[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

说明书

本发明涉及一种基于智能网联汽车的匝道分合流协同控制方法及系统。首先，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；其次，构建匝道分合流综合协同控制模型；再次，优化驶出匝道车辆的运动状态；而后，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；最后，在下一控制周期，继续执行1~4的步骤。本发明将分流、合流协同起来考虑，可实现最优化协同合流。

技术领域

本发明涉及智能交通系统领域，特别是针对一种智能网联汽车的匝道分合流协同控制方法及系统。

背景技术

匝道口是影响行车安全和通行效率的瓶颈地段。基于智能网联技术可实现车辆在匝道的分合流协同控制，进而有效缓解匝道口的交通拥堵问题，提升匝道口的通行效率和安全性，具有重要的现实意义。

目前，已有部分专利分别着眼于匝道交通流的分流、合流控制。例如，CN209722829U设计了一种用于高速公路主线与匝道分流区的可导向防撞装置，该装置通过LED指示灯的闪烁远距离便可给驾驶员以警示作用，给驾驶员以足够的反应时间，减少事故发生率。CN108374361A设计了一种基于交通冲突的高速公路分流区控速与提前分流实现方法，此种方法采用多频及多层次信息,有效改善速度感,引导车辆提前变道。CN107093332B设计了一种城市快速路匝道合流区安全预警系统，该预警系统包括信息采集系统、信息处理系统和车载预警系统，可较好改善城市快速路入口匝道合流区的安全环境。CN106781551A设计了一种车联网环境下的高速公路出入口匝道联合控制系统及方法，该系统由路段层控制系统、匝道节点层控制系统以及车载控制系统构成，该发明有助于提升现有的匝道出入效率和匝道汇入安全。

上述技术对于提高城市匝道分流、合流的安全性具有积极意义，但其或者仅提供警示信息，或者仅考虑分流、合流单个过程控制，未考虑将两个过程协同起来控制。而在实际应用中，在对匝道控制时同时考虑分合流，将有利于进一步提升匝道的通行安全性和效率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种智能网联汽车的匝道分合流协同控制方法及系统，来实现安全高效的匝道分合流，并且克服或至少减轻现有技术的中的至少一个上述缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：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。

作为本发明的进一步改进，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。

作为本发明的进一步改进，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，定义排除除步骤1中获取的运动状态信息参数的其他参数；

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。

作为本发明的进一步改进，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；