[發明專利]一種混合交通流車隊強度計算及基本圖模型構建方法

在審

• 申請號: 202210393587.1
• 申請日: 2022-04-15
• 公開（公告）號: CN114969626A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 姚志洪;朱芳儀;蔣陽升
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06F17/11
• 分類號: G06F17/11;G06Q50/30;G08G1/01
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 陳婷

1.一種混合交通流車隊強度計算方法，其特征在于，混合交通流由智能網聯汽車CAVs和人工駕駛汽車HDVs組成，且車輛分布在一條單車道單方向的路段上，當混合交通流內部存在連續2輛及以上CAVs車輛時，認為其形成了一個智能網聯車隊，通過實際組成車隊的CAVs數量占混合交通流中CAVs總數的比例表示混合交通流的車隊強度，解析表達式為：

其中，E是CAVs車隊強度；N是道路上車輛的總數，包括HDVs和CAVs；p是CAVs滲透率；K是混合交通流中CAVs組成車隊的總數；n_i是混合交通流中第i個CAVs車隊的規模，同時始終存在n_i≥2。

2.混合交通流基本圖模型構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、分析混合交通流車輛跟馳模式；設定四種跟馳模式：h_h表示不考慮前車類型，HDVs作為后車對應的車頭間距；h_f表示CAVs作為后車，前車同為CAVs對應的車頭間距；h_l表示車隊頭車CAVs作為后車，前車為HDVs對應的車頭間距；h_s表示單獨行駛的CAVs作為后車，前車為HDVs對應的車頭間距；根據不同的跟馳模式特征，采用不同的跟馳模型來描述車輛跟馳特性：人工駕駛車輛HDVs選擇IDM模型、CAVs車隊隊內車輛選擇CACC模型、未組成車隊的CAVs和無法與前車通信的車隊頭車CAVs均選擇ACC模型；

S2、建立考慮車隊強度的混合交通流基本圖模型：混合交通流中每種車頭間距出現比例的數學期望為：

P_f＝(Ep)·(Ep)＝E²p²

P_l＝(Ep)·(1-p)＝Ep-Ep²

P_s＝(1-E)p·(1-p)＝p-p²-Ep+Ep²

P_h＝1-P_f-P_l-P_s＝1-p+p²-E²p²

其中，p_f，p_l，p_s，p_h分別代表以CACC模式行駛的CAVs出現的期望、作為車隊頭車行駛的CAVs出現的期望、獨立行駛CAVs出現的期望以及HDVs出現的期望；

4種跟馳類型的平衡態車頭間距為：

h_f＝l+s_min+v_eT_f

h_s＝l+s_min+v_eT_s

h_l＝l+s_min+v_eT_l

其中，v_e是交通流平衡態速度，l是車輛長度，s_min是最小安全停車間距，T_h是期望車間時距；

進而得到混合交通流平衡狀態時的平均車頭間距：

進一步計算混合交通流密度的基本表達式：

最終得到考慮智能網聯車隊強度的混合交通流的流量-密度基本圖模型關系式：