[发明专利]基于层次分析法和灰色模糊的车辆碰撞预警方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，主要涉及车辆自组织网络VANETs中保证行驶安全的多级预警方法，适用于高速公路、郊区等中高速运动场景。

背景技术

随着车辆拥有量的增加和道路状况的日益复杂，交通事故频繁发生，如何尽量避免事故的发生是VANETs领域中的一个重要的研究方向。因此，车辆碰撞预警系统CWS越来越受到人们的关注，其中Daimler-Benz的研究表明提前0.5s的报警能够使追尾和交叉碰撞产生的事故率减少50％以上。

Joan Garcia-Haro等人在文献“A Stochastic Model for Chain Collisions of Vehicles Equipped With Vehicular Communications”中提出了一种两车之间安全行驶的最小车间距离算法。文中给出了一种能够有效减少事故发生率的主动安全系统的概念，其中安全距离的判断是这一系统的重要组成部分。主要思想是：在假设两车前后行驶，即传统跟车模型的前提下，给出前后车三种不同相对运动状态下的安全距离，这三种状态包括：前车匀速行驶、前车匀加速行驶和前车以匀减速行驶。虽然文中给出了最小安全距离的定义，但是并没有据此对驾驶员进行预警。

Yuan-Lin Chen,Chong-An Wang等人在文献“Vehicle Safety Distance Warning System:A Novel Algorithm for Vehicle Safety Distance Calculating Between Moving Cars”中提出了一种基于车辆安全距离的多级预警系统，该系统提出了两种距离的求法，即障碍物距离和刹车安全距离，并通过比较这两种距离的大小，做出预警。如果障碍物距离大于刹车安全距离，则车辆处于安全的状态，反之车辆处于危险的状态。虽然文中对预警级别进行了划分，但是并没有进一步的说明，也没有考虑到驾驶员的状态对车辆安全的影响，因此计算出来的安全距离偏大。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术中没有考虑到驾驶员、车、路和环境因素对安全距离影响的缺点，提出一种基于AHP和灰色模糊的车辆碰撞预警方法，提高安全距离的准确性。

实现本发明目的技术方案是：采用定性分析和定量分析相结合的方式，从影响车辆安全的人为因素、车辆因素、环境因素和道路状况进行分析，利用层次分析法和灰色模糊结合运动学公式求解安全距离，并进一步根据安全距离进行预警级别划分。其具体步骤包括如下：

(1)构建影响车辆安全距离因素的层次分析结构，根据层次分析法，计算各层因素的权重向量Wⁿ,n＝1,2,3；

(2)根据各层的权重向量，利用灰色模糊法对影响车辆安全距离的因素进行综合评价：

2a)建立影响车辆安全距离因素的评价集V＝(V₁,V₂,V₃,V₄)和指标集U，并将评价集数值化为向量C；

V＝(V₁,V₂,V₃,V₄)＝C＝(10,8.5,6,3)；

2b)根据数值化向量C，k,k>3位专家对指标集中的因素进行打分，构成打分矩阵Y；

2c)构造白化权函数，并利用灰色统计法计算第j个因素属于评价灰类i的灰色统计数m_ij和总灰色统计数m_j，得到第j个因素属于评价灰类i的灰色权值r_j,i为：

2d)依次执行2c)计算因素层中的各个因素的灰色权值，由r_j,i构成的单因素矩阵灰