他の側に比べて大きい。車両jの車輪のかじ取り角δを反時計回りに正とすると、前記道路曲率を定義する縦勾配調整係数kx,cは式(58)で表され、前記道路曲率の横勾配調整係数ky,cは式(59)で表され、式中の各パラメータ取得方式は車両動力学の理論から計算することができる。

Figure 2023524574000037
In steering, the vehicle always tends to move away from the steering center, and the lateral force exerted by the ground on the tires exerts a centripetal force on the steering of the vehicle, enabling stable running of the vehicle. If the vehicle speed is too high or if the steering radius is too small and the ground makes it difficult to provide sufficient centripetal force to the vehicle, the vehicle will enter a dangerous situation such as skidding. Thus, when steering, the vehicle poses a greater risk on the side to which the centrifugal force is directed than on the other side. Assuming that the steering angle δ j of the wheels of the vehicle j is positive in the counterclockwise direction, the longitudinal gradient adjustment coefficient k x,c defining the road curvature is expressed by Equation (58), and the lateral gradient adjustment coefficient k y and c are represented by equation (59), and each parameter acquisition method in the equation can be calculated from the theory of vehicle dynamics.
Figure 2023524574000037

式中、vは道路の設計速度を表し、φは路面摩擦係数を表し、FjZは地面が車両jに与える垂直方向支持力を表し、FjYは路面が与える車両jの横方向における摩擦力を表し、yは点iのx方向の座標を表し、yは車両jのy方向の座標を表す。 where vd represents the design speed of the road, φ represents the coefficient of friction of the road surface, FjZ represents the vertical support force exerted by the ground on vehicle j, and FjY represents the lateral friction exerted by the road surface on vehicle j. yi represents the x-coordinate of point i and yj represents the y-coordinate of vehicle j.

車両による直接リスク及び摂動リスクを考慮した上で、車両のステアリング過程を考慮した場合、車両jが外界に与える総合的な運転リスクは式(60)として示される。

Figure 2023524574000038
When considering the steering process of the vehicle after considering the direct risk and the perturbation risk due to the vehicle, the total driving risk given by the vehicle j to the outside world is expressed as Equation (60).
Figure 2023524574000038

(3.3)道路傾き
道路傾きによる運転リスクは、主に、上り坂の時の車両間の相互作用過程、及び下り坂の時の重力位置エネルギーが運動エネルギーに転化することによる速度超過走行と制動性能の低下に現れている。上り坂の区間では、走行中の外界への運転リスクに対応する運転安全場の場の力Fjiは式(61)として示される。

Figure 2023524574000039
(3.3) Road Inclination Driving risks due to road inclination are mainly the interaction process between vehicles when going uphill, and the conversion of gravitational potential energy into kinetic energy when going downhill. It appears in the deterioration of the braking performance. In the uphill section, the driving safety field field force F ji corresponding to the driving risk to the outside world while driving is shown as equation (61).
Figure 2023524574000039

下り坂の区間では、リスクは車両が運ぶエネルギーがそれ自体の運動エネルギーのほかに重力位置エネルギーがあること、すなわち、エネルギー源が運ぶエネルギーの値が増大することによってリスクが増大することである。坂道の勾配をiとすると、車両jが下り坂を走行する際の重力位置エネルギーの変換量Ej,sは式(63)として示され、ここでのパラメータの具体的な値は、車両の特性及び運動学に基づいて決定することができる。

Figure 2023524574000040
On downhill sections, the risk is that the energy carried by the vehicle has gravitational potential energy in addition to its own kinetic energy, i.e. the risk increases as the value of the energy carried by the energy source increases. Assuming that the gradient of the slope is i r , the conversion amount E j,s of the gravitational potential energy when the vehicle j travels downhill is given by Equation (63). can be determined based on the properties and kinematics of
Figure 2023524574000040

このため、勾配による運転リスクの運転安全場の場の力Fjsは式(64)として示される。

Figure 2023524574000041
Thus, the field force F js of the driving safety field of driving risk due to slope is shown as equation (64).
Figure 2023524574000041

