本发明专利技术公开了一种考虑车辆历史信息反馈的队列稳定性控制方法，步骤为：（1）分析车辆历史感知风险和可接受风险与跟随车加速度之间的灰色关联度；（2）根据灰色关联度分析的结果建立考虑车辆历史信息反馈项；（3）通过运动可控车辆作为引导车来设定需要模拟的交通情景；（4）获取所有车辆的初始状态；（5）建立运动状态方程，仿真模拟车辆队列的运动状态；（6）按照一定规则更新所有车辆的速度和位置。本发明专利技术是比较分析在有无考虑车辆历史信息反馈情况下，队列行驶稳定性情况，此方法可广泛应用于车路协同等领域。同等领域。同等领域。
【技术实现步骤摘要】
一种考虑车辆历史信息反馈的队列稳定性控制方法
[0001]本专利技术涉及车路协同控制
，尤其涉及一种考虑车辆历史信息反馈的队列稳定性控制方法。
技术介绍
[0002]车辆跟驰模型作为以微观角度刻画车辆作用关系的内在机理，并揭示跟驰队列的演变规律，而反馈控制理论是提高跟驰模型稳定性的重要手段。因此，反馈控制策略在提高车流平稳性的方面得到了广泛的应用。
[0003]现有技术中考虑多个前车速度差和车头间距与安全距离的差异，从多信息反馈控制策略的角度设计了一种新的控制策略，引入到可变安全距离和时滞效应的车辆跟驰模型中，该控制策略可以提高交通安全和抑制交通拥堵。现有技术提出了一种考虑安全车头间距与车头间距、速度差和最优速度差的反馈控制策略，这个考虑综合信息的改进控制策略对模型具有致稳作用。因此，研究表明针对不同因素设计的不同的反馈控制策略可提高队列稳定性。而现有研究大多是基于车辆跟驰模型来分析不同的驾驶行为因素或者车辆的综合信息对队列稳定性的影响研究，缺少研究队列跟驰过程中车辆历史感知风险和可接受风险变化对跟驰行为的影响规律。因此，需提出一种考虑车辆历史信息反馈的队列稳定性控制方法，为研究车路协同系统下的队列稳定性控制策略提供工程应用价值。
技术实现思路
[0004]本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种考虑车辆历史信息反馈的队列稳定性控制方法。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种考虑车辆历史信息反馈的队列稳定性控制方法，具体包括以下步骤：
[0007](1)分析车辆历史感知风险和可接受风险与跟随车加速度之间的灰色关联度；
[0008](2)根据灰色关联度分析的结果建立考虑车辆历史信息反馈项；
[0009](3)通过运动可控车辆作为引导车来设定需要模拟的交通情景；
[0010](4)获取所有车辆的初始状态；
[0011](5)建立运动状态方程，仿真模拟在t＞0时刻时车辆队列的运动状态t是指时间；
[0012](6)按照一定规则更新所有车辆的速度和位置。
[0013]步骤(1)所述的分析车辆历史感知风险和可接受风险与跟随车加速度之间的灰色关联度，具体如下：设X0是系统特征序列，X
i
是关联因子序列，则有
[0014][0015]其中，n表示特性序列个数，m表示关联因子个数，x0(n)表示第n个分量、x
i
(n)表示第i个关联因子的第n个分量。
[0016]则系统特征与关联因子序列的关联度描述为：
[0017][0018]其中，ζ表示分辨系数，其取值范围在[0,1]，取值越小求得的关联系数之间的差异性越显著；
[0019]令a
f
表示跟随车的加速度，Δx
pf
表示跟随车与引导车之间的车头间距，v
f
表示跟随车车速，Δv
pf
表示跟随车与引导车之间的速度差，SM
n
(t)表示队列中第n辆车在t时刻的安全裕度，表示在时刻车辆的安全裕度，表示车辆历史感知风险和可接受风险的变化数学表达，表示记忆步长，SM
nDH
和SM
nDL
分别为期望安全裕度上下限；
[0020]最后通过分析获得整个跟车过程中ΔSM与跟随车加速度之间的关联度大小。
[0021]步骤(2)所述的根据灰色关联度分析的结果建立考虑车辆历史信息反馈项，具体如下：根据灰度关联度分析结果，构建一个考虑车辆历史信息反馈控制项K
n
(t)，其控制项如下所示：
[0022][0023][0024]其中，λ表示反馈系数，α1和α2分别为加减速敏感系数；d
n
‑1(t)和d
n
(t)为前后车减速度，v
n
(t)表示第n辆车在t时刻的车速，τ2表示车辆制动反应时间，g为重力加速度，l
n
‑1为车长。
