[发明专利]基于量子门和自适应控制的类弹簧车辆跟驰模型建立方法

说明书

本发明公开了一种基于量子门和自适应控制的类弹簧车辆跟驰模型建立方法，该方法包括以下步骤：根据跟驰车、前车的具体情况建立类弹簧车辆跟驰模型；引入前车和跟驰车的速度差作为反馈量设置反馈控制条件，使跟驰车速度稳定；加入自适应控制条件来替换类弹簧车辆跟驰模型中难以测量的参数；当前车因为某些原因减速或抛锚停止时，根据跟驰车的与前车的速度以及两车间的距离因素，设置跟驰车变道绕行的规则；该建模方法通过加入自适应控制，反馈控制和换道控制，优化车辆跟驰系统模型，从而减缓交通堵塞，减少车辆延误，提高交通路网的使用率，减少尾气排放和噪声污染及能源消耗，并及时为道路使用者提供必要的交通状况信息，增加交通安全。

技术领域

本发明涉及建立一种车辆跟驰模型建模方法，特别是涉及一种基于量子门和自适应控制的类弹簧车辆跟驰模型建立方法。

背景技术

20世纪40年代末，经济得到极快发展，交通问题日益严重迫使炫多国家开始研究交通流基础理论和交通管理。到了80年代，随着计算机的发展，对交通流特性的研究采用了微观交通流仿真模型。跟驰模型作为微观交通仿真模型所必须的基本组成部分，其研究工作得到人们的重视。近年来，随着ITS(intelligent transportation system)的提出与发展，出于对交通流特性以及车辆在ITS下的控制的了解需要，跟驰理论再一次成为研究热点。在新技术的推动下，对跟驰理论的研究一方面是对更细致的微观行为进行更深入的研究，另一方面是与宏观交通流特性的研究结合得更加紧密。

1953年Pipes建立了车辆跟驰模型，并给出了解析结果，标志着车辆跟驰模型解析方法的研究开始。60年代，一大批学者开始着手研究车辆跟驰模型。80年代，车辆跟驰模型的研究进展缓慢，主要是对早期问题进行更深入的研究。最近，随着车辆自动智能巡航系统、驾驶员信息诱导系统和智能交通运输系统的开发，车辆跟驰模型的研究又成为一个热点。

GM模型是上世纪50年代提出的车辆跟驰模型。此模型假设车辆在75英尺内不变换车道，也不超车的情况下，由驾驶动力学模型推导过来。并引入了反应＝灵敏度*刺激。GM模型简单，有明确的物理意义，在早起来看，这模型具有开创意义。当然，此模型也有许多缺陷，模型自己存在着许多矛盾，而且此模型不能用于变道车辆。Helly在GM模型的基础上提出了线性模型。在线性模型里面，Helly考虑了前车是否制动减速对后车加速度的影响项。比起GM模型，线性模型更优势，但其通用性较差。Kometani和Sasaki提出了安全距离模型，也叫防撞模型。此模型不是基于GM模型，而是选择一个临界距离，当前车突然变速，两车间距离小于临界距离，就有可能发生碰撞。此模型被广泛的运用于计算机仿真中。尽管模型很合理，但任然存在许多问题，当用此模型分析问题，那很难和实际最大交通流温和。还有反应点模型，模糊推理模型等被提出，但总不能完全符合实际要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供一种加入自适应控制、反馈控制和换道控制的车辆跟驰系统模型，优化车辆跟驰系统模型，从而减缓交通堵塞。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

基于量子门和自适应控制的类弹簧车辆跟驰模型建立方法，该方法包括以下步骤：

根据跟驰车、前车的具体情况建立类弹簧车辆跟驰模型，引入前车和跟驰车的速度差作为反馈量设置反馈控制条件，使跟驰车速度稳定；

并且加入自适应控制条件来替换类弹簧车辆跟驰模型中难以测量的参数；

当前车因为某些原因减速或抛锚停止时，根据跟驰车的与前车的速度以及两车间的距离因素，设置跟驰车变道绕行的规则。

所述类弹簧车辆跟驰模型具体为：