[發(fā)明專利]載運工具跟馳關(guān)系的確定與行為調(diào)整實施方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410052572.4
• 申請日: 2014-02-17
• 公開（公告）號: CN103886127B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘登;夏易君
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G08G1/01
• 代理公司: 31290 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 葉鳳

載運工具跟馳關(guān)系的確定與行為調(diào)整實施方法，該發(fā)明屬于載運工具追蹤運行控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到動態(tài)運輸環(huán)境中和當(dāng)前技術(shù)條件下基于絕對和相對制動模式的車輛跟馳關(guān)系計算問題，提出了確定跟馳關(guān)系的計算方法，并將車輛追蹤運行狀態(tài)細分為非跟馳狀態(tài)、臨界跟馳狀態(tài)、絕對制動條件下安全跟馳狀態(tài)、絕對制動條件下非安全跟馳狀態(tài)、相對制動條件下安全跟馳狀態(tài)、相對制動條件下非安全跟馳狀態(tài)共6個子狀態(tài)，然后根據(jù)具體狀態(tài)確定并進行后車行為調(diào)整方案的實施，以實現(xiàn)安全、高效和平穩(wěn)（舒適）追蹤運行的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于交通運輸系統(tǒng)載運工具跟馳控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到同一線路、同一方向載運工具追蹤運行過程中跟馳關(guān)系的確定原則和確定方法，以及如何利用載運工具之間是否具有跟馳關(guān)系，細分車輛跟馳狀態(tài)，并在車輛跟馳系統(tǒng)運行過程中根據(jù)具體跟馳狀態(tài)，進行載運工具跟馳行為的調(diào)整，以實現(xiàn)其安全、高效和平穩(wěn)(舒適)運行的目的。

背景技術(shù)

載運工具跟馳運行，在鐵路、公路、甚至航空、航天等交通運輸領(lǐng)域司空見慣(為論述方便，本申請均以“車輛”表述“載運工具”)。“同一線路、同一運行方向的相鄰車輛之間即存在“跟馳關(guān)系”，而無論其間距是怎樣的”，這樣的前提條件顯得過于寬泛，不利于載運工具在安全性、高效性和平穩(wěn)(舒適)性方面得到更好地控制。例如：1995年Bando等提出的最優(yōu)速度模型(Optimal Velocity Model，OVM)會出現(xiàn)過高的加速度和不切實際的減速度；為了消除上述問題，1998年Helbing和Tilch將速差控制引入跟馳系統(tǒng)，建立了GFM(Generalized Force Model)模型，2001年Jiang等又建立了前后車的全速差模型(FullVelocity Difference Model，F(xiàn)VDM)來克服GFM模型在時滯、交通流相變和阻塞演化方面的缺陷；Zhao and Gao于2005年將“加速度差”引入FVDM模型建立了能夠描述緊急情況下駕駛員行為的FVADM模型，可以有效避免追尾事故和FVDM模型中的不切實際的減速度；Okumura，Tadaki和Gong等學(xué)者提出了一個非對稱全速差跟馳模型(Asymmetric Full VelocityDifference Car-following Model)以避免GFM和FVDM模型中可能出現(xiàn)的車輛沖突，但它可能會導(dǎo)致一個情形發(fā)生------即使實際車距非常小后車也不減速。Peng等幾位學(xué)者與2011年對速差控制進行了改進，提出一種最優(yōu)速差模型(Optimal Velocity DifferenceModel，OVDM)，旨在消除負速度問題，但對前、后車之間無速差的情形仍然無能為力，如果前、后車的加速度差為0，加速度控制同樣起不到任何作用。針對上述問題，很多學(xué)者嘗試從車距控制和時隙(Time Gap)控制來解決這個問題。Somda和Cormerais利用相對制動模式計算安全車距，以作為后車行為調(diào)整的依據(jù)；Kesting等運用智能駕駛模型來描述車輛的自適應(yīng)巡航控制(Adaptive Cruise Control，ACC)，但對如何科學(xué)地動態(tài)標(biāo)定時隙則語焉不詳；考慮到時隙對行車組織的重要性，Lin對裝備有自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的車輛駕駛性能做了非常有益的討論，毫無疑問，時隙越大后車跟馳運行的安全裕量越大，但行車效率也會隨之降低；Lu和Madanat針對卡車，基于停車距離和安全風(fēng)險評估，提出了具有建設(shè)性的跟馳車距。理論上來講，時隙控制可以在某種程度上實現(xiàn)跟馳車距的控制，但是沒有更多地關(guān)注實際跟馳車距的長度對后車跟馳行為的影響。顯然，若車距太長或太短(譬如無窮大或無窮小)，后車以“安全”、“高效”行車為目的的行為調(diào)整就極可能失去平穩(wěn)性或舒適性，從而造成旅客不舒服或貨物遭受損壞。從這個意義上來說，必須將前、后車的跟馳行為，根據(jù)車輛性能、運行狀態(tài)，限定在某一特定的時空范圍內(nèi)，并在這個范圍內(nèi)對車輛跟馳行為實施控制，并始終以最佳的行為調(diào)整方式，使得前、后車輛構(gòu)成的跟馳系統(tǒng)始終處于這個特定的時空范圍內(nèi)。