[發(fā)明專利]一種考慮路口待行隊列影響的汽車行駛車速優(yōu)化方法

有效

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• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111275987B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設計）人: 莊偉超;董昊軒;殷國棟;徐利偉;王法安;劉贏;陳浩;周毅晨
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G08G1/042
• 分類號: G08G1/042;G08G1/052;G08G1/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開一種考慮路口待行隊列影響的汽車行駛車速優(yōu)化方法，首先，設定距離路口停車線某距離內道路為控制區(qū)域，利用地磁線圈獲取待行汽車數(shù)量；然后，利用智能駕駛員跟車模型計算待行隊列汽車加/減速度，并基于汽車運動學模型計算待行隊列長度與速度變化軌跡，估計待行隊列通行時間；最后，建立汽車模型，設計包含汽車與交通約束的車速優(yōu)化問題，并采用動態(tài)規(guī)劃算法計算汽車經(jīng)濟性通行車速。本發(fā)明利用現(xiàn)有成熟的技術條件，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術尚未大規(guī)模普及的情況下，實現(xiàn)城市擁堵路口汽車安全、節(jié)能、高效通行車速優(yōu)化，為汽車經(jīng)濟性駕駛、綠色通行、路口高效通行等技術提供準確可靠速度依據(jù)。

技術領域

本發(fā)明屬于智慧交通領域，具體涉及一種考慮路口待行隊列影響的汽車行駛車速優(yōu)化方法。

背景技術

隨著汽車電子、網(wǎng)絡通信、智能控制等領域發(fā)展，汽車與交通有機的融合為一個整體，有利于構建智慧的交通體系，促進汽車和交通服務的新模式新業(yè)態(tài)發(fā)展，對提高交通效率、節(jié)省資源、減少污染、降低事故發(fā)生率、改善交通管理具有重要意義。

其中，路口待行隊列影響后續(xù)汽車運動速度變化，而運動速度是汽車安全、節(jié)能、高效控制的關鍵。在現(xiàn)有智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(包含智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術，指汽車與萬物的信息交互與共享，例如車車通信V2V、車路通信V2I、車人通信V2P、車網(wǎng)通信V2N等；汽車自主駕駛技術)普及程度較低的情況下，利用現(xiàn)有手段合理地估計待行隊列通行時間，并將估計的通行時間應用于汽車經(jīng)濟性行駛車速優(yōu)化，對于汽車節(jié)能駕駛、綠色通行、路口高效通行等先進控制技術的應用有著重要的意義，有效地提高交通安全性、汽車節(jié)能水平、交通通行效率。

發(fā)明內容

發(fā)明目的：本發(fā)明提供一種考慮路口待行隊列影響的汽車行駛車速優(yōu)化方法，充分考慮了實際情況和現(xiàn)有技術水平，通過估計待行隊列通行時間，建立安全、節(jié)能、高效的車速優(yōu)化問題，并才用動態(tài)規(guī)劃算法求解此問題，獲取優(yōu)化的車速。

技術方案：一種考慮路口待行隊列影響的汽車經(jīng)濟性行駛車速優(yōu)化方法，包括以下步驟：

(1)設定控制區(qū)域范圍D，初始化待行汽車數(shù)量N＝0，初始化地磁線圈1計數(shù)N₁，初始化地磁線圈2計數(shù)N₂＝0，初始化時間t＝0，初始化控制器計算單元；

(2)交通信息獲取：在距離路口停止線長度為D的位置，預先在道路內埋設地磁線圈，汽車通過時會自動計數(shù)，并輸至信號燈控制器；

(3)估計待行隊列通行時間：采用均勻分布隨機化待行汽車參數(shù)，并利用加入啟動延時判斷因子、最大加速度約束、最小制動減速度約束修正智能駕駛員跟車模型計算隊列中每輛車的加/減速度，最后利用汽車運動學模型估計待行隊列通行時間；

(4)駕駛車速優(yōu)化：設定保證通行效率的最低車速約束，滿足道路限速的最高車速約束，保證汽車舒適性的加/減速度約束，建立汽車模型，以汽車在控制區(qū)域內能量消耗為優(yōu)化目標，采用動態(tài)規(guī)劃算法求解上述優(yōu)化問題，輸出保證汽車安全、節(jié)能、高效的經(jīng)濟性行駛車速；

(5)結束優(yōu)化過程，并初始化相關參數(shù)。

進一步地，步驟(2)所述的信號燈控制器安裝于路口，結合信號燈相位配時、待行汽車數(shù)目等信息，用于信息采集、方法計算、數(shù)據(jù)存儲。

進一步地，步驟(2)所述的交通信息獲取的實現(xiàn)過程如下：

地磁線圈1檢測到汽車前輪和后輪同時通過時汽車數(shù)量計數(shù)加1，地磁線圈2檢測到汽車前輪和后輪同時通過時汽車數(shù)量計數(shù)加1，兩者之差即為控制區(qū)域內待行汽車數(shù)量，N＝N1-N2；地磁線圈1檢測到只有汽車前輪經(jīng)過時N1計數(shù)保持并設定隊列靜止長度為控制區(qū)域長度D；地磁線圈2檢測到只有汽車前輪經(jīng)過時N2計數(shù)保持；信號燈相位配時信息本身是信號燈控制器內部產(chǎn)生發(fā)送至信號燈的，直接內部讀取即可。

進一步地，步驟(3)所述的估計待行隊列通行時間實現(xiàn)過程如下：