[发明专利]一种基于联网车辆协调控制的即停即走路段缓堵方法

说明书

本发明公开了一种基于联网车辆协调控制的“即停即走”路段缓堵方法，包括步骤：分析“即停即走”路段的车流运行特征与车辆驾驶行为；提出车联网环境下的协调控制策略；分别建立基于头车终端状态预测的车队跟驰协调控制模型与车队换道协调控制模型；改进传统的粒子群算法对车队跟驰协调控制模型进行求解、运用仿真软件对车队换道协调控制模型进行求解，得到车队头车每个时间点的行驶速度和位置，以及车队头车在换道时换道位置点和换道时间点。本发明方法能有效发挥联网车辆在交通流中的协调控制作用，具备能有效缓解“即停即走”路段的拥堵问题、提升路段车辆的通行速度、提升驾驶员的行车舒适性与行车安全性等优点。

技术领域

本发明涉及车辆联网技术和路段缓堵策略的技术领域，尤其是指一种基于联网车辆协调控制的“即停即走”路段缓堵方法。

背景技术

近年来，车联网技术已经成为时下研究的热点，基于车联网技术的日渐成熟，其已然成为未来智能交通系统的核心组成部分。基于联网车辆能及时获取前后及周围车辆、设施的特性，诸多学者发现联网车辆在一定条件下能有效降低交通拥堵、提高道路通行能力。而当前对于“即停即走”路段的缓堵策略研究依旧以硬件提升和加强管理为主，未能结合当前新兴的技术手段进行缓堵研究，因此有必要对联网车辆环境下“即停即走”路段的缓堵方法进行研究。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种基于联网车辆协调控制的“即停即走”路段缓堵方法，该方法在车联网的基础上，以联网车辆为研究对象，同时考虑以联网车辆为首的车队中其它车辆的行驶状态与周围车队的行驶状态，能更加精准地控制联网车辆以协调交通流整体运行状态，具有较高的研究价值。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种基于联网车辆协调控制的“即停即走”路段缓堵方法，包括如下步骤：

S1、把“即停即走”路段划分为四个区域，按车辆前进的方向依次分别为：跟驰区、换道区、停车区与终止区，在跟驰区车辆只进行跟驰行驶，而在其它区域车辆能进行跟驰和换道，在停车区有车位供车辆临时停车；其中，所述“即停即走”路段是指允许车辆临时停车，但需要在规定的时间范围内离开的路段；

S2、基于各区域车辆的驾驶行为，结合车辆的联网特性，针对车辆在路段上的跟驰与换道行为，提出车联网环境下的协调控制策略，包括跟驰协调控制策略与换道协调控制策略；

S3、分别考虑行车安全性与行车舒适性建立基于头车终端状态预测的车队跟驰协调控制模型、考虑行车安全性与行车延误建立车队换道协调控制模型；

S4、改进传统的粒子群算法对基于头车终端状态预测的车队跟驰协调控制模型进行求解、运用仿真软件对车队换道协调控制模型进行求解，得到车队头车每个时间点的行驶速度和位置，以及车队头车在换道时换道位置点和换道时间点。

进一步，在步骤S1，选取单向双车道且路内停车的“即停即走”路段进行研究并划分。

进一步，在步骤S2，对协调控制策略的提出作如下假设：

a1、车队在跟驰区前已经达到稳定跟驰状态，交通流在终止区能快速疏散，不会对停车区车流产生负面影响；

a2、在协调控制过程中，车流会形成以联网车辆为首，非联网车辆跟随联网车辆行驶的多个车队的状态行驶，非联网车辆并不会对车队的形成造成干扰；

a3、在车辆的协调控制过程中，联网车辆通过Vehicle-to-vehicle即V2V与Vehicle-to-Infrastructure即V2I与外界实时通信交换信息，发送并获取的信息包括：自车与周围车辆的行驶速度、加速度、位置及未来时间段内的行驶计划；联网车辆能准确制定并执行协调控制策略，不考虑系统计算协调控制策略的时间，不考虑特殊情况对协调控制策略产生的影响；