Figure 2023524574000042
Figure 2023524574000042

下り坂で走行するときに、車両が外界に与える運転リスクに対応する運転安全場の場の力Fjiは次のとおりである。

Figure 2023524574000043
The driving safety field field force F ji corresponding to the driving risk that the vehicle poses to the outside world when traveling downhill is:
Figure 2023524574000043

明らかに、式(65)は上り坂及び下り坂の両方のシナリオに適用でき、車両が上り坂を登っている場合、Fj,sの値は0であり、車両が下り坂を走行している場合、Fjsは式(64)により算出される。 Clearly, equation (65) is applicable to both uphill and downhill scenarios, if the vehicle is going uphill, the value of Fj ,s is 0, and if the vehicle is traveling downhill, If so, F js is calculated by equation (64).

(3.4)環境可視性
強い雨や濃霧、氷雪などの悪天候に遭遇した場合、道路の摩擦係数が低下する可能性があるほか、運転者の視程も強い影響を受ける(産業用カメラなどのスマート運転の感知センサーも干渉や影響を受ける)。悪天候は運転者の緊張感を高め、運転リスクをもたらす。雨天に運転する場合、運転者の視野は影響を受けやすく、例えば、小雨の天気では、環境可視性が低く、強い雨が降る場合、運転者の視野はワイパーの運働の妨害を受け、また、ワイパーの掻き水の範囲の制限により、ウインドガラスとバックミラーに雨が付着して、運転者の視程と視覚の知覚の範囲を狭め、霧の環境では、運転者の視程は深刻な影響を受け、周囲の車両との安全な距離を確保することが困難になり、氷雪の天気では、雪が運転者の視野に影響を与え、また、雪が降り積もると太陽の光が光り、運転者の視力が低下しやすくなる。したがって、天候による環境可視性の変化は運転安全に極めて大きな影響を与え、車両が一定の環境可視性で走行することにより交通環境に与える運転リスクに対応する運転安全場の力場は式(66)として表される。

Figure 2023524574000044
(3.4) Environmental Visibility When encountering bad weather such as heavy rain, dense fog, ice and snow, the friction coefficient of the road may decrease, and the driver's visibility is also strongly affected (industrial cameras, etc.). Sensors for smart driving are also interfered with or affected). Bad weather makes drivers more nervous and poses driving risks. When driving in the rain, the driver's field of vision is easily affected. , Due to the limited range of wiper water, the rain adheres to the windshield and rearview mirror, which reduces the driver's visibility and visual perception range. As a result, it becomes difficult to maintain a safe distance from other vehicles. easy to decline. Therefore, changes in environmental visibility due to weather have a very large impact on driving safety, and the force field of the driving safety field, which corresponds to the driving risk posed to the traffic environment by a vehicle traveling with constant environmental visibility, is given by Eq. (66 ).
Figure 2023524574000044

式中、前記環境可視性の縦勾配調整係数kx,e及び前記環境可視性の横勾配調整係数ky,eは運転者の行為、車両状態及び環境条件に関連する。環境可視性による影響だけを考慮すれば、環境可視性による車両の横方向への影響が小さいため、

Figure 2023524574000045
where the ambient visibility longitudinal slope adjustment factor k x,e and the ambient visibility lateral slope adjustment factor k y,e are related to driver behavior, vehicle state and environmental conditions. If we only consider the effect of environmental visibility, the effect of environmental visibility on the lateral direction of the vehicle is small.
Figure 2023524574000045

車両の縦方向では、良好な交通環境での運転者の視程D及び現在の環境可視性Dを考慮すれば、kx,eの値は以下の式を満たす。

Figure 2023524574000046
In the vehicle longitudinal direction, the value of k x ,e satisfies
Figure 2023524574000046

式中、kj,eは定数であり、運転者の実際の視力に関連し、kj,e=1とし、また、視力が良好な運転者の場合は、良好な交通環境での視程は通常D=500mとし、現在の環境可視性Dは天気の状態に応じて値をリアルタイムで調整する。 where k j,e is a constant and relates to the driver's actual visual acuity, let k j,e =1 and for a driver with good vision, the visibility in a good traffic environment is Typically D 0 =500 m and the current environment visibility D e adjusts its value in real time according to weather conditions.

