[发明专利]一种基于车联网的道路环保驾驶系统的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于车辆动力装置或传动装置的布置或安装；两个以上不同的原动机的布置或安装；辅助驱动装置；车辆用仪表或仪表板；与车辆动力装置的冷却、进气、排气或燃料供给结合的布置的技术领域，特别涉及一种根据实时采集的车辆信息对车道上的部分加入车联网的自动驾驶车辆进行速度曲线优化、使得车辆依此运行的基于车联网的道路环保驾驶系统的控制方法。

背景技术

城市中的信号交叉口对交通流有隔断作用，车辆在此处经常性加速、减速、怠速和停车，往往造成大量的机动车污染物排放及燃油消耗。为了解决信号交叉口带来的负面影响，采用信号交叉口环保驾驶控制对车辆进行控制，信号交叉口环保驾驶控制能够有效减少或缩短交叉口范围内车辆的加减速及停车怠速过程，降低燃油消耗与污染物排放。

然而，现有的信号交叉口环保驾驶控制系统存在以下明显缺陷：

1、控制系统及相应的控制方法主要面向全自动驾驶环境进行设计与开发，无法在短时间内应用于实际的交通控制当中；

2、现有控制系统在工作过程中需要对控制方案进行高频率的更新计算，这将对通讯系统和计算机系统造成较大压力；

3、现有控制系统中的控制方法多集中于单一车辆的速度优化控制，忽略了道路交通状况对车辆运行的影响，致使在实际应用过程中无法达到预期的控制目标，其控制效果随交通饱和度的升高而逐渐降低；

4、现有控制方法中控制目标仅为减少燃油消耗及污染物排放量，未对交叉口吞吐量进行考量，无法充分利用信号控制的绿灯时长，对交叉口吞吐量造成严重的负面影响，不适用于交通压力较大的交叉口。

发明内容

本发明解决的技术问题是，现有技术中，现有的信号交叉口环保驾驶控制系统主要面向全自动驾驶车辆，无法在短时间内应用于实际的交通控制当中，高频运算会对通讯系统和计算机系统造成较大压力，控制非针对整体路网，较为片面的控制模式使得控制效果随交通饱和度的升高而逐渐降低，无法充分利用信号控制的绿灯时长，对交叉口吞吐量造成严重的负面影响，不适用于交通压力较大的交叉口的问题，进而提供了一种优化的基于车联网的道路环保驾驶系统的控制方法。

本发明所采用的技术方案是，一种基于车联网的道路环保驾驶系统的控制方法，所述系统包括设置在道路起点处的车辆检测器，所述道路终点处设有信号灯，所述车辆检测器连接至控制器，所述控制器连接有信息采集设备，所述控制器连接至车辆，所述控制器连接至数据库；

所述方法包括以下步骤：

步骤1：车辆行驶至道路起点处，车辆检测器检测车辆信息，控制器与车辆进行通讯连接；

步骤2：连接失败，控制器判断车辆为非受控车辆时，进行步骤3；连接成功，控制器判断车辆为自动驾驶车辆时，进行步骤4；

步骤3：对于当前车辆进行微观车辆跟驰模型计算，得到当前车辆的运动轨迹与速度曲线，结果存储于数据库中；进行步骤5；

步骤4：控制器读取车辆检测器采集的车辆信息，结合上一车辆的运动轨迹与速度曲线，对于当前车辆进行运动轨迹与速度曲线的优化，将优化结果传输至当前车辆，结果存储于数据库中，断开当前车辆和控制器间的连接；

步骤5：结束对当前车辆的控制。

优选地，所述步骤1中，车辆检测器检测当前车辆的到达时间、位置和速度。

优选地，所述步骤3中，得到当前车辆的运动轨迹与速度曲线的方法包括以下步骤：

步骤3.1：计算当前车辆的加速度

其中，其中，为当前车辆的最大加速度，v_n(t)为当前车辆的速度，为当前车辆的期望速度，δ为加速度指数，为当前车辆与前序车辆的期望最小距离，△s_n(t)为当前车辆与前序车辆的实际距离，s₀为拥堵距离，T为安全车头时距，△v_n(t)为当前车辆与前序车辆的速度差，为当前车辆的期望减速度，为当前车辆到达车辆检测器的初始时间；

步骤3.2：获取数据库中的交通灯信息，得到绿灯时间集合ξ，判断当前车辆是否可以与前车在同一周期的绿灯时间通过交叉口，若可以，则当前车辆的加速度应为其中，为当前车辆到达车辆检测器的初始时间，当前车辆通过停车线的终端时间若不行，则当前车辆前方的第一个红灯的起始时刻为其中，R为信号灯的红灯时长，G为信号灯的绿灯时长；

步骤3.3：在路口设置当前车辆前方的第一个红灯时刻的虚拟静止车辆，当前车辆的加速度为