一种智能网联汽车的匝道分合流协同控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于智能网联汽车的匝道分合流协同控制方法及系统。首先，获取整个路段主路车辆、驶出匝道车辆和驶入匝道车辆的相关运动状态信息；其次，构建匝道分合流综合协同控制模型；再次，优化驶出匝道车辆的运动状态；而后，将优化的车辆控制指令发送给驶出匝道车辆，各车辆执行控制指令；最后，在下一控制周期，继续执行1~4的步骤。本发明专利技术将分流、合流协同起来考虑，可实现最优化协同合流。

A coordinated control method and system of on ramp separation and merging based on Intelligent networked vehicles

【技术实现步骤摘要】
一种智能网联汽车的匝道分合流协同控制方法及系统
本专利技术涉及智能交通系统领域，特别是针对一种智能网联汽车的匝道分合流协同控制方法及系统。
技术介绍
匝道口是影响行车安全和通行效率的瓶颈地段。基于智能网联技术可实现车辆在匝道的分合流协同控制，进而有效缓解匝道口的交通拥堵问题，提升匝道口的通行效率和安全性，具有重要的现实意义。目前，已有部分专利分别着眼于匝道交通流的分流、合流控制。例如，CN209722829U设计了一种用于高速公路主线与匝道分流区的可导向防撞装置，该装置通过LED指示灯的闪烁远距离便可给驾驶员以警示作用，给驾驶员以足够的反应时间，减少事故发生率。CN108374361A设计了一种基于交通冲突的高速公路分流区控速与提前分流实现方法，此种方法采用多频及多层次信息,有效改善速度感,引导车辆提前变道。CN107093332B设计了一种城市快速路匝道合流区安全预警系统，该预警系统包括信息采集系统、信息处理系统和车载预警系统，可较好改善城市快速路入口匝道合流区的安全环境。CN106781551A设计了一种车联网环境下的高速公路出入口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能网联汽车的匝道分合流协同控制方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤1，获取整个路段主路车辆、驶出匝道车辆和驶入匝道车辆的相关运动状态信息；/n步骤2，根据步骤1中获取的状态信息构建匝道分合流综合协同控制模型；/n步骤3，利用步骤2中的协同控制模型优化驶出匝道车辆的运动状态；/n步骤4，将优化的车辆控制指令发送给驶出匝道车辆，各车辆执行控制指令，完成分合流控制；/n步骤5，在下一控制周期，返回步骤1并继续执行1～4的步骤。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能网联汽车的匝道分合流协同控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1，获取整个路段主路车辆、驶出匝道车辆和驶入匝道车辆的相关运动状态信息；
步骤2，根据步骤1中获取的状态信息构建匝道分合流综合协同控制模型；
步骤3，利用步骤2中的协同控制模型优化驶出匝道车辆的运动状态；
步骤4，将优化的车辆控制指令发送给驶出匝道车辆，各车辆执行控制指令，完成分合流控制；
步骤5，在下一控制周期，返回步骤1并继续执行1～4的步骤。


2.根据权利要求1所述的智能网联汽车的匝道分合流协同控制方法，其特征在于：所述步骤1中获取的车辆运动状态信息包括：车辆速度和车辆与合流点的距离。


3.根据权利要求1或2所述的智能网联汽车的匝道分合流协同控制方法，其特征在于：所述步骤2中构建匝道分合流综合协同控制模型的具体步骤如下：
步骤21，定义排除除步骤1中获取的运动状态信息参数的其他参数；
步骤22，分析构建车辆动力学关系，得到车辆动力学关系方程；
步骤23，构建约束条件；
步骤24，构建边界条件；
步骤25，构建目标方程。


4.根据权利要求3所述的智能网联汽车的匝道分合流协同控制方法，其特征在于：所述步骤21中定义的其他参数包括：
tf：驶出匝道车辆到达合流区的时间；
vf：主道车辆行驶车速；
vmin：车辆运行的最小速度，vi(t)≥vmax,i＝0,1,…,m；
vmax：车辆运行的最大速度，vi(t)≤vmax,i＝0,1,…,m；
umin：车辆运行的最小加速度，ui(t)≥umin,i＝0,1,…,m；
umax：车辆运行的最大加速度，ui(t)≤umax,i＝0,1,…,m；
ds:主道上的最小安全车距；
dstr:主道车辆形成队列的最大队列车距。


5.根据权利要求3所述的智能网联汽车的匝道分合流协同控制方法，其特征在于：所述步骤22中的车辆动力学关系方程为：






其中：Si(t)为第i辆车(i＝0代表匝道车辆，i＝1～m代表主道车辆，i＝t代表驶出队列车辆)在t时刻与路口的距离，未到达路口时为正值，到达后为负值，vi(t)为第i辆车在t时刻的...

【专利技术属性】
技术研发人员：江浩斌，胡子牛，边有钢，刘擎超，孟天闯，杨泽宇，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32