(4)人-車-道路の総合的なリスク定量化方法
前述の研究では、等効力に基づく運転安全場の力場を用いて人-車-道路間の相互作用関係を記述し、すなわち、車両が外界に与える直接リスクと摂動リスク、路面条件、道路曲率、道路傾き、及び環境可視性の5種類の交通環境要素がどのように車両が外界に及ぼすリスクに影響するか、及び運転者の交通規則の下での正常な運転行為と違反運転行為が車両のリスクに及ぼす影響をそれぞれ検討し、車両が外界に及ぼすリスクに影響する要素は表1のとおりである。交通信号機、横断歩道線、道路交通制限速度標示及び道路交通標示線の4種類の交通施設と道路境界に代表される交通環境要素の車両運動に対する拘束作用を検討する。
(4) Comprehensive human-vehicle-road risk quantification method How five types of traffic environment factors affect the risk that a vehicle poses to the outside world: direct risk and perturbation risk that a vehicle poses to the outside world, road surface conditions, road curvature, road slope, and environmental visibility We examined the effects of normal driving behavior and illegal driving behavior under traffic rules on vehicle risks. This study examines the restraining effects of four types of traffic facilities (traffic lights, pedestrian crossings, road traffic speed limit markings, and road traffic marking lines) and traffic environment elements represented by road boundaries on vehicle motion.

Figure 2023524574000047
Figure 2023524574000047

(4.1)統一的運転安全場モデル
(4.1.1)場の力
総合的な運転リスクモデリングの元のフレームワークに基づいて、車両が外界に与えるリスクを形成する全体的なフレームワークは以下のように示される。

Figure 2023524574000048
(4.1) Unified driving safety field model (4.1.1) Field forces Based on the original framework of comprehensive driving risk modeling, the overall framework for shaping the risks that vehicles pose to the outside world. is shown as follows.
Figure 2023524574000048

Figure 2023524574000049
Figure 2023524574000049

Figure 2023524574000050
Figure 2023524574000050

Figure 2023524574000051
Figure 2023524574000051

(4.1.2)位置エネルギー
交通環境におけるある点が複数の車両の影響を受けることを直接力で記述すると、限界がある。本実施例では、道路交通環境における人-車-道路間の相互作用関係を記述するための完全な運転安全場システムを構築し、運転リスクの定量化記述を実現する。
(4.1.2) Potential Energy A direct force description of how a point in a traffic environment is affected by multiple vehicles has limitations. In this embodiment, a complete driving safety field system is constructed to describe interaction relationships among people, vehicles, and roads in the road traffic environment, and quantified description of driving risks is realized.

運転安全場では、P点(P∈[rmin,rmax])においては、車両が場源の影響を受けて取得する位置エネルギーは単位質量の物体mを点Pから位置エネルギー0の箇所に移動させるための仕事、rji≧rmaxに移動させるための仕事に等しい。よって、P点での位置エネルギーUjpは次のとおりである。

Figure 2023524574000052
In the driving safety field, at point P (P∈[r min ,r max ] ) , the potential energy that the vehicle obtains under the influence of the field source is , equal to the work to move r ji ≧r max . Therefore, the potential energy U jp at point P is:
Figure 2023524574000052

このため、車両iが受ける場源jの位置エネルギーUjiは直角座標系の形式とされると、以下の式が得られる。

Figure 2023524574000053
Thus, if the potential energy U ji of field source j experienced by vehicle i is in the form of a Cartesian coordinate system, the following equations are obtained.
Figure 2023524574000053

