[发明专利]一种基于车辆组群的智能网联队列合流方法

权利要求书

1.一种基于车辆组群的智能网联队列合流方法，应用于两外侧车道封闭的三车道道路下的混合交通合流场景，其特征在于，合流后的交通流为非饱和交通流；所述合流方法包括如下步骤：

(1)划分合流点上游区域，所述上游区域分为合流区和行驶区，其中合流区为判断车辆合流次序的区域，行驶区为车辆在未进行换道决策情况下沿当前车道正常行驶的区域；

(2)根据决策时刻智能网联队列的领航车和尾车的纵向位置以及队长形成车辆组群，所述车辆组群由在行驶区位于不同车道、在合流区按次序合流的3个智能网联队列组成，车辆组群内各智能网联队列前方人工驾驶车辆先行合流，随后智能网联队列按次序合流；

(3)根据决策时刻合流区内车辆组群中各智能网联队列中领航车前车的纵向位置，计算各智能网联队列前方人工驾驶车辆先行合流后位于中间车道的智能网联队列中领航车前车的纵向位置；

(4)根据决策时刻车辆组群中位于中间车道的智能网联队列的领航车、尾车以及尾车后跟随车辆的纵向位置和步骤(3)得到的该智能网联队列中领航车前车的纵向位置，计算该智能网联队列的前后富余间距I_f和I_r；

(5)根据步骤(4)得到的前后富余间距以及车辆组群中位于最内侧和最外侧车道的智能网联队列的长度，判断在合流点处汇入的次序；

步骤(2)中所述纵向位置为车辆车头相对于合流点的纵向距离；

步骤(2)中所述决策时刻为任意车道上不属于其他车辆组群的智能网联队列的领航车车头由行驶区进入合流区的时刻；

步骤(2)中，所述车辆组群中的3个两智能网联队列满足以下条件：

式中，为车辆组群中智能网联队列i的领航车的纵向位置，为车辆组群中智能网联队列z的领航车的纵向位置，为车辆组群中智能网联队列z的尾车的纵向位置，N_z为智能网联队列z的车辆数，α为与智能网联汽车渗透率有关的系数，i,z∈{1，2，3}表示车辆组群中智能网联队列及其所在车道的编号，1表示最内侧车道，2表示中间车道，3表示最外侧车道；

步骤(3)中，各智能网联队列前方人工驾驶车辆先行合流后位于中间车道的智能网联队列中领航车前车的纵向位置的计算方法为：

当且时，

当或时，

式中，为车辆组群中智能网联队列i的领航车前车的纵向位置，s_safe为Gipps跟驰模型的安全车头间距；

步骤(4)中，前后富余间距I_f和I_r的计算方法为：

式中，为车辆组群中智能网联队列2的领航车的纵向位置，为车辆组群中智能网联队列2的领航车前车的纵向位置，为车辆组群中智能网联队列2的尾车后跟随车辆的纵向位置，为车辆组群中智能网联队列2的尾车的纵向位置，s_safe为Gipps跟驰模型的安全车头间距；

s_safe＝(v_j(t)τ_j+v_j-1(t)²/B_j-1+2l_j-1-((v_j(t+τ_j)-B_jτ_j)²-B_j²τ_j²)/B_j)/2，式中v_j(t)为t时刻车辆j的速度，τ_j为车辆j驾驶者的反应时间，v_j-1(t)为t时刻车辆j的前车j-1的速度，B_j为车辆j的最大减速度，l_j为车辆j的车身长度，其中车辆j为平衡态的人工驾驶车辆；

步骤(5)中，位于最内侧和最外侧车道的智能网联队列的长度L₁和L₃的计算方法为：

L₁＝N₁*H₁

L₃＝N₃*H₃

式中，N₁和N₃分别为位于最内侧和最外侧车道的智能网联队列的车辆数，H₁和H₃分别为位于最内侧和最外侧车道的智能网联队列的车辆在队列控制下的车头间距；

智能网联队列的车辆在队列控制下的车头间距H＝N(X_leader-X_last)/(N-1)，式中，N为智能网联队列的车辆数，X_leader为智能网联队列的领航车的纵向位置，X_last为智能网联队列的尾车的纵向位置；

步骤(6)中，所述合流点处汇入的次序的判断方法为：

若同时满足：①L₁≥L₃，②I_f≥L₁+L₃，③I_r≥L₁+L₃或L₁+L₃I_r≥L₁或L₁I_r≥L₃或L₃I_r，则合流点处汇入的次序为智能网联队列3、智能网联队列1、智能网联队列2；

若同时满足：①L₁≥L₃，②I_f≥L₁+L₃，③I_r≥L₁+L₃或L₁+L₃I_r≥L₁或L₁I_r≥L₃或L₃I_r，则合流点处汇入的次序为智能网联队列1、智能网联队列3、智能网联队列2；

