一种网联车辆匝道合并的双层协同优化方法技术

本发明专利技术属于车联网体系下网联车辆的智能控制技术领域，具体涉及一种网联车辆匝道合并的双层协同优化方法。本发明专利技术考虑在计算负荷和最优性之间存在权衡，通过上层最优化模型和下层解析解的形式较大程度地提高了最优性和最大限度地降低了计算量；采用智能网联车辆匝道合并协同控制的上下两层调度优化模型，上层决定和分配每辆智能网联车进入合并区域的时间，下层确定每辆智能网联车的具体运动轨迹，有助于匝道合并的交通效率和能源利用率的提高，通过下层计算，满足不了最小时间间隔的智能网联车辆将重新返回上层调度进行调度计算，使系统具有鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种网联车辆匝道合并的双层协同优化方法
本专利技术属于车联网体系下网联车辆的智能控制
，具体涉及一种网联车辆匝道合并的双层协同优化方法。
技术介绍
交通运输活动的日益频繁和交通堵塞对社会经济问题产生了重大影响。作为交通运输系统的瓶颈之一，公路匝道合并不仅导致巨大的经济和交通成本，而且对增加大气污染物排放和碰撞风险也有副作用。车联网和自动化技术的发展为解决上述问题提供了机会。利用车辆对车辆和车辆对基础设施之间的实时信息传输能力，可以开发更先进、更高效的交通管理系统，减少交通拥堵和空气污染物排放，提高安全性。智能网联车辆通过信息共享和车辆协调来提高安全性和效率。目前，协调和控制智能网联车辆来提高交通效率，减少能源消耗的方法通常可以分为两类：基于规则和基于优化的方法。基于规则的方法主要是一种基于“先进先出”规则的无信号匝道口车辆协调算法，然而没有考虑微观性能(如车辆轨迹)和优化车辆的合并顺序。基于优化的方法分为两种，一种只优化了车辆的运动轨迹，并假设车辆的合并序列是固定的，这是特殊的，其最优性不能得到保证；另外一种的入口匝道控制策略是一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种网联车辆匝道合并的双层协同优化方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：确定智能网联车辆匝道合并协同控制的框架：车辆聚类模块、车辆合并序列协调模块、车辆运动轨迹规划层、基础设施通信模块和匝道合并交通模型；/n步骤2：将匝道合并路段分为，序列区，控制区和合并区，基于进入序列区的“先入先出”规则初始化智能网联车辆序号id，依次令id＝0，1，2……，N；/n步骤3：收集智能网联车辆参数，实时速度信息以及实时位置信息；/n步骤4：通过对车辆初始状态的群体寻源，基于车辆在合并点的潜在冲突对车辆进行聚类；/n步骤5：基于智能网联车辆匝道合并协同控制的框架建立上下两层调度优化模型，上层决定和分配...

【技术特征摘要】
1.一种网联车辆匝道合并的双层协同优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：确定智能网联车辆匝道合并协同控制的框架：车辆聚类模块、车辆合并序列协调模块、车辆运动轨迹规划层、基础设施通信模块和匝道合并交通模型；
步骤2：将匝道合并路段分为，序列区，控制区和合并区，基于进入序列区的“先入先出”规则初始化智能网联车辆序号id，依次令id＝0，1，2……，N；
步骤3：收集智能网联车辆参数，实时速度信息以及实时位置信息；
步骤4：通过对车辆初始状态的群体寻源，基于车辆在合并点的潜在冲突对车辆进行聚类；
步骤5：基于智能网联车辆匝道合并协同控制的框架建立上下两层调度优化模型，上层决定和分配每辆智能网联车进入合并区域的时间，下层根据上层调度计划确定每辆智能网联车的具体运动轨迹：
所述步骤5中的上下两层调度模型具体为：
(a)上层优化模型
上层模型以主车道车辆和入口匝道车辆的总行驶时间最小为优化目标，目标函数为：



式中，n和m分别是涉及的主车道车辆数量和涉及的入口匝道车辆数量，t0,i主车道车辆i进入排序区的时间；t0，j匝道车辆j进入排序区的时间；tmer,i对于主车道上的车辆i和tmer,j对于入口匝道车辆j为进入合并区域的最优合并时间；
车辆参数约束：
tmer,k＞Tmer,k(2)
式中，tmer,k为第k辆智能网联车进入合并区域的时间，Tmer,k为第k辆智能网联车进入极限合并区的时间；
同一车道上的安全车距的约束：
tmer,s1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：史彦军，袁志恒，吕玲玲，沈卫明，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21