[發(fā)明專利]一種智能網(wǎng)聯(lián)車輛在匯入口區(qū)域的集中優(yōu)化協(xié)調(diào)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010102003.1
• 申請(qǐng)日: 2020-02-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111325975B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙萬(wàn)忠;劉津強(qiáng);劉暢;胡犇;鄒松春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G08G1/01
• 分類號(hào): G08G1/01
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

本發(fā)明公開(kāi)了一種智能網(wǎng)聯(lián)車輛在匯入口區(qū)域的集中優(yōu)化協(xié)調(diào)方法，包括：1）匯入口區(qū)域設(shè)置的集中控制器接收通信范圍內(nèi)的車輛的狀態(tài)信息，并對(duì)車輛設(shè)置唯一編號(hào)；2）根據(jù)上述車輛的狀態(tài)信息，進(jìn)行全局優(yōu)化求解，得到在匯入口區(qū)域中的各車輛在每一時(shí)刻的最優(yōu)加速度，并將所述最優(yōu)加速度信息分別傳輸給各車輛；3）各車輛按照接收到的最優(yōu)加速度信息進(jìn)行相應(yīng)的加/減速控制，并實(shí)時(shí)傳輸自身的狀態(tài)信息給集中控制器；返回步驟2），直至車輛駛出匯入口區(qū)域，并斷開(kāi)與集中控制器的通信。本發(fā)明的方法以車輛的高效、節(jié)能和舒適為目標(biāo)，優(yōu)化求解主干道和匝道所有車輛的軌跡，從而實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)各車輛通過(guò)匯入口區(qū)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能網(wǎng)聯(lián)交通系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能網(wǎng)聯(lián)車輛在匯入口區(qū)域的集中優(yōu)化協(xié)調(diào)方法。

背景技術(shù)

隨著車輛電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，車輛智能化和網(wǎng)聯(lián)化已經(jīng)成為道路交通發(fā)展的主要方向之一。而隨著全球汽車保有量的持續(xù)增長(zhǎng)，城市道路擁堵、事故頻發(fā)和能源短缺等問(wèn)題阻礙了道路交通的進(jìn)一步發(fā)展。因此，有必要通過(guò)實(shí)現(xiàn)車輛的智能化和網(wǎng)聯(lián)化，構(gòu)建智能交通系統(tǒng)，以提高車輛通行效率和燃油經(jīng)濟(jì)性。而針對(duì)城市道路重要組成部分的匝道匯入口區(qū)域，有必要提出一些基于智能化和網(wǎng)聯(lián)化的匯入?yún)f(xié)調(diào)方法以改善擁堵情況，提升車輛通行效率。

通常，未實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)的匝道車輛在匯入過(guò)程中，由駕駛員通過(guò)目測(cè)來(lái)判斷與主干道車輛之間的相對(duì)位置關(guān)系，來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的加/減速避讓操作。但是，由于駕駛員通過(guò)目測(cè)來(lái)進(jìn)行判斷和決策的方式的準(zhǔn)確性嚴(yán)重依賴于駕駛員的駕駛技巧和駕駛熟練度，在匯入過(guò)程中很容易發(fā)生急減速、急加速或與主干道車輛發(fā)生碰撞等情況。而現(xiàn)有的智能網(wǎng)聯(lián)車輛在匯入口處的協(xié)調(diào)匯入方法中，一部分采用馬爾科夫決策框架進(jìn)行匝道車輛狀態(tài)的決策估計(jì)，這種辦法僅針對(duì)自車為智能車輛時(shí)的自車最優(yōu)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)整個(gè)匯入口區(qū)域所有車輛的全局最優(yōu)，并且其決策效果嚴(yán)重依賴于參數(shù)訓(xùn)練的好壞；一部分通過(guò)車間通信，避免車輛間的碰撞，但是所有車輛通過(guò)匯入口區(qū)域的高效性和節(jié)能性并未被考慮。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種智能網(wǎng)聯(lián)車輛在匯入口區(qū)域的集中優(yōu)化協(xié)調(diào)方法，本發(fā)明的方法以車輛的高效、節(jié)能和舒適為目標(biāo)，優(yōu)化求解主干道和匝道所有車輛的軌跡，從而實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)各車輛通過(guò)匯入口區(qū)域。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的一種智能網(wǎng)聯(lián)車輛在匯入口區(qū)域的集中優(yōu)化協(xié)調(diào)方法，包括步驟如下：

1)匯入口區(qū)域設(shè)置的集中控制器接收通信范圍內(nèi)的車輛的狀態(tài)信息，并對(duì)車輛設(shè)置唯一編號(hào)i；

2)根據(jù)上述車輛的狀態(tài)信息，進(jìn)行全局優(yōu)化求解，得到在匯入口區(qū)域中的各車輛在每一時(shí)刻的最優(yōu)加速度，并將所述最優(yōu)加速度信息分別傳輸給各車輛；

3)各車輛根據(jù)接收到的最優(yōu)加速度信息進(jìn)行相應(yīng)的加/減速控制，并實(shí)時(shí)傳輸自身的狀態(tài)信息給集中控制器，返回步驟2)；直至車輛駛出匯入口區(qū)域，并斷開(kāi)與集中控制器的通信。

進(jìn)一步地，所述匯入口區(qū)域被分為兩個(gè)部分：從集中控制器所處位置到集中控制器的最遠(yuǎn)通信范圍處之間的區(qū)域?yàn)榭刂茀^(qū)，從集中控制器所處位置到匯入口區(qū)域結(jié)束處的區(qū)域?yàn)閰R入?yún)^(qū)。

進(jìn)一步地，所述步驟1)中的車輛的狀態(tài)信息包含：車輛的位置、速度，其表示為：

式中，d_i為車輛i距離集中控制器的距離，v_i為車輛i的速度；

車輛行駛的狀態(tài)方程為：

式中，a_i為車輛i的加速度，同時(shí)也是控制輸入；

匯入?yún)^(qū)內(nèi)車輛前后保持一段安全距離δ(v_i(t))，且車輛在匯入?yún)^(qū)中保持勻速行駛，則有：