[0025]步骤(5)所述的仿真模拟t＞0时车辆队列的运动状态，具体如下：假设前导车按照预先指定的方案运动，其运动方程为：
[0026][0027]所有车辆的速度和位置按照如下规则进行更新，其计算公式为：
[0028]速度：v
n
(t)＝v
n
(t
‑
Δt)+a(t
‑
Δt)
×
Δt,n＝1,2,
…
N；
[0029]位置：
[0030]其中，Δt为加速度调节时间，N为车队车辆数。
[0031]本专利技术的优点是：本专利技术用于解决队列跟驰过程中车辆历史感知风险和可接受风险变化对跟驰行为的影响，本专利技术是比较分析在有无考虑车辆历史信息反馈情况下，队列
行驶稳定性情况，此方法可广泛应用于车路协同等领域。
附图说明
[0032]图1是本专利技术实施例中的技术方法实施流程图；
[0033]图2是本专利技术实施例中有无考虑车辆历史信息反馈控制项的期望安全裕度(Desired safety margin,DSM)模型的磁滞回线图：(a)无反馈策项，(b)有反馈控制项。
具体实施方式
[0034]如图1所示，本实施例所述的一种考虑车辆历史信息反馈的队列稳定性控制方法，包括以下步骤：
[0035](1)计算车辆历史感知风险和可接受风险与跟随车加速度之间的关联度；设X0是系统特征序列，X
i
是关联因子序列，则有
[0036][0037]其中，n表示特性序列个数，m表示关联因子个数。
[0038]则系统特征与关联因子序列的关联度可以描述为：
[0039][0040]其中，ζ表示分辨系数，其取值范围在[0,1]，取值越小求得的关联系数之间的差异性越显著。
[0041]令a
f
表示跟随车的加速度，Δx
pf
表示跟随车与引导车之间的车头间距，v
f
表示跟随车车速，Δv
pf
表示跟随车与引导车之间的速度差，SM
n
(t)表示队列中第n辆车在t时刻的安全裕度，表示在时刻车辆的安全裕度，表示车辆历史感知风险和可接受风险的变化数学表达，表示记忆步长。
[0042]最后通过分析获得整个跟车过程中ΔSM与跟随车加速度之间的关联度大小。
[0043](2)建立考虑车辆历史信息反馈项；根据灰度关联度分析结果，构建一个
[0044]考虑车辆历史信息反馈控制项K
n
(t)，其控制项如下所示：
[0045][0046][0047]其中，λ表示反馈系数，其值取0.35，期望安全裕度上下限SM
nDH
和SM
nDL
取值分别为
0.94和0.73；加减速敏感系数α1和α2分别为8m/s2和14m/s2；车长l
n...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种考虑车辆历史信息反馈的队列稳定性控制方法，其特征在于：具体包括以下步骤：(1)分析车辆历史感知风险和可接受风险与跟随车加速度之间的灰色关联度；(2)根据灰色关联度分析的结果建立考虑车辆历史信息反馈项；(3)通过运动可控车辆作为引导车来设定需要模拟的交通情景；(4)获取所有车辆的初始状态；(5)建立运动状态方程，仿真模拟在t＞0时刻时车辆队列的运动状态，t是指时间；(6)按照一定规则更新所有车辆的速度和位置。2.根据权利要求1所述的一种考虑车辆历史信息反馈的队列稳定性控制方法，其特征在于：步骤(1)所述的分析车辆历史感知风险和可接受风险与跟随车加速度之间的灰色关联度，具体如下：设X0是系统特征序列，X
i
是关联因子序列，则有其中，n表示特性序列个数，m表示关联因子个数，x0(n)表示第n个分量、x
i
(n)表示第i个关联因子的第n个分量。则系统特征与关联因子序列的关联度描述为：其中，ζ表示分辨系数，其取值范围在[0,1]，取值越小求得的关联系数之间的差异性越显著；令a
f
表示跟随车的加速度，Δx
pf
表示跟随车与引导车之间的车头间距，v
f
表示跟随车车速，Δv
pf
表示跟随车与引导车之间的速度差，SM
n
(t)表示队列中第n辆车在t时刻的安全裕度，表示在时刻车辆的安全裕度，表示车辆历史感知风险和可接受风险的变化数学表达，表示记忆步长，SM
nDH
【专利技术属性】
技术研发人员：张俊杰，杨灿，任毅龙，于海洋，冀浩杰，
申请(专利权)人：北京航空航天大学合肥创新研究院北京航空航天大学合肥研究生院，
类型：发明
国别省市：
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