若同时满足：①L₁≥L₃，②L₁+L₃I_f≥L₁，③I_r≥L₁+L₃或L₁+L₃I_r≥L₁或L₁I_r≥L₃，则合流点处汇入的次序为智能网联队列1、智能网联队列2、智能网联队列3；

若同时满足：①L₁≥L₃，②L₁+L₃I_f≥L₁，③L₃I_r，则合流点处汇入的次序为智能网联队列3、智能网联队列1、智能网联队列2；

若同时满足：①L₁≥L₃，②L₁+L₃I_f≥L₁，③L₃I_r，④则合流点处汇入的次序为智能网联队列1、智能网联队列3、智能网联队列2；

若同时满足：①L₁≥L₃，②L₁I_f≥L₃，③I_r≥L₁+L₃或L₁+L₃I_r≥L₁，则合流点处汇入的次序为智能网联队列3、智能网联队列2、智能网联队列1；

若同时满足：①L₁≥L₃，②L₁I_f≥L₃，③L₁I_r≥L₃或L₃I_r，则合流点处汇入的次序为智能网联队列3、智能网联队列1、智能网联队列2；

若同时满足：①L₁≥L₃，②L₁I_f≥L₃，③L₁I_r≥L₃或L₃I_r，则合流点处汇入的次序为智能网联队列1、智能网联队列3、智能网联队列2；

若同时满足：①L₁≥L₃，②L₃I_f，③I_r≥L₁+L₃，则合流点处汇入的次序为智能网联队列2、智能网联队列3、智能网联队列1；

若同时满足：①L₁≥L₃，②L₃I_f，③I_r≥L₁+L₃，则合流点处汇入的次序为智能网联队列2、智能网联队列1、智能网联队列3；

若同时满足：①L₁≥L₃，②L₃I_f，③L₁+L₃I_r≥L₁或L₁I_r≥L₃或L₃I_r，则合流点处汇入的次序为智能网联队列3、智能网联队列1、智能网联队列2；

若同时满足：①L₁≥L₃，②L₃I_f，③L₁+L₃I_r≥L₁或L₁I_r≥L₃或L₃I_r，则合流点处汇入的次序为智能网联队列1、智能网联队列3、智能网联队列2；

若同时满足：①L₁L₃，②I_f≥L₃+L₁，③I_r≥L₃+L₁或L₃+L₁I_r≥L₃或L₃I_r≥L₁或L₁I_r，则合流点处汇入的次序为智能网联队列3、智能网联队列1、智能网联队列2；

若同时满足：①L₁L₃，②I_f≥L₃+L₁，③I_r≥L₃+L₁或L₃+L₁I_r≥L₃或L₃I_r≥L₁或L₁I_r，则合流点处汇入的次序为智能网联队列1、智能网联队列3、智能网联队列2；

若同时满足：①L₁L₃，②L₃+L₁I_f≥L₃，③I_r≥L₃+L₁或L₃+L₁I_r≥L₃或L₃I_r≥L₁，则合流点处汇入的次序为智能网联队列3、智能网联队列2、智能网联队列1；

若同时满足：①L₁L₃，②L₃+L₁I_f≥L₃，③L₁I_r，则合流点处汇入的次序为智能网联队列3、智能网联队列1、智能网联队列2；

若同时满足：①L₁L₃，①L₃+L₁I_f≥L₃，②L₁I_r，则合流点处汇入的次序为智能网联队列1、智能网联队列3、智能网联队列2；

若同时满足：①L₁L₃，②L₃I_f≥L₁，③I_r≥L₃+L₁或L₃+L₁I_r≥L₃，则合流点处汇入的次序为智能网联队列1、智能网联队列2、智能网联队列3；

若同时满足：①L₁L₃，②L₃I_f≥L₁，③L₃I_r≥L₁或L₁I_r，则合流点处汇入的次序为智能网联队列3、智能网联队列1、智能网联队列2；

若同时满足：①L₁L₃，②L₃I_f≥L₁，③L₃I_r≥L₁或L₁I_r，则合流点处汇入的次序为智能网联队列1、智能网联队列3、智能网联队列2；

若同时满足：①L₁L₃，②L₁I_f，③I_r≥L₃+L₁，则合流点处汇入的次序为智能网联队列2、智能网联队列3、智能网联队列1；

若同时满足：①L₁L₃，②L₁I_f，③I_r≥L₃+L₁，则合流点处汇入的次序为智能网联队列2、智能网联队列1、智能网联队列3；

若同时满足：①L₁L₃，②L₁I_f，③L₃+L₁I_r≥L₁或L₃I_r≥L₁或L₁I_r，则合流点处汇入的次序为智能网联队列3、智能网联队列1、智能网联队列2；

若同时满足：①L₁L₃，②L₁I_f，③L₃+L₁I_r≥L₁或L₃I_r≥L₁或L₁I_r，则合流点处汇入的次序为智能网联队列1、智能网联队列3、智能网联队列2。