[发明专利]一种模拟双离合式的合流区车路协同控制系统

说明书

本发明涉及一种模拟双离合式的合流区车路协同控制系统，该系统包括：高速公路双车道合流区车路广义动力学模块：建立高速公路双车道合流区车路广义动力学模型，基于广义动力学模型确定车路系统跨学科性能评价指标；双离合式安全合流上层决策模块：根据跟驰模型对比和变道轨迹规划预演建立碰撞安全性判断模型，基于碰撞安全性判断模型确定合流队列决策模型；双离合式快速平稳合流中层规划模块：通过模拟双离合式快速传动原理进行双车道快速合流规划，确定协同运动规划模型；基于系统延迟预测的双离合式下层执行模块：基于系统延迟预测模块和跨学科性能评价指标，进行双离合式多目标优化控制。与现有技术相比，本发明提高了交通安全性和交通效率。

技术领域

本发明涉及车联网技术领域，尤其是涉及一种模拟双离合式的合流区车路协同控制方法。

背景技术

高速公路、快速路匝道合流区是一种典型、常见的交通瓶颈区域，匝道汇入行为极易导致车辆事故和交通拥堵。基于智能网联汽车技术发展大背景，通过车路协同主动控制，是解决汇入合流区车辆安全和交通拥堵问题的根本。

当下大多数相关研究没有充分考虑低速匝道汇入车与高速主车道群车差速合流的特征以及合流区汇入时间短暂的特征，未重视合流区车路协同的类车辆本质需求(即随机、不确定和持续地安全高效合流)，且没有充分利用主车道常见双车道的实际情况。因此，针对合流区车路协同控制现有问题，设计了一种模拟双离合式的合流区车路协同控制方案。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种模拟双离合式的合流区车路协同控制系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种模拟双离合式的合流区车路协同控制系统，该系统包括：

高速公路双车道合流区车路广义动力学模块：该模块建立高速公路双车道合流区车路广义动力学模型，并基于高速公路双车道合流区车路广义动力学模型确定车路系统跨学科性能评价指标；

双离合式安全合流上层决策模块：该模块根据跟驰模型对比和变道轨迹规划预演建立碰撞安全性判断模型，并基于碰撞安全性判断模型确定合流队列决策模型；

双离合式快速平稳合流中层规划模块：该模块通过模拟双离合式快速传动原理进行双车道快速合流规划，从而确定协同运动规划模型；

基于系统延迟预测的双离合式下层执行模块：该模块基于系统延迟预测模块和跨学科性能评价指标，进行双离合式多目标优化控制。

优选地，所述的跨学科性能评价指标包括交通流安全性、通行效率、燃油消耗率。

优选地，所述的跟驰模型为运用动力学的方法来研究前车运动状态变化所引起后方跟驰车的相应行为的模型。

优选地，所述的碰撞安全性判断模型为根据车辆的外形尺寸，建立一个模型判断车辆之间是否发生碰撞，碰撞安全性判断模型的输入为车辆的位置、姿态，输出为车辆之间是否发生碰撞的判断结果。

优选地，所述的合流队列决策模型用于确定主车道中各车辆在车流中的排列方式，从而使车流保持某种稳定驾驶状态，此外合流队列决策模型还用于确定匝道车汇入主车道时在主车道中能够实现安全变道的位置。

优选地，所述的协同运动规划模型用于规划匝道车汇入过程中的汇入动作、主车道各协同车的协同动作，保证合流过程的迅速且稳定。

优选地，所述的延迟预测模块包括车路同步系统延迟预测模型VRSPM，用于对车辆的运动状态进行估计预测。

优选地，所述的双离合式安全合流上层决策模块具体操作包括：

选择IDM构建主车道车辆状态预测模型，基于五次多项式变道轨迹模型对匝道车的汇入轨迹进行预演，基于计算几何学跨立试验方法进行快速碰撞安全性判断，构建合流队列决策模型，确定安全汇入间隙。