位置エネルギーの勾配変化は次のとおりである。

Figure 2023524574000054
The gradient change of potential energy is as follows.
Figure 2023524574000054

具体的な実施例は以下に示される。
ニュートンの第二法則によって求めた仮想加速度によってi車が受けるリスクの程度を判断し、等級別に警報あるいは能動制動などの措置をとることができる。例えば、a>3m/sの場合、車両iは警報音を出し、a>5m/sの場合、車両iは微少制動を行い、a>8m/sの場合、車両iは緊急制動を行う。
Specific examples are provided below.
It is possible to judge the degree of risk that the i-car receives from the virtual acceleration obtained by Newton's second law, and take measures such as warning or active braking for each grade. For example, when ai > 3m/s 2 , vehicle i emits an alarm sound, when ai > 5m/s 2 , vehicle i applies slight braking, and when ai > 8m/s 2 , vehicle i performs emergency braking.

Figure 2023524574000055
運転リスクの発生メカニズムは、運転安全に影響する各要素間の総合的な相互作用にあり、運転リスクに影響を与える要素は、上記の実施例に記載の様々な要素だけではない。本発明の実施例の研究目的は、特定のシナリオにおいて運転リスクに影響を与える新たな要素が出現した場合に、本発明の実施例によって提案された統一的なモデリング構想の枠組みで対応する数学モデルを構築することができる統一的なモデリング構想を提供することである。
Figure 2023524574000055
The driving risk generation mechanism lies in the comprehensive interaction among the elements that affect driving safety, and the elements that affect driving risk are not limited to the various elements described in the above examples. The research purpose of the embodiment of the present invention is to find a corresponding mathematical model in the framework of the unified modeling concept proposed by the embodiment of the present invention when new factors affecting driving risk appear in a specific scenario. It is to provide a unified modeling concept that can build

なお、上記の実施例は、本発明の技術案を説明するためにのみ使用され、それを限定するものではない。当業者にとって明らかなように、前述の各実施例に記載された技術案を修正したり、その一部の技術的特徴を均等に置き換えたりすることができる。これらの修正又は置換は、対応する技術案の本質を本発明の各実施例の技術案の精神及び範囲から逸脱させるものではない。 It should be noted that the above examples are only used to describe the technical solution of the present invention and are not intended to limit it. As is obvious to those skilled in the art, the technical solutions described in each of the above embodiments can be modified, and some of their technical features can be equally replaced. These modifications or replacements do not make the essence of the corresponding technical solution depart from the spirit and scope of the technical solution of each embodiment of the present invention.

Claims (9)

