[发明专利]基于元胞自动机的手动-CACC自动驾驶车辆混合流仿真方法

权利要求书

1.一种基于元胞自动机的手动-CACC自动驾驶车辆混合流仿真方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤1、确定手动驾驶车辆与CACC自动驾驶车辆的安全距离表达式为：

Gap_safe,n,i(t)＝v_n(t)×h_t-l_n+d_D-value (1)

其中，Gap_safe,n,i(t)为车辆n在t时刻的安全车距；h_t是常量，表示车辆的车头时距；v_n(t)表示车辆n在t时刻的速度；l_n表示前车的车身长度，d_D-value为前车为CACC自动驾驶车辆手动驾驶员心理影响因素影响对原来的安全间距所增加的差值；

步骤2、建立手动驾驶车辆的元胞自动机模型，其演化规则如下：

加速过程

以概率P随机减速过程

确定性减速过程

d_n(t)＜Gap_safe,n,i(t)时，车辆进行确定性安全减速但是不应小于0：

d_n(t)≥Gap_safe,n,i(t)时，车辆确定性减速

更新位置

x_n(t+1)＝x_n+v_n(t+1) (6)

其中，v_n(t)为第n辆车在t时刻的速度，v_max为车辆行驶时最大速度，P 为手动驾驶车辆因外界因素而产生的随机减速概率，d_n(t)表示车辆n在t时刻车头与前车车头之间的距离，x_n(t)和x_n(t+1)为车辆n在t与t+1时刻的物理位置；

步骤3、建立CACC自动驾驶车辆的元胞自动机模型；其演化规则如下：

确定速度变化量

e_n(t)＝d_n(t)-Gap_safe,n,i(t) (7)

dv_n(t)＝k₀dv_n+1(t)+k₁e_n(t)+k₂(v_n+1(t)-v_n(t)) (8)

加减速过程

d_n(t)＞Gap_safe,n,i(t)时，车辆加速，[dv_n(t)]为不小于dv_n(t)的最小整数：

v_n(t+1)＝min(v_n(t)+[dv_n(t)],v_max) (9)

d_n(t)＝Gap_safe,n,i(t)时，车间距等于安全距离，车辆匀速行驶：

v_n(t+1)＝min(v_n(t),d_n(t)) (10)

d_n(t)＜Gap_safe,n,i(t)时，车间距小于安全距离，车辆减速，[dv_n(t)]为不小于dv_n(t)的最小整数：

v_n(t+1)＝max(min(v_n(t)+[dv_n(t)],d_n(t)),0) (11)

更新位置

x_n(t+1)＝x_n+v_n(t+1) (12)

其中，e_n(t)为第n辆车在t时刻与前车的车间距与应该保持的安全距离误差值；d_n(t)为第n辆车在t时刻与前车的车间距；Gap_safe,n,i(t)为安全距离；dv_n(t)和dv_n+1(t)为第n辆车在t时刻的加速度；k₀，k₁，k₂为模型参数；

步骤4、将需仿真交通流数值输入所述步骤2和步骤3模型，对车辆混合的交通流进行仿真。