[发明专利]一种基于稳定性分析的合流区混合交通速度协同控制方法

说明书

本发明公开了一种基于稳定性分析的合流区混合交通速度协同控制方法，具体为：以“1+N”形式构成车辆簇，“1”代表1辆智能自动驾驶车辆CAV，“N”代表跟随的多辆人工车辆HV；构建簇内稳定性解析模型，解析簇内稳定性条件；在满足簇内稳定性条件前提下，构建簇间稳定性模型，解析簇间稳定性条件；基于簇内及簇间稳定性条件，构建簇协同速度控制模型，在满足簇内及簇间稳定性条件下，通过控制CAV速度引导汇入簇顺利进入合流区。本发明以高速公路合流区作为研究对象，以稳定性为前提构建速度协同控制模型，提高了准确性，有效降低了交通流风险、提升了动态空间占有率及减少了尾气排放。

技术领域

本发明属于速度控制技术领域，涉及一种基于稳定性分析的合流区混合交通速度协同控制方法。

背景技术

近年来，机动车保有量的上升与城镇化的发展使得交通事故、尾气排放、环境污染的现象愈发严重。自动驾驶技术的发展为实现交通智能化与高效化提供了可行的技术方案；智能网联技术的完善为自动驾驶下的车-车通信提供了先决条件。然而，现阶段受限于技术发展与政策出台的需求，包含CAV的混合交通流将持续较长时间，使得面向混合交通的研究必要且具有客观价值。现阶段在混合交通的研究中，以速度控制来实现高效、安全是研究重点。因此，以混合交通流为对象，以速度控制为手段开展的汇入研究将十分关键。然而，现阶段存在以下问题：

1)在车路协同的趋势下，已有的CAV控制研究将逐渐无法适应发展需求。协同环境的发展与单车控制的矛盾愈发突出。

2)稳定性解析为交通流安全高效运行提供支撑。已有研究虽建立了稳定性解析的理念，但基于混合交通流的稳定解析来执行控制未开展有效研究。尤其在合流区等特定场景，现有控制方法滞后现象愈发明显。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于稳定性分析的合流区混合交通速度协同控制方法，以高速公路合流区作为研究对象，以稳定性为前提构建速度协同控制模型，提高了准确性，有效降低了交通流风险、提升了动态空间占有率及减少了尾气排放，解决了现有技术中存在的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于稳定性分析的合流区混合交通速度协同控制方法，具体按照以下步骤进行：

步骤S1、以“1+N”形式构成车辆簇，“1”代表1辆智能自动驾驶车辆CAV，“N”代表跟随的多辆人工车辆HV；构建簇内稳定性解析模型，解析簇内稳定性条件；

步骤S2、在满足簇内稳定性条件前提下，构建簇间稳定性模型，解析簇间稳定性条件；

步骤S3、基于簇内及簇间稳定性条件，构建簇协同速度控制模型，在满足簇内及簇间稳定性条件下，通过控制CAV速度引导汇入簇顺利进入合流区。

本发明的有益效果是：

1、本发明实施例以稳定性为前提，构建适配的速度控制模型，适用于事故高发的高速公路合流区，克服了控制滞后的问题，可靠性、准确性更高；研究对象为混合交通流，能够应用于在未来交通发展趋势，降低了混合交通流下合流区事故发生率，有效缓减高速公路合流区交通拥堵的现状，有效降低了交通流风险、提升了动态空间占有率及减少了尾气排放，在适应混合交通发展的趋势下达到高效安全的应用目标。

2、本发明实施例为实现高速公路合流区高效、稳定、安全行驶提供面向多对象的速度协同控制法，面向于簇内稳定性解析与簇间稳定性解析，为CAV速度控制模型提供可靠的波动区间与影响因子，使得在高速公路合流区混合交通在满足安全前提下可以高效汇入主路，为面向混合交通稳定性研究提供可靠的研究基础。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。