人-車-道路の各要素を総合的に考慮した運転リスクの統一的定量化方法であって、
エネルギー移動原理に従って、式(3)で示される運転リスクの初期運転安全場モデルを取得するステップと、
前記初期運転安全場モデルを縦方向と横方向に分解し、車両jの情報及び交通環境情報に基づいて、式(69)で示される第1統一的運転安全場モデルを作成するステップと、
車両jが位置する交通環境のいずれかの位置点iに対する車両jによる場の力Fjiを算出するステップと、
前記場の力Fjiに基づいて、点iが車両jの影響により受ける運転リスクを認識するステップと、を含み、
Figure 2023524574000056
上記式中、xjiは車両jの環境におけるいずれかの点iからの縦方向距離を表し、yjiは車両jの点iからの横方向距離を表し、rは車両jの運転者の車間距離を表し、rmaxは自由流における車両の最大間隔を表し、rminは自由流における車両の最小間隔を表し、Eは車両jの速度vによって決定される運動エネルギーEj,0と複数の交通環境要素によって決定される相対運動エネルギーとの和であり、Ej,facは運動エネルギーEj,0及び交通環境要素によって決定される相対運動エネルギーを表し、前記交通環境要素は路面摩擦係数、道路曲率、道路傾き、環境可視性、車線及び道路速度制限規則を含み、車両jの速度及び交通環境要素のうちのいずれかの要素が無視される場合、当該要素に対応する運動エネルギーの値が0であり、kは車両jの速度と各前記交通環境要素の縦勾配調整係数との積であり、kx,facは車両jの速度及び各前記交通環境要素の縦勾配調整係数を表し、kは車両jの速度と各前記交通環境要素の横勾配調整係数との積であり、ky,facは車両jの速度及び各前記交通環境要素の横勾配調整係数を表し、車両jの速度及び交通環境要素のうちのいずれかの要素が無視される場合、当該要素に対応する勾配調整係数の値が1であることを特徴とする方法。
A unified quantification method for driving risk that comprehensively considers each element of people, vehicles, and roads,
obtaining an initial driving safety field model of driving risk given by equation (3) according to the energy transfer principle;
decomposing the initial driving safety field model into longitudinal and lateral directions to create a first unified driving safety field model represented by equation (69) based on vehicle j information and traffic environment information;
calculating the field force F ji by the vehicle j for any position point i in the traffic environment in which the vehicle j is located;
recognizing the driving risk to which point i is subject to the influence of vehicle j based on said field forces Fji ;
Figure 2023524574000056
where x ji represents the longitudinal distance from any point i in the environment of vehicle j, y ji represents the lateral distance of vehicle j from point i, and r 0 represents the represents the following distance, r max represents the maximum separation of the vehicles in the free stream, r min represents the minimum separation of the vehicles in the free stream, and E j is the kinetic energy E j,0 determined by the velocity v j of the vehicle j. and the relative kinetic energy determined by a plurality of traffic environment factors, E j,fac represents the kinetic energy E j,0 and the relative kinetic energy determined by the traffic environment factors, the traffic environment factors being the road surface Kinetic energy corresponding to any of the speed of vehicle j and traffic environment factors, including friction coefficient, road curvature, road inclination, environment visibility, lane and road speed limit rules, if the factor is ignored is 0, kx is the product of the speed of vehicle j and the longitudinal gradient adjustment coefficient of each traffic environment element, and kx ,fac is the speed of vehicle j and the longitudinal gradient adjustment factor of each traffic environment element. ky is the product of the speed of vehicle j and the lateral slope adjustment coefficient of each traffic environment element; ky ,fac represents the speed of vehicle j and the lateral slope adjustment coefficient of each traffic environment element; , the speed of the vehicle j and the traffic environment factor, the value of the slope adjustment factor corresponding to the factor is 1 if the factor is ignored.
エネルギー移動原理に従って、式(3)で示される運転リスクの初期運転安全場モデルを取得するステップと、
前記初期運転安全場モデルを縦方向と横方向に分解し、車両jの情報及び交通環境情報に基づいて、式(74)で示される第2統一的運転安全場モデルを作成するステップと、
車両jが位置する環境のいずれかの位置点iに対する車両jによる位置エネルギーUjiを算出するステップと、
前記位置エネルギーUjiに基づいて、点iが車両jの影響により受ける運転リスクを認識するステップと、を含み、
Figure 2023524574000057
