基于智能网联专用车道环境下的分车道可变限速控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于智能网联专用车道环境下的分车道可变限速控制方法，该方法针对混合车流状态下的高速公路，首先，利用基于改进元胞传输模型的混合车流状态预测模型，预测元胞交通流参数；然后，构建不同车道可变限速控制的多目标优化模型，获取并执行不同车道可变限速控制策略，完成不同车道可变限速控制。本发明专利技术与现有技术相比，其显著优点是：面向高速公路主线路段设立智能网联车专用车道的场景，通过改进不同道路交通流下的元胞传输参数，来匹配满足车辆混合行驶特性；在确定优化多目标模型的约束条件后，执行不同车道可变限速控制策略，从而提升驾驶员在行驶过程中的稳定性，保障了智能网联车与人类驾车行驶的独立性与安全性。安全性。安全性。

【技术实现步骤摘要】
基于智能网联专用车道环境下的分车道可变限速控制方法


[0001]本专利技术涉及智能交通系统控制
，特别是一种基于智能网联专用车道环境下的分车道可变限速控制方法。

技术介绍

[0002]当前智能网联技术的快速发展，使得智能网联车的普遍应用指日可待。根据智能网联车的一系列试验表明，智能网联车与人类驾驶车辆混合行驶过程中存在着负面的相互作用，人类驾驶车辆行驶过程中的“不稳定”、“突发”的驾驶行为对智能网联车带来一定的安全隐患。建设智能网联车专用车道成为隔离两类车辆，进而降低车辆间的不利冲突、提高道路通行效率的措施之一。在高速公路应用智能网联车专用车道后，混合车流依然可能面临大流量、事故、频繁的专用车道进出等交通行为带来的拥堵问题。
[0003]可变限速控制大多应用于车道减少、事故频发等瓶颈路段或极端天气条件下高速公路、快速路的主线路段，是一种有效的主动式交通管理控制方式。例如：
[0004]文献1：中国授权专利技术专利CN202110079828.0公开了一种面向车路协同环境的元胞传输模型改进方法，仅针对主线路段车辆行驶过程中改本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于智能网联专用车道环境下的分车道可变限速控制方法，其特征在于：该方法针对混合车流状态下的高速公路，将设定的总控制周期划分为若干个时间步长进行分车道可变限速控制，具体步骤如下：步骤1，在任一时间步长内，利用基于改进元胞传输模型的混合车流状态预测模型，预测所述当前时间步长的元胞交通流参数；步骤2，构建分车道可变限速控制的多目标优化模型，基于步骤1预测得到的当前时间步长的元胞交通流参数以及上一个时间步长的可变限速控制参数，得到当前时间步长的最优可变限速控制参数；步骤3，按照步骤2得到的最优可变限速控制参数，进行下一个时间步长的分车道可变限速控制，返回步骤1；步骤4，设定的总控制周期结束时，输出总控制周期内最优可变限速控制参数集合。2.根据权利要求1所述的基于智能网联专用车道环境下的分车道可变限速控制方法，其特征在于：该方法将混合车流状态下的高速公路主线路段分为专用车道和通用车道，所述专用车道为单一的智能网联车流，所述通用车道允许人类驾驶车流与智能网联车流的混合。3.根据权利要求1所述的基于智能网联专用车道环境下的分车道可变限速控制方法，其特征在于：所述可变限速控制参数包括不同车道上各元胞的可变限速值。4.根据权利要求2所述的基于智能网联专用车道环境下的分车道可变限速控制方法，其特征在于：所述基于改进元胞传输模型的混合车流状态预测模型为：其特征在于：所述基于改进元胞传输模型的混合车流状态预测模型为：式中：K为智能网联车专用车道数量，J为通用车道数量；s
k,i
(t)和r
k,i
(t)分别为第k条专用车道上第i个元胞在第t个时间步长内车辆流出率和流入率；s
j,i
(t)和r
j,i
(t)分别为第j条通用车道上第i个元胞在第t个时间步长内车辆流出率和流入率；v
vsl1,i
(t)和v
vsl2,i
(t)分别为专用车道和通用车道上第i个元胞在第t个时间步长内可变限速值；ρ
k,i
(t)和ρ
j,i
(t)分别为专用车道和通用车道上第i个元胞在第t个时间步长内道路交通流量；q
1,max
和q
3,max
分别为单一智能网联车流和单一人工驾驶车流下的单车道道路通行能力；w为非自由流状态下元胞的交通流反向阻塞波速度，ρ
jam
为阻塞密度，为可变限速控制后单车道道路通行能力。5.根据权利要求4所述的基于智能网联专用车道环境下的分车道可变限速控制方法，其特征在于：所述元胞交通流参数包括不同车道上各元胞交通流量、交通流密度和行驶速度，其中：所述不同车道上各元胞交通流量为：
式中：q
k,i
(t)为专用车道上元胞i在第t个时间步长内的道路交通流量，q
j,i
(t)为通用车道上元胞i在第t个时间步长内的道路交通流量；所述不同车道上各元胞交通流密度为：所述不同车道上各元胞交通流密度为：式中：T为时间步长，ρ
k,i
(t+1)为专用车道上元胞i在第t个时间步长内的交通流密度，ρ
j,i
(t+1)为通用车道上元胞i在第t个时间步长内的交通流密度；q
k,i+1
(t)为专用车道上第i+1个元胞在第t个时间步长内的道路交通流量；q
j,i+1
(t)为通用车道上第i+1个元胞在第t个时间步长内的道路交通流量；l
i
为元胞i的长度；所述不同车道上各元胞行驶速度为：所述不同车道上各元胞行驶速度为：式中，v
k,i
(t)为可变限速控制下专用车道上元胞i在第t个时间步长内的行驶速度，v
j,i
(t)为可变限速控制下通用车道上元胞i在第t个时间步长内的行驶速度，为在不同可变限速控制值下专用车道的的元胞临界密度值，为在不同可变限速控制值下通用车道的元胞临界密度值；v
f
为自由流速度，v
vsl1,i
(t
‑
1)为第t
‑
1个时间步长专用车道元胞i的可变限速值，v
vsl2,i
(t
...

【专利技术属性】
技术研发人员：何赏璐，苏宁，张欣雅，刘英舜，戚湧，彭富明，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：