一种实时道路通行速度区间构建方法技术

本发明专利技术提供了一种实时道路通行速度区间构建方法，包括确定车辆的行驶路线，获取通行道路上各观测区间内T时刻所有通行车辆的车速和加速度；以每个观测区间T时刻所有通行车辆的速度和加速度为输入变量，以车辆位移、速度和加速度标准差为输出变量，定义路侧单元数为随机决策单元数，根据效率值的大小进行数据包络分析确定各决策单元当前时刻的速度包络区间；采用通用的插值方法构建相邻决策单元间的通行速度区间，将通行路线上各观测区间的速度区间连接从而形成当前时刻的通行路线上的通行速度区间，每隔Δt对通行速度区间进行更新迭代。本发明专利技术根据实时工况实时有效构建当前车辆通行路线上的通行速度区间，为智能网联汽车速度规划提供基础。速度规划提供基础。速度规划提供基础。

【技术实现步骤摘要】
一种实时道路通行速度区间构建方法


[0001]本专利技术涉及智能网联汽车实时工况构建
，具体为一种实时道路通行速度区间构建方法。

技术介绍

[0002]随着我国“双碳”目标的提出，对汽车节能与减排技术提出了更高的要求。在此背景下，智能网联汽车正受到越来越多青睐。整车能耗与功率输出密切相关，而车辆的行驶速度是功率需求的直接表现，通过合理规划车辆的行驶速度可实现节约能源和减少污染物的排放。目前车辆行驶速度规划大多基于道路限速，然而在车辆实际运行过程中，行驶工况是复杂多变的，道路的通行速度区间与设计时所设定道路限速存在很大差异，从而使得车辆的规划速度与实际不符。
[0003]为了解决这一问题，国内外研究人员先后开发了多种道路通行速度构建方法，并取得一定效果，具有代表性的有考虑道路坡度道路通行速度，考虑红绿灯影响的道路通行速度和根据历史工况信息获取工况库，考虑道路坡度和考虑交通信号灯影响的方法只考虑了道路因素和交通信号灯的影响，未考虑道路上车辆对通行速度的影响；基于历史数据建立的通行速度区间，实时性差，速度规划的有效性难以保障。
[0004]因此，亟待需要提供一种精度高和时效性强的道路通行速度区间构建方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种实时道路通行速度区间构建方法，该方法可有效处理行驶路线上通行速度区间构建的时效性和精度问题，同时可以插值节点数和更新时间间隔进行优化设计，使得通行速度区间能够适应当前车辆行驶环境的变化，同时满足时效性的要求。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种实时道路通行速度区间构建方法，包括以下步骤：
[0007]步骤S101：在确定车辆行驶路线的基础上，通过车联网系统确定通行路线上路侧单元数量N及间距D，通过各个路侧单元获取对应的N个观测区间T时刻通过的所有车辆的车速、加速度等信息；
[0008]步骤S102：根据所获取的T时刻各个观测区间车辆的车速和加速度，采用通用的数据包络分析方法计算各个决策单元车速的效率值，根据所计算的效率值判断车速是否为有效值，通过分析确定T时刻各观测区间的通行速度区间；
[0009]步骤103：对相邻两个观测区间的通行速度区间的上、下边界分别采用通用的插值计算法进行插值计算，从而将各个相邻的两个观测区间通行速度区间连接起来形成T时刻通行路线上的通行速度区间；
[0010]步骤104：随着车辆行驶，车辆位置发生改变，通行速度区间的计算单元在空间上进行位置更新迭代，时间域上对应间隔Δt计算一次，实现通行速度区间在时间和空间上的
迭代更新，从而建立实时道路通行速度区间。
[0011]所述的一种实时道路通行速度区间构建方法，其特征在于，步骤S101中所述观测区间的范围由对应路侧单元的观测范围确定。
[0012]所述的一种实时道路通行速度区间构建方法，其特征在于，步骤S102中所述T时刻各观测区间的通行速度区间获取具体方法为：
[0013]S201、首先将通行路线上路侧单元数N作为随机决策单元数，以每个观测区间T时刻通过的所有车辆的速度和加速度为输入变量，以车辆位移、速度标准差和加速度标准差为产出变量；
[0014]S202、采用通用的数据包络分析C2R模型建立评价函数和优化模型，计算每个决策单元的效率值θ；
[0015]S203、对观测区间内所有通行车辆的输入变量数据对应的θ值进行横向比较，确定该观测区间通行速度的上、下限，θ值越大，代表着DEA有效，对应为速度区间的上限，θ值越小或是投入指标为0时，默认为速度区间下限。
[0016]步骤S103中所述通用插值计算法类型为多项式、埃尔米特、分段和三角函数等形式。
[0017]步骤S104中实时道路通行速度区间的具体构建方法为：
[0018]S401、根据时间域上时间间隔Δt确定T+Δt时刻当前车辆在行驶路线上的位置，根据T+Δt当前车辆的位置对通行路线上的路侧单元数量N和间距等信息进行更新；