上記式中、xjiは車両jの環境におけるいずれかの点iからの縦方向距離を表し、yjiは車両jの点iからの横方向距離を表し、rは車両jの運転者の車間距離を表し、rmaxは自由流における車両の最大間隔を表し、rminは自由流における車両の最小間隔を表し、Eは車両jの速度vによって決定される運動エネルギーEj,0と複数の交通環境要素によって決定される相対運動エネルギーとの和であり、Ej,facは運動エネルギーEj,0及び交通環境要素によって決定される相対運動エネルギーを表し、前記交通環境要素は路面摩擦係数、道路曲率、道路傾き、環境可視性、車線及び道路速度制限規則を含み、車両jの速度及び交通環境要素のうちのいずれかの要素が無視される場合、当該要素に対応する運動エネルギーの値が0であり、kは車両jの速度と各前記交通環境要素の縦勾配調整係数との積であり、kx,facは車両jの速度及び各前記交通環境要素の縦勾配調整係数を表し、kは車両jの速度と各前記交通環境要素の横勾配調整係数との積であり、ky,facは車両jの速度及び各前記交通環境要素の横勾配調整係数を表し、車両jの速度及び交通環境要素のうちのいずれかの要素が無視される場合、当該要素に対応する勾配調整係数の値が1であることを特徴とする人-車-道路の各要素を総合的に考慮した運転リスクの統一的定量化方法。
obtaining an initial driving safety field model of driving risk given by equation (3) according to the energy transfer principle;
decomposing the initial driving safety field model into longitudinal and lateral directions to create a second unified driving safety field model represented by equation (74) based on vehicle j information and traffic environment information;
calculating the potential energy U ji by the vehicle j for any position point i of the environment in which the vehicle j is located;
recognizing the driving risk to which point i is subject to the influence of vehicle j based on said potential energy Uji ;
Figure 2023524574000057
where x ji represents the longitudinal distance from any point i in the environment of vehicle j, y ji represents the lateral distance of vehicle j from point i, and r 0 represents the represents the following distance, r max represents the maximum separation of the vehicles in the free stream, r min represents the minimum separation of the vehicles in the free stream, and E j is the kinetic energy E j,0 determined by the velocity v j of the vehicle j. and the relative kinetic energy determined by a plurality of traffic environment factors, E j,fac represents the kinetic energy E j,0 and the relative kinetic energy determined by the traffic environment factors, the traffic environment factors being the road surface Kinetic energy corresponding to any of the speed of vehicle j and traffic environment factors, including friction coefficient, road curvature, road inclination, environment visibility, lane and road speed limit rules, if the factor is ignored is 0, kx is the product of the speed of vehicle j and the longitudinal gradient adjustment coefficient of each traffic environment element, and kx ,fac is the speed of vehicle j and the longitudinal gradient adjustment factor of each traffic environment element. ky is the product of the speed of vehicle j and the lateral slope adjustment coefficient of each traffic environment element; ky ,fac represents the speed of vehicle j and the lateral slope adjustment coefficient of each traffic environment element; , the speed of the vehicle j and the traffic environment element are ignored, the value of the gradient adjustment coefficient corresponding to the element is 1. A unified quantification method for comprehensively considered driving risk.
Figure 2023524574000058
Figure 2023524574000059
Figure 2023524574000058
Figure 2023524574000059
前記道路曲率によって決定される相対運動エネルギーEj,cは式(57)として示され、車両jがステアリングするときの車輪のかじ取り角δが反時計回りを正にすれば、前記道路曲率の縦勾配調整係数kx,cは式(58)として示され、前記道路曲率の横勾配調整係数ky,cは式(59)として示され、
Figure 2023524574000060
The relative kinetic energy E j,c determined by the road curvature is given by Eq. The longitudinal gradient adjustment factor k x,c is shown as equation (58), the road curvature lateral gradient adjustment factor k y,c is shown as equation (59),
Figure 2023524574000060
前記道路傾きiによって決定される相対運動エネルギーEj,sは式(63)として示され、前記道路傾きiの縦勾配調整係数kx,s及び前記道路傾きiの横勾配調整係数ky,sのいずれも1であり、
Figure 2023524574000061
