[发明专利]一种面向城市快速路的匝道合流控制方法

说明书

本发明公开了一种面向城市快速路的匝道合流控制方法，包括如下步骤：步骤1，收集整个快速路主路段车辆以及汇入车辆的相关运动状态信息；步骤2，构建匝道合流优化控制模型；步骤3，优化主路车辆以及汇入车辆的运动状态；步骤4，将优化的车辆控制指令发送给各车辆，各车辆执行控制指令；步骤5，在下一控制周期，返回继续执行1~4的步骤。本发明的面向城市快速路的匝道合流控制方法，避免了主车道以及匝道合流车辆不必要的加减速，有效地提高了分合流安全性、经济性和效率。

技术领域

本发明涉及一种匝道合流协同控制技术，特别是面向城市快速路入口的匝道合流协同控制方法。

背景技术

城市快速路属于快速路的一种，是快速公路的主体。城市快速路在城市交通系统中具有保证汽车畅通连续地行驶，提高城市内部的运输效率的作用。

目前，有部分专利着眼于匝道合流控制。例如，CN102314769A设计了一种高速公路入口匝道合流区智能安全预警控制方法，该方法对合流区实际交通状况进行采集和分析，对即将进入合流区车辆进行实时动态预警，避免事故的发生。CN107093332B设计了一种城市快速路匝道合流区安全预警系统，从车路协同的角度实现对驾驶员的预警，改善城市快速路入口匝道合流区的安全环境。CN108648506A设计了一种基于车路协同的互通式立交入口安全提醒系统，系统可根据主线和匝道来车情况，辅助车辆在以合适的车速安全合流，保障驾驶员在互通式立交入口的行车安全。

上述技术对于提高城市匝道的安全性具有积极意义，但其或者仅提供预警信息，或者单方面考虑匝道合流车辆和主路临近车辆之间协调运动关系，未考虑主路整个控制区域内车辆运动关系。而在城市快速路入口匝道中，主路车辆跟车间距较小，交通密度较大，尤其在工作日早晚高峰时上述方法可能造成匝道车辆无法合流、交通波动产生拥堵、交通安全等问题，无法高效、安全、经济地完成车辆合流。

而在实际应用中，在对匝道控制时同时考虑主路整个路段车辆运动关系，将有利于进一步提升匝道的通行安全性和效率。因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

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用于城市快速路入口匝道的智能车辆合流协同控制方法来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：一种面向城市快速路的匝道合流控制方法，包括如下步骤：

步骤1，收集整个快速路主路段车辆以及汇入车辆的相关运动状态信息；

步骤2，构建匝道合流优化控制模型；

步骤3，优化主路车辆以及汇入车辆的运动状态；

步骤4，将优化的车辆控制指令发送给各车辆，各车辆执行控制指令；

步骤5，在下一控制周期，返回继续执行1～4的步骤。

作为本发明的进一步改进，所述步骤1中采集的各车道的车辆运动状态信息包括：车辆速度、车辆与合流点之间的距离。

作为本发明的进一步改进，所述步骤2中构建控制模型的具体步骤如下：

步骤2.1，构建基本假设条件；

步骤2.2，分析构建约束条件；

步骤2.3，构建目标方程。

作为本发明的进一步改进，所述步骤2.1中的假设条件包括假设1.基本信息获取，假设2.队列形式行驶，假设3.自主精确控制，假设4.FIFO顺序，假设5.匝道车辆运动和假设6.主道车辆调速。

作为本发明的进一步改进，所述步骤2.2中分析构建的约束条件包括：

速度、加速度上下限：