單一車道自動公路系統發生意外事故下自動車輛跟車邏輯

Abstract

自動車輛發展為未來趨勢，自動車輛的開發以及控制方式，已經有相當多的研究，本文並非研究如何從收集到的資訊，轉換到車輛的內部引擎或是煞車的控制；而是設計一套跟車邏輯，判斷車輛針對前方車流，該做如何的反應。在未來硬體可以配合下，期望自動控制車輛能夠依循此邏輯順暢行駛在最內側為自動車道的高速公路上；即使自動控制車道上發生意外事故，在變換車道後，也可以順暢的以混合車流的方式通過事故點，而不會有追撞的危險。 控制邏輯根據九種不同的相對數據，設計出四種跟車模式，在不同情況下，轉換不同的模式跟車，自動車輛為了避免減速或是加速影響後方車流的不穩定，設計了兩個指標，「Dmax」以及「Dmin」，稱為動態距離設定最大值以及動態距離設定最小值，隨著前方車流不同，此值也會不同。車輛和前車的距離如果大於動態距離設定最大值則加速，車輛和前車的距離如果小於動態距離設定最小值則減速，界於此兩值之間則等速前進；另外加減速度的設計顧及搭乘者的舒適性，採用拋物線加速度模型，使得加減速不會過猛。 利用程式語言TURBO C，以類似車流模擬軟體的方式，模擬各種跟車情境，將車輛的動態輸出在螢幕上，先藉由三輛車的模擬測試以及調整模式可行性，再模擬一條車道的車流，以機率分配以秒為單位釋放自動車輛以及人為操作車輛在車道上，觀察車流狀況，以GM跟車指標判定自動車輛跟車穩定性，嘗試以各種車流理論圖形解釋分析數據。為了求得一般車輛行駛能夠和車流模擬軟體相同，以兩個檢定確定其真實性以及可靠性。