申请/专利权人：东南大学

申请日：2023-02-17

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN116386385B

主分类号：G08G1/16

分类号：G08G1/16;G08G1/052;G08G1/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2023.07.21#实质审查的生效;2023.07.04#公开

摘要：本发明公开了一种基于混合交通流的智能网联车辆上匝道汇入控制协议，包括步骤为：拥堵判断；区域划分为汇入区，让行区和减速区；跟驰状态；根据平均车速计算预估换道时间；根据安全加速度设计理想汇入控制间距；当上匝道口判断为拥堵时，对处于让行区、汇入区和减速区的智能网联车辆，进行分区域分别控制。本发明提供考虑了整体系统的效益和风险，进行了较为平衡的控制协议设计，提出的主干道车辆理想控制间距能够有效保证上匝道车辆在拥挤时段的换道要求，并且不要求智能网联车辆提前进行编组形成队列，使得该控制协议具有较强的普适性。

主权项：1.一种基于混合交通流的智能网联车辆上匝道汇入控制协议，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、拥堵判断：位于次干道中的智能网联车辆通过上匝道口汇入主干道，形成混合交通流；根据上匝道智能网联车辆的速度或路边单元测量的上匝道口平均车速，判断上匝道口是否拥堵；步骤2、区域划分：将与上匝道口纵向位置相对应的主干道划为汇入区，将汇入区上游距离为a的主干道区域划为让行区；将汇入区上游距离为b的次干道区域划为减速区；其中，a≥b；步骤3、跟驰状态：智能网联车辆在常规行驶时处于跟驰状态，此时，根据自身的横纵向位置和速度，计算跟驰状态下的控制输入μ0t＝[ax0t,ay0t]；其中；ax0t和ay0t分别为跟驰状态下智能网联车辆在t时刻的横向加速度和纵向加速度；在跟驰状态下，智能网联车辆根据换道效用和换道安全，确定换道决策，具体包括如下步骤：步骤3-1、判断换道动机：当智能网联车辆的系统总体效益在换道前后提升值大于设定换道系统总体效益提升门限值△a时，智能网联车辆具有换道动机，具体判断公式为： 式中，为换道智能网联车辆α变到目标车道后的自身纵向加速度； 为换道智能网联车辆α在换道前的自身纵向加速度； 为换道智能网联车辆α变到目标车道后的原车道后车f的纵向加速度； 为换道智能网联车辆α在换道前的原车道后车f的纵向加速度； 为换道智能网联车辆α变到目标车道后的目标车道后车的纵向加速度； 为换道智能网联车辆α在换道前的目标车道后车的纵向加速度；p为利他因子，且p∈[0,1]，用于描述换道实施者在进行换道决策时对自身利益和他人利益的统筹情况；当p＝0时，换道仅考虑自身的利益，是完全利己的行为；当p＝1时，换道决策人平等地对待自身利益和他人利益步骤3-2、确保换道安全：当智能网联车辆具有换道动机的前提下，对当前智能网联车辆换至目前车道后的加速度，以及换至目标车道后的后车加速度，均进行判断，只有当两者均大于保证行驶安全的最大减速度绝对值bsafe时，则当前智能网联车辆方能换道；步骤3-3、换道：在跟驰状态下换道时，设智能网联车辆中心越过车道线前的控制输入为μ1t，智能网联车辆中心越过车道线后的控制输入为μ2t，则μ1t和μ2t的表达式分别为：μ1t＝[ax1t,ay1t]μ2t＝[ax2t,ay2t] 式中，ax1t,ay1t]分别为智能网联车辆中心越过车道线前的横向加速度和纵向加速度；ax2t,ay2t分别为智能网联车辆中心越过车道线后的横向加速度和纵向加速度；W为路段车道宽度；vc为换道车辆横向位移最高速度；dl-αt为换道前t时刻前车与本车的间距； 为t时刻换至目标车道后前车与本车的间距； 为t时刻换至目标车道后前车的速度； 为车辆做出换道决策时的纵向速度；k3为换道速度的比例系数；ax0t和ay0t的计算公式，分别为：ax0t＝0 式中，thw表示安全时间间隔；步骤4、设计智能网联车辆控制协议：当上匝道口判断为非拥堵时，处于汇入区、让行区和减速区的智能网联车辆，均采用步骤3的跟驰状态进行行驶；对处于汇入区的智能网联车辆，采用跟驰状态进行控制行驶时，p＝0，△a＝0；当上匝道口判断为拥堵时，对处于让行区、汇入区和减速区的智能网联车辆，进行分区域分别控制，具体控制协议为：A、对处于让行区的智能网联车辆，其纵向加速度ay′t的控制输入公式为： 其中： vc'＝k3Vd式中，k1和k2分别表示定位误差增益和速度误差增益；dl-αt表示t时刻前车与本车的间距；表示t时刻本车速度；表示t时刻前车速度；get表示t时刻让行区智能网联车辆的理想汇入控制间距；g0t表示正常跟驰状态下的安全期望间距；bsafe表示保证行驶安全的最大减速度绝对值；tlc表示预估换道时间；W为路段车道宽度；vc'为匝道换道车辆横向位移速度最高值的平均数；Vd为匝道车辆平均速度；B、对处于汇入区的智能网联车辆，采用步骤3的跟驰状态进行控制行驶；C、对处于减速区的智能网联车辆，其纵向加速度ay″t的控制输入公式为： 其中： 式中，Vsafe表示减速区安全行驶速度；VL表示交通流拥挤速度。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 东南大学 一种基于混合交通流的智能网联车辆上匝道汇入控制协议

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