The relative kinetic energy Ej,s determined by the road slope i r is shown as equation (63), wherein the longitudinal gradient adjustment factor k x,s of the road slope i r and the lateral slope adjustment factor k x,s of the road slope i r k y,s are both 1,
Figure 2023524574000061
前記環境可視性によって決定される相対運動エネルギーは0であり、前記環境可視性の縦勾配調整係数kx,eは式(67)として示され、前記環境可視性の横勾配調整係数ky,eは式(68)として示され、
Figure 2023524574000062
上記式中、Dは現在の環境可視性を表し、Dは良好な交通環境での運転者の視程を表し、kj,eは運転者の実際の視力に関する定数を表すことを特徴とする請求項1又は2に記載の人-車-道路の各要素を総合的に考慮した運転リスクの統一的定量化方法。
The relative kinetic energy determined by the environment visibility is 0, the environment visibility longitudinal slope adjustment factor k x,e is shown as equation (67), and the environment visibility lateral slope adjustment factor k y, e is shown as equation (68),
Figure 2023524574000062
where D e represents the current environment visibility, D 0 represents the visibility of the driver in a good traffic environment, and k j,e represents a constant relating to the actual visual acuity of the driver. 3. The unified quantifying method of driving risk according to claim 1 or 2, which comprehensively considers each element of people-vehicle-road.
前記車線によって決定される相対運動エネルギーは0であり、前記車線の縦勾配調整係数kx,dは式(36)として示され、前記車線の横勾配調整係数ky,dは式(37)として示され、
Figure 2023524574000063
上記の各式中、lは車両長さの半分であり、lはレーン幅の1倍であり、lは車両幅の半分であり、lcjは車両とレーン中心線との間の距離であることを特徴とする請求項1又は2に記載の人-車-道路の各要素を総合的に考慮した運転リスクの統一的定量化方法。
The relative kinetic energy determined by the lane is zero, the lane pitch adjustment factor k x,d is given as equation (36), and the lane side slope adjustment factor k y,d is given by equation (37) shown as
Figure 2023524574000063
where l1 is half the vehicle length, lw is one lane width, l2 is half the vehicle width, and lcj is the distance between the vehicle and the lane centerline. 3. The unified quantifying method of driving risk according to claim 1 or 2, wherein the driving risk is a distance, and the factors of people, vehicles, and roads are taken into consideration comprehensively.
前記道路速度制限規則によって決定された相対運動エネルギーEjlは式(42)として示され、前記道路速度制限規則の縦勾配調整係数kx,lは式(43)として示され、前記道路速度制限規則の横勾配調整係数ky,lは式(44)として示され、
Figure 2023524574000064
上記の各式中、mは車両jの質量を表し、vは道路制限速度値を表し、vl,mは道路最低制限速度を表し、vl,hは道路最高制限速度を表し、vj,maxは車両jが走行可能な最高速度を表し、lは車両長さの半分であり、lはレーン幅の1倍であり、lは車両幅の半分であり、lcjは車両とレーン中心線との間の距離であることを特徴とする請求項1又は2に記載の人-車-道路の各要素を総合的に考慮した運転リスクの統一的定量化方法。
The relative kinetic energy E jl determined by the road speed limit rule is shown as equation (42), the longitudinal gradient adjustment factor k x,l of the road speed limit rule is shown as equation (43), and the road speed limit The lateral slope adjustment factor k y,l of the rule is shown as equation (44),
Figure 2023524574000064
where mj represents the mass of vehicle j, vl represents the road speed limit value, vl ,m represents the road minimum speed limit, vl ,h represents the road maximum speed limit, v j,max represents the maximum speed at which vehicle j can travel, l 1 is half the vehicle length, l w is one lane width, l 2 is half the vehicle width, l cj is the distance between the vehicle and the lane centerline, according to claim 1 or 2, wherein the unified quantification method of driving risk comprehensively considers each element of people-vehicle-road.
人-車-道路の各要素を総合的に考慮した運転リスクの統一的定量化方法であって、
下記式で示される初期運転安全場モデルを作成し、
Figure 2023524574000065
ただし、Fjiは車両jが位置する交通環境のいずれかの位置点iに対する車両jによるリスク場の力を表し、Fmaxは車両jの速度vに対応する最大のリスクの場の力を表し、Ej,0は車両jの速度によって決定される運動エネルギーを表し、rjiは車両jの質心と前記位置点iとの距離を表し、rはリスクに対する運転者の注視範囲半径であり、rminは衝突が発生した場合の、車両jの質心と前記位置点iとの距離を表し、rmaxは自由流における車両の間隔を表し、
min≦rji≦rmaxの場合、車両jが位置する交通環境のいずれかの位置点iに対する車両jによるリスク場の力Fjiを決定するために、下記式で示される第1統一的運転リスク場モデルを作成し、
Figure 2023524574000066
