[发明专利]一种智能网联汽车的匝道分合流协同控制方法及系统

权利要求书

1.一种智能网联汽车的匝道分合流协同控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，获取整个路段主路车辆、驶出匝道车辆和驶入匝道车辆的相关运动状态信息；

步骤2，根据步骤1中获取的状态信息构建匝道分合流综合协同控制模型；

步骤3，利用步骤2中的协同控制模型优化驶出匝道车辆的运动状态；

步骤4，将优化的车辆控制指令发送给驶出匝道车辆，各车辆执行控制指令，完成分合流控制；

步骤5，在下一控制周期，返回步骤1并继续执行1～4的步骤；

所述步骤2中构建匝道分合流综合协同控制模型的具体步骤如下：

步骤21，定义除步骤1中获取的运动状态信息参数以外的其他参数；

步骤22，分析构建车辆动力学关系，得到车辆动力学关系方程；

步骤23，构建约束条件；

步骤24，构建边界条件；

步骤25，构建目标方程；

所述步骤23中构建的约束条件包括：

(1)汇入匝道车辆X₀驶入驶出队列的车辆位置

S₁(t)/v_f≤S₀(t)/v_max≤S_m(t)/v_f

(2)分合流过程中，合流车辆的速度v₀(t)和加速度u₀(t)满足上下限的约束；

v_min≤v₀(t)≤v_max

u_min≤u₀(t)≤u_max

(3)匝道车辆X_t在进入分流区时，与相邻的前后车辆满足最小安全车距的限制，分流位置前相邻的主道车辆需要满足最小安全车距限制，分流位置后相邻的主道车辆需要满足最小安全车距限制，为保证合流车辆在到达合流点刚好驶入分流车辆在队列中的位置，上述三个条件需同时满足，即：

-S_t-1(t_f)≥d_s

S_t+1(t_f)≥d_s；

所述步骤21中定义的其他参数包括：

t_f：驶出匝道车辆到达合流区的时间；

v_f：主道车辆行驶车速；

v_min：车辆运行的最小速度，v_i(t)≥v_max，i＝0，1，...，m；

v_max：车辆运行的最大速度，v_i(t)≤v_max，i＝0，1，...，m；

u_min：车辆运行的最小加速度，u_i(t)≥u_min，i＝0，1，...，m；

u_max：车辆运行的最大加速度，u_i(t)≤u_max，i＝0，1，...，m；

d_s：主道上的最小安全车距；

d_str：主道车辆形成队列的最大队列车距；

所述步骤22中的车辆动力学关系方程为：

其中：Si(t)为第i辆车在t时刻与路口的距离，i＝0代表匝道车辆，i＝1～m代表主道车辆，i＝t代表驶出队列车辆，未到达路口时为正值，到达后为负值，v_i(t)为第i辆车在t时刻的速度，根据假设v_i(t)＝v_f；u_i(t)为第i辆车在t时刻的加速度，车辆加速为正值，减速为负值，根据假设u_i(t)＝0。

2.根据权利要求1所述的智能网联汽车的匝道分合流协同控制方法，其特征在于：所述步骤1中获取的车辆运动状态信息包括：车辆速度和车辆与合流点的距离。