一种下匝道车辆驶离智能网联专用道的车队控制方法

摘要

本发明公开了一种下匝道车辆驶离智能网联专用道的车队控制方法，所述方法包括：分车道采集道路交通流信息，包括流量、速度、下匝道车辆比例、车头时距等数据，计算智能网联车队内下匝道头车的起始距离，并计算目标车道内换道间隙的平均容纳车辆数，接着确定智能网联专用道下匝道车辆的配对规模，最后计算智能网联车队内不同类型车辆的车头时距。该方法充分考虑多类型车道的属性特征和交通流特征，在保证智能网联车队有序平稳运行的同时，提高下匝道车辆的换道效率，减少对其他车流的影响，有效保障了下匝道瓶颈路段交通系统的服务水平。

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通控制领域，具体涉及一种下匝道车辆驶离智能网联专用道的车队控制方法。

背景技术

智能网联交通是未来交通技术发展的必然趋势。以公路车路协同系统为例，智能网联专用道的目标是在不影响车流稳定性的条件下，通过对智能网联车辆的控制，缩小车头时距，以提升交通系统的通行效率，降低能耗，保障安全。高速公路下匝道瓶颈路段是事故多发、通行效率较低的典型路段，当应用车路协同技术，尤其是智能网联专用道内如何控制车队中下匝道车辆，使其平稳、安全、高效地驶离当前车道，汇入目标车道，是面向智能网联环境的交通管理与控制核心技术之一。

专利“一种兼顾稳定性和节能的智能网联电动汽车队列控制方法”(CN202011267689.6)重点解决了面向电动汽车队列的车辆电机模型以及车间距策略；专利“基于自适应权重的智能网联电动汽车队列优化控制方法”(CN201910702422.6)则基于权重矩阵的实时优化，获得当前状态对应的最优控制变量和最优状态变量；专利“一种基于5G-V2X及无人机的卡车队列纵向分层控制方法”(CN202110026119.6)基于网联无人机辅助，解决了卡车车队的稳定巡航控制问题。因此，已公开文献和专利均未涉及下匝道车辆在临近出口匝道处如何驶离智能网联专用道内车队的问题，且未涉及相关的控制方法。

发明内容

发明目的：为了克服上述现有技术的不足，本发明目的在于提出一种下匝道车辆驶离智能网联专用道的车队控制方法，分车道采集道路交通流信息，计算智能网联车队内下匝道头车的起始距离，以及目标车道内换道间隙的平均容纳车辆数，接着确定智能网联专用道下匝道车辆的配对规模，最后计算智能网联车队内不同类型车辆的车头时距。该方法充分考虑多类型车道的属性特征和交通流特征，在保证智能网联车队有序平稳运行的同时，提高下匝道车辆的换道效率，减少对其他车流的影响，有效保障了下匝道瓶颈路段车流通行效率和行车安全水平。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

(1)采集智能网联专用道和目标车道的道路交通流信息，所述目标车道为智能网联专用道内下匝道车辆换道汇入的车道；

(2)计算智能网联车队内下匝道车辆中头车的起始距离；

(3)计算目标车道内换道间隙的平均容纳车辆数；

(4)确定智能网联专用道内下匝道车辆的配对规模，所述配对规模指的是智能网联专用道内下匝道车辆中同时换道的车辆数；

(5)计算智能网联车队内车辆的车头时距；

(6)根据步骤(4)中的配对规模以及步骤(5)中的车头时距，控制智能网联专用道内下匝道车辆换道以及智能网联车队内车辆的车头时距。

作为优选，步骤(1)中，所述道路交通流信息包括智能网联专用道流量Q

作为优选，步骤(2)中，所述智能网联车队内下匝道车辆中头车的起始距离，是指智能网联车队内下匝道车辆中头车开始寻找目标车道内换道间隙时距离出口匝道的最小长度L，其计算方法如下：

式中L

作为优选，步骤(3)中，所述目标车道内换道间隙的平均容纳车辆数计算过程如下：

目标车道内换道间隙的理论长度L

式中k

则目标车道内换道间隙的平均容纳车辆数N：

式中k

作为优选，步骤(4)中，所述智能网联专用道下匝道车辆的配对规模N

式中，N为目标车道内换道间隙的平均容纳车辆数。

作为优选，步骤(5)中，所述智能网联车队内车辆的车头时距分为以下三类：

第一类：智能网联专用道内某一下匝道车辆的后车为直行车辆时，该直行车辆的车头时距T

第二类：智能网联专用道内某一下匝道车辆为智能网联车队头车或前车为直行车辆时，该下匝道车辆的车头时距T

第三类：除上述两类外，智能网联车队内其他车辆保持原有行驶状态，其车头时距T

有益效果：本发明公开了一种下匝道车辆驶离智能网联专用道的车队控制方法，充分考虑当前车道智能网联专用道和目标车道的属性特征和交通流特征，科学合理地确定智能网联专用道车队中下匝道车辆的配对规模和车头时距，在保证智能网联车队有序平稳运行的同时，提高下匝道车辆的换道效率，减少对其他车流的影响，有效保障了下匝道瓶颈路段车流通行效率和行车安全水平。

附图说明

图1是本发明的方法流程图。

图2为本发明中实施案例的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种下匝道车辆驶离智能网联专用道的车队控制方法，分车道采集道路交通流信息，计算智能网联车队内下匝道头车的起始距离，以及目标车道内换道间隙的平均容纳车辆数，接着确定智能网联专用道下匝道车辆的配对规模，最后计算智能网联车队内不同类型车辆的车头时距。

在一个实施例中，提供了一种下匝道车辆驶离智能网联专用道的车队控制设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的下匝道车辆驶离智能网联专用道的车队控制方法的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的下匝道车辆驶离智能网联专用道的车队控制方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

在如图2所示的一个实施例中，某一路段具有3车道，左侧车道为智能网联专用道，中间车道为目标车道。目标车队为车队A，现车队A中第1、4、5、8、11号车为下匝道车辆，其余车辆为直行车辆，需确定该场景下的车队控制方案。

(1)分车道采集道路交通流信息

智能网联专用道流量Q

(2)计算智能网联车队内下匝道车辆中头车的起始距离

所述智能网联车队内下匝道头车的起始距离，是指智能网联车队内下匝道头车开始寻找换道间隙时距离出口匝道的最小长度L，其计算方法如下：

由于0＜P

式中L

(3)计算目标车道内换道间隙的平均容纳车辆数

目标车道内换道间隙的理论长度L

式中k

由于L＞2.5，所以k

则目标车道内换道间隙的平均容纳车辆数N：

式中k

(4)确定智能网联专用道下匝道车辆的配对规模

由于平均容纳车辆数5＜N≤7，根据以下公式，所以智能网联专用道下匝道车辆的配对规模N

(5)计算智能网联车队内不同类型车辆的车头时距

第一类：车队内下匝道车辆的后车为直行车辆时，该直行车辆的车头时距T

第二类：下匝道车辆为车队头车或前车为直行车辆时，该下匝道车辆的车头时距

第三类：车队其他车辆保持原有行驶状态，其车头时距T

因此，最终控制方案为：每3辆车组成下匝道车队，即第1、4、5号车辆组成第一个下匝道车队，第8、11号车辆组成第二个下匝道车队，其中第2、6、9号车辆的车头时距为1.2s，第1、4、8、11号车辆的车头时距为1.82s，第3、5、7、10号车辆的车头时距为1.0s。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。