[发明专利]面向节油的基于车联网的车辆轨迹平滑控制方法

权利要求书

1.一种面向节油的基于车联网的车辆轨迹平滑控制方法，其特征在于：所述方法通过以下步骤实现：

步骤一、确定控制区域划分方法，其中控制区域划分方法包括基本区域划分和控制点优化方法；

步骤二、根据特定车辆识别遵循的规则，识别出控制区域内的特定车辆；

步骤三、计算速度建议值，并根据速度建议值对步骤二确定出的特定车辆进行车辆轨迹控制；

步骤一所述基本区域划分的过程为，

利用DSRC通信方式及GPS定位方法确定交叉口进口道的控制范围，同时将控制区域分为缓冲区、减速区和加速区这三个基本区域；其中，

缓冲区的作用是对车辆与基础设施之间的通信进行检验，同时预测车辆的行驶轨迹，设定缓冲区的长度为L₁；

减速区的作用是通过向车载App提供速度建议值，指导车辆减速行驶，设定减速区的长度为L₂；

加速区通过向车载App提供速度建议值，指导车辆加速行驶，设定加速区的长度为L₃；

设定控制区域的总长度为L，则确保车辆有足够的空间进行加速和减速的各个基本区域的长度分别为：

三个基本区域应该属于总控制区域的控制范围中：L₁+L₂+L₃＝L；

式中，v_max表示减速区或者加速区路段允许的最大车速；d表示减速区路段允许的最大减速度；a表示加速区路段允许的最大加速度；

步骤一所述确定控制点位置优化方法的过程为，

步骤一一、引进VT-micro车辆燃油消耗和排放模型，对交叉口处的全部车辆的燃油消耗进行计算，计算公式如下：

其中，VT-micro车辆燃油消耗和排放模型是指根据车辆的瞬时速度和加速度计算其瞬时油耗；控制点是指缓冲区与减速区之间的分割点，减速区与加速区之间的控制点；

式中，N为总的车辆数；x_n^-1(0)表示第n辆车进入控制区域的缓冲区的时间；x_n^-1(L)表示第n辆车离开缓冲区的时间；K是一个4×4的常系数矩阵；v_nⁱ(t)表示第n辆车在t时刻速度的i次方；a_n^j(t)示第n辆车在t时刻速度的i次方；

步骤一二、利用DIRECT优化算法对控制点的位置进行优化：

第一，仿真器输出每个候选控制点的系统的燃油消耗值；

第二，基于对燃油消耗值的评价，DIRECT算法通过多级矩形分割找出下一个可行的候选点，直到找到最优的控制点位置；

其中，DIRECT优化算是指矩形分割；

步骤二所述特定车辆识别遵循的规则包括：

当前车辆到达控制区域的缓冲区；和

前一车辆能在当前的绿灯时间周期内通过交叉口，而当前车辆无法在当前周期的绿灯时间内通过交叉口；

步骤二所述识别出控制区域内的特定车辆的过程为，

所述面向节油的基于车联网的车辆轨迹平滑控制方法，是识别出特定车辆、对特定车辆进行相应的控制，其他车辆根据车辆跟驰理论跟随特定车辆行驶的过程，其中，识别出控制区域内的特定车辆的具体步骤如下：

步骤二一、通过DSRC通信方式检测当前车辆是否到达控制区域，若已到达，则利用GPS定位方法获取当前车辆的位置、速度和加速度信息；否则重复此步骤继续通过DSRC通信方式检测当前车辆是否到达控制区域；

步骤二二、交叉口控制中心根据步骤二一获得的当前车辆的实时位置、速度和加速度信息，预测车辆的行驶轨迹，同时根据信号配时信息，判断当前车辆是否符合特定车辆识别遵循的规则，

若不符合，则当前车辆正常通过，不对车辆进行控制；

若符合，则对当前车辆进行相应的车辆轨迹控制；

其中，信号配时信息是指交通信号的红灯时长与绿灯时长之和。