[發(fā)明專利]一種集中式合流區(qū)車輛速度優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910575474.1
• 申請(qǐng)日: 2019-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110363986B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡英鳳;呂志軍;孫曉強(qiáng);陳龍;王海;梁軍;劉擎超;李祎承
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): G08G1/01
• 分類號(hào): G08G1/01;G08G1/0967;G08G1/16;H04W4/02;H04W4/029;H04W4/44
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于車車博弈與行車勢(shì)場(chǎng)力的集中式合流區(qū)車輛速度優(yōu)化方法，屬于智能交通領(lǐng)域。車端通信設(shè)備將車輛信息發(fā)送到路端控制設(shè)備，路端控制設(shè)備接收進(jìn)入控制區(qū)域內(nèi)的車輛信息，以能耗與乘適性為優(yōu)化目標(biāo)建立車車博弈的收益函數(shù)，對(duì)車輛到達(dá)合流點(diǎn)的序列進(jìn)行集中決策；建立車車、車路勢(shì)場(chǎng)力，優(yōu)化車輛縱向行駛速度并保障車輛在車道的范圍內(nèi)行駛。本發(fā)明利用車路協(xié)同技術(shù)，通過(guò)對(duì)控制區(qū)域內(nèi)車輛到達(dá)合流點(diǎn)的序列和車輛行為進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)合流區(qū)車輛的高效合流。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能交通領(lǐng)域，具體涉及一種基于車車博弈與行車勢(shì)場(chǎng)力的集中式合流區(qū)車輛速度優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

合流區(qū)是車輛駛?cè)敫咚俟贰⒖焖俾返娜肟冢囕v合流與交織行為成為影響交通運(yùn)行安全的重要原因之一，車輛的加減速、變道等行為容易引起交通紊亂，從而引發(fā)交通事故，交通安全問(wèn)題尤為突出；另一方面，合流區(qū)缺乏合理的交通控制技術(shù)，目前合流區(qū)常用的信號(hào)燈控制只能控制車輛通行，而不能控制車輛速度，交通運(yùn)行效率低下。隨著傳感技術(shù)、通信技術(shù)的快速發(fā)展，車路協(xié)同為合流區(qū)車輛控制帶來(lái)了新的方向。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于車車博弈與行車勢(shì)場(chǎng)力的集中式合流區(qū)車輛速度優(yōu)化方法，利用車路協(xié)同技術(shù)，通過(guò)對(duì)控制區(qū)域內(nèi)車輛到達(dá)合流點(diǎn)的序列和車輛行為進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)合流區(qū)車輛的高效合流。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于車車博弈與行車勢(shì)場(chǎng)力的集中式合流區(qū)車輛速度優(yōu)化方法，智能車輛與路端控制設(shè)備建立通信，確定博弈參與者，博弈出車輛到達(dá)合流點(diǎn)的序列，建立縱向行車勢(shì)場(chǎng)力，消除富余的車頭時(shí)距間隙并得到速度控制率，路端控制設(shè)備將速度控制率發(fā)送至智能車輛，智能車輛執(zhí)行速度控制率。

進(jìn)一步，該優(yōu)化方法還包括建立道路邊界勢(shì)場(chǎng)力，保障橫向行車安全。

進(jìn)一步，所述道路邊界勢(shì)場(chǎng)力其中分別為道路下、上邊界對(duì)車輛i的勢(shì)場(chǎng)力。

更進(jìn)一步，所述道路下邊界對(duì)車輛i的勢(shì)場(chǎng)力為：

其中，車輛位于右半車道時(shí)道路下邊界對(duì)車輛的勢(shì)場(chǎng)力車輛位于左半車道時(shí)道路下邊界對(duì)車輛的勢(shì)場(chǎng)力與表示的方向，p_i(t)＝[x_i(t),y_i(t)],m_i為車輛質(zhì)量，η₁、η₂為勢(shì)場(chǎng)力參數(shù)，w為道路寬度，x_i(t)為t時(shí)刻車輛i的橫坐標(biāo),y_i(t)為t時(shí)刻車輛i的縱坐標(biāo)。

更進(jìn)一步，所述道路上邊界對(duì)車輛i的勢(shì)場(chǎng)力為：

其中，車輛位于右半車道時(shí)道路上邊界對(duì)車輛的勢(shì)場(chǎng)力車輛位于左半車道時(shí)道路上邊界對(duì)車輛的勢(shì)場(chǎng)力與表示的方向，η₃、η₄為勢(shì)場(chǎng)力參數(shù)。

進(jìn)一步，所述縱向行車勢(shì)場(chǎng)力為：

其中：s_i-1,i為虛擬隊(duì)列中兩車的實(shí)際距離，d_i-1,i為安全車頭時(shí)距下的期望間距，ζ_i-1,i是在內(nèi)變化的標(biāo)量。

更進(jìn)一步，所述標(biāo)量

進(jìn)一步，所述博弈參與者的收益函數(shù)為其中u_i(t)表示車輛加速度，j_i(t)表示車輛急動(dòng)速，ω₁、ω₂為權(quán)重系數(shù)，為player i進(jìn)入合流控制區(qū)的時(shí)間，是車輛到達(dá)合流點(diǎn)的時(shí)間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：