[发明专利]一种智能网联车辆的匝道协同汇入控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种智能网联车辆的匝道协同汇入控制方法，涉及智能网联交通技术领域，根据高速公路入口匝道处实时获取的主线和匝道车辆状态信息来确定匝道汇入主线的车辆数并优化匝道车辆汇入顺序，减少对主线车辆运行的影响，提升路段通行能力。本发明还公开了一种智能网联车辆的匝道协同汇入控制系统，本发明实现了智能网联技术在匝道协同汇入方面的实际应用，有助于提高高速公路系统的通行效率。

技术领域

本发明涉及智能网联交通技术领域，特别是一种智能网联车辆的匝道协同汇入控制方法及系统。

背景技术

随着我国机动车保有量的迅猛增长，当前高速公路的建设和发展状况，已经越来越难满足人们日益增长的出行需求。尤其是入口匝道周边区域，常因合流行为引起瓶颈路段。当高速公路主线道路上的车流较密集时，匝道车辆不得不减速以等待适宜的汇入间隙，由此导致了入口匝道处车辆的排队甚至回流现象。同时，部分匝道车辆在未寻得可接受间隙的情况下采取的汇入行为会迫使主线车辆进行减速甚至紧急制动，使主线车流的运行效率大大降低，并进一步加剧交通拥堵和交通事故等问题，严重影响了高速公路系统的高效、有序运作。

入口匝道控制作为管理进入高速公路主线的交通流的重要手段，在现有高速公路系统的运营过程中起到了突出作用。匝道控制系统根据主线交通流运行状况，限制由匝道汇入主线的交通流量，减少对主线车辆运行的影响，同时提高高速公路的通行能力。然而，我国如今采用的匝道控制方法主要利用主线道路上的固定检测器获取的交通流数据来估计可由匝道进入的交通流量。由固定检测器采集的交通数据精度不高，往往只能反映固定点在一段时间内的交通状况，无法满足实时性要求。此外，现有的匝道控制方法没有考虑单个车辆的运行特性，匝道车辆的不适宜汇入行为有时仍会对主线交通流造成较大影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种智能网联车辆的匝道协同汇入控制方法及系统，通过控制高速公路入口匝道处车辆的汇入数量和汇入顺序，减少对主线车辆运行的影响，提高高速公路交通流的运行效率。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本发明提出的一种智能网联车辆的匝道协同汇入控制方法，具体步骤如下：

步骤1、当未经过汇入决策处理的匝道车辆到达协同汇入控制区域内的汇入决策点时，采集所有未处理的主线和匝道车辆当前的运行状态数据；

步骤2、根据实时的主线和匝道车辆的运行状态数据，以主线车辆行程时间最小和匝道车辆汇入数量最大为目标，优化确定允许汇入的匝道车辆数及其汇入主线的顺序；

步骤3、根据步骤2获得的最优化车辆汇入主线的顺序，当有匝道车辆被允许汇入主线时，记录决策过程中涉及的主线车辆、允许汇入的匝道车辆和未被允许汇入的匝道车辆，根据最优化车辆汇入主线的顺序向当前处理的车辆发送控制指令。

作为本发明所述的一种智能网联车辆的匝道协同汇入控制方法进一步优化方案，步骤1中运行状态数据包括加速度、速度和位置信息。

作为本发明所述的一种智能网联车辆的匝道协同汇入控制方法进一步优化方案，步骤2中采用遗传方法优化确定允许汇入的匝道车辆数及其汇入主线的顺序。

作为本发明所述的一种智能网联车辆的匝道协同汇入控制方法进一步优化方案，遗传方法中的基因编码由1表示主线车辆，由0表示匝道车辆，使遗传方法中的每一个体代表由当前m个主线车辆和r个匝道车辆构成一种车辆汇入顺序；设定种群大小为N，种群初始化使其表示N种车辆汇入顺序；计算种群中所有个体的适应度，经过选择运算、交叉运算和变异运算获得一个新的包含N种车辆汇入顺序的种群并重复之前操作；当执行完最大的遗传代数P后，获得最优化的允许汇入的匝道车辆数及其汇入主线的顺序。

作为本发明所述的一种智能网联车辆的匝道协同汇入控制方法进一步优化方案，遗传方法具体如下：