[发明专利]一种考虑车辆历史信息反馈的队列稳定性控制方法

说明书

本发明公开了一种考虑车辆历史信息反馈的队列稳定性控制方法，步骤为：（1）分析车辆历史感知风险和可接受风险与跟随车加速度之间的灰色关联度；（2）根据灰色关联度分析的结果建立考虑车辆历史信息反馈项；（3）通过运动可控车辆作为引导车来设定需要模拟的交通情景；（4）获取所有车辆的初始状态；（5）建立运动状态方程，仿真模拟车辆队列的运动状态；（6）按照一定规则更新所有车辆的速度和位置。本发明是比较分析在有无考虑车辆历史信息反馈情况下，队列行驶稳定性情况，此方法可广泛应用于车路协同等领域。

技术领域

本发明涉及车路协同控制技术领域，尤其涉及一种考虑车辆历史信息反馈的队列稳定性控制方法。

背景技术

车辆跟驰模型作为以微观角度刻画车辆作用关系的内在机理，并揭示跟驰队列的演变规律，而反馈控制理论是提高跟驰模型稳定性的重要手段。因此，反馈控制策略在提高车流平稳性的方面得到了广泛的应用。

现有技术中考虑多个前车速度差和车头间距与安全距离的差异，从多信息反馈控制策略的角度设计了一种新的控制策略，引入到可变安全距离和时滞效应的车辆跟驰模型中，该控制策略可以提高交通安全和抑制交通拥堵。现有技术提出了一种考虑安全车头间距与车头间距、速度差和最优速度差的反馈控制策略，这个考虑综合信息的改进控制策略对模型具有致稳作用。因此，研究表明针对不同因素设计的不同的反馈控制策略可提高队列稳定性。而现有研究大多是基于车辆跟驰模型来分析不同的驾驶行为因素或者车辆的综合信息对队列稳定性的影响研究，缺少研究队列跟驰过程中车辆历史感知风险和可接受风险变化对跟驰行为的影响规律。因此，需提出一种考虑车辆历史信息反馈的队列稳定性控制方法，为研究车路协同系统下的队列稳定性控制策略提供工程应用价值。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种考虑车辆历史信息反馈的队列稳定性控制方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种考虑车辆历史信息反馈的队列稳定性控制方法，具体包括以下步骤：

(1)分析车辆历史感知风险和可接受风险与跟随车加速度之间的灰色关联度；

(2)根据灰色关联度分析的结果建立考虑车辆历史信息反馈项；

(3)通过运动可控车辆作为引导车来设定需要模拟的交通情景；

(4)获取所有车辆的初始状态；

(5)建立运动状态方程，仿真模拟在t＞0时刻时车辆队列的运动状态t是指时间；

(6)按照一定规则更新所有车辆的速度和位置。

步骤(1)所述的分析车辆历史感知风险和可接受风险与跟随车加速度之间的灰色关联度，具体如下：设X₀是系统特征序列，X_i是关联因子序列，则有

其中，n表示特性序列个数，m表示关联因子个数，x₀(n)表示第n个分量、x_i(n)表示第i个关联因子的第n个分量；

则系统特征与关联因子序列的关联度描述为：

其中，ζ表示分辨系数，其取值范围在[0,1]，取值越小求得的关联系数之间的差异性越显著；

SM_n(t)表示队列中第n辆车在t时刻的安全裕度，表示在时刻车辆的安全裕度，表示车辆历史感知风险和可接受风险的变化数学表达，表示记忆步长，SM_nDH和SM_nDL分别为期望安全裕度上下限；

最后通过分析获得整个跟车过程中ΔSM与跟随车加速度之间的关联度大小。