又は、rmin≦rji≦rmaxの場合、車両jが位置する交通環境のいずれかの位置点iに対する車両jによるリスク位置エネルギーUjiを決定するために、下記式で示される第2統一的運転リスク場モデルを作成し、
Figure 2023524574000067
ただし、xjiは前記車両jの質心と前記位置点iとの縦方向距離を表し、yjiは前記車両jの質心と前記位置点iとの横方向距離を表し、Eは運動エネルギーEj,0と複数の交通環境要素に基づいて決定される相対運動エネルギーとの和であり、前記交通環境要素は路面摩擦係数、道路曲率、道路傾き、環境可視性、車線及び道路速度制限規則を含み、車両jの速度又は前記交通環境要素のうちのいずれかの要素が無視される場合、前記速度又は要素に対応する運動エネルギーの値が0であり、kは車両jの速度の縦方向調整係数と各前記交通環境要素の縦方向調整係数との積であり、kは車両jの速度の横方向調整係数と各前記交通環境要素の横方向調整係数との積であり、車両jの速度又は前記交通環境要素のうちのいずれかの要素が無視される場合、前記速度又は要素に対応する縦方向調整係数又は横方向調整係数の値が1であり、
交通環境のいずれかの位置点iでのリスク又は交通環境のいずれかの位置点iにある車両のリスクについては、rmax半径範囲内の全ての他車による前記位置点iへのリスクの場の力の和、又はrmax半径範囲内の全ての他車による前記位置点iへのリスクの位置エネルギーの和で表すことを特徴とする統一的定量化方法。
A unified quantification method for driving risk that comprehensively considers each element of people, vehicles, and roads,
Create an initial driving safety field model shown by the following formula,
Figure 2023524574000065
where F ji represents the risk field force by vehicle j for any position point i in the traffic environment in which vehicle j is located, and F max is the maximum risk field force corresponding to vehicle j's velocity v j . where E j,0 represents the kinetic energy determined by the velocity of vehicle j, r ji represents the distance between the center of mass of vehicle j and said position point i, r 0 represents the driver's gaze radius for risk where r min represents the distance between the center of mass of vehicle j and said position point i in the event of a collision, r max represents the distance between the vehicles in free flow,
For r min ≤ r ji ≤ r max , to determine the risk field force F ji by vehicle j for any location point i of the traffic environment in which vehicle j is located, a first unified formula create a driving risk field model,
Figure 2023524574000066
Or, if r min ≦r ji ≦r max , to determine the risk potential energy U ji by vehicle j for any location point i of the traffic environment in which vehicle j is located, a second unity given by create a realistic driving risk field model,
Figure 2023524574000067
where x ji represents the longitudinal distance between the center of mass of the vehicle j and the location point i, y ji represents the lateral distance between the center of mass of the vehicle j and the location point i, and E j is the motion is the sum of the energy E j,0 and the relative kinetic energy determined based on a plurality of traffic environment factors, which are road surface friction coefficient, road curvature, road slope, environment visibility, lane and road speed limit rule, if the speed of vehicle j or any element of said traffic environment factors is ignored, then the value of kinetic energy corresponding to said speed or factor is 0 and k x is the speed of vehicle j is the product of the longitudinal adjustment factor and the longitudinal adjustment factor of each said traffic environment element, ky is the product of the lateral adjustment factor of the speed of vehicle j and the lateral adjustment factor of each said traffic environment element; if any factor of the speed of vehicle j or said traffic environment factor is ignored, the value of the longitudinal adjustment factor or lateral adjustment factor corresponding to said velocity or factor is 1;
For the risk at any position point i of the traffic environment or the risk of a vehicle at any position point i of the traffic environment, the risk to said position point i by all other vehicles within the r max radius or the sum of the potential energies of risks to said position point i by all other vehicles within the r max radius range.
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