[0019]S402、根据更新后的路侧单元信息，获取各个观测区间T+Δt的所有通行车辆的速度和加速度的数据，然后重复步骤2和步骤3的计算过程，完成通行道路上速度区间在时间域和空间域上的更新，从而建立实时的通行速度区间。
[0020]插值计算的节点数可根据路侧单元间距D和通行速度确定，针对插值计算的精度问题，定义插值节点数与路侧单元间距D成正比，与道路通行速度成反比，即路侧单元间距D越大，节点数可适当增加；道路通行速度越快，节点数可适当减少。
[0021]所述Δt和T的大小对通行速度区间的实时性和精度有重要影响，参数Δt由路侧单元间距D和通行速度确定，与路侧单元间距D成正比，与道路通行速度成反比，即路侧单元间距越小，间隔时间Δt取值越小；若通行速度越快，间隔时间Δt取值越小。T时刻的初始值为当前车辆开始行驶的时刻。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的实时道路通行速度区间构建方法，首先在确定当前车辆的行驶路线的基础上，利用车联网系统获取通行道路上通过各观测区间T时刻所有通行车辆的车速和加速度；采用通用的数据包络分析法的非参数数学规划模型(即：C2R模型)，以每个观测区间T时刻所有通行车辆的速度和加速度为输入变量，以车辆位移、速度和加速度标准差为输出变量，定义路侧单元数为随机决策单元(DMU)数，计算T时刻各决策单元输出变量的效率值，根据效率值的大小进行分析确定各决策单元当前时刻的速度包络区间；然后采用通用的插值方法构建相邻决策单元间的通行速度区间，将通行路线上各观测点的速度区间连接从而形成当前时刻的通行路线上的通行速度区间。随着当前车辆的运行，每隔Δt对通行速度区间进行更新迭代。该方法中插值计算的节点数与路侧单元间距D成正比，与道路通行速度成反比，即路侧单元间距D越大，节点数可适当增加；道路通行速度越快，节点数可适当减少。另外，更新间隔时间Δt与路侧单元间距D成正
比，与道路通行速度成反比，即路侧单元间距越小，间隔时间Δt取值越小；若通行速度越快，间隔时间Δt取值越小。因此，本专利技术方法可有效处理通行速度区间构建的实时性和精度问题，具有较好道路工况自适应性和实时性，为智能网联汽车速度规划提供基础。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例提供的实时道路通行速度区间构建方法流程图；
[0024]图2为本专利技术实施例提供的通行速度区间数据包络分析流程图；
[0025]图3为本专利技术实施例提供的通行速度区间构建示意图。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]请参阅图1
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3，本专利技术提供一种技术方案：一种实时道路通行速度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实时道路通行速度区间构建方法，包括以下步骤：S101、在确定车辆行驶路线的基础上，通过车联网系统确定通行路线上路侧单元数量N及间距D，通过各个路侧单元获取对应的N个观测区间T时刻通过的所有车辆的车速、加速度等信息；S102、根据所获取的T时刻各个观测区间车辆的车速和加速度，采用通用的数据包络分析方法计算各个决策单元车速的效率值，根据所计算的效率值判断车速是否为有效值，通过分析确定T时刻各观测区间的通行速度区间；S103、对相邻两个观测区间的通行速度区间的上、下边界分别采用通用插值计算法进行插值计算，从而将各个相邻的两个观测区间通行速度区间连接起来形成T时刻通行路线上的通行速度区间；S104、随着车辆行驶，车辆位置发生改变，通行速度区间的计算单元在空间上进行位置更新迭代，时间域上对应间隔Δt计算一次，实现通行速度区间在时间和空间上的迭代更新，从而建立实时道路通行速度区间。2.根据权利要求1所述的一种实时道路通行速度区间构建方法，其特征在于：步骤S101中所述观测区间的范围由对应路侧单元的观测范围确定。3.根据权利要求1所述的一种实时道路通行速度区间构建方法，其特征在于：步骤S102中所述T时刻各观测区间的通行速度区间获取具体方法为：S201、首先将通行路线上路侧单元数N作为随机决策单元数，以每个观测区间T时刻通过的所有车辆的速度和加速度为输入变量，以车辆位移、速度标准差和加速度标准差为产出变量；S202、采用通用的数据包络分析C2R模型建立评价函数和优化模型，计算每个决策单元的效率值θ；S203、对观测区间内所有通行车辆的输入变量数据对应的θ值进行横向比较，确...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱明明，王雷，沐笑宇，孙浩，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：