[发明专利]一种基于车辆组群的智能网联队列合流方法

说明书

本发明公开了一种基于车辆组群的智能网联队列合流方法，方法包括：划分合流点上游区域为合流区和行驶区；根据相对间距和队长形成车辆组，获取关键车辆的当前和预测合流后的纵向距离；计算行驶在未封闭车道上的智能网联队列的前后间隙；根据间隙和车辆组内其他智能网联队列长度确定合流次序。本发明提供的方法综合考虑一定范围内智能网联队列进行合流的可能性，对智能网联队列合流的不同场景进行了详述，进而为智能网联队列合流算法提供决策依据，为未来交通安全高效提供保障。

技术领域

本发明涉及智能交通控制领域，具体涉及一种基于车辆组群的智能网联环境下队列合流方法。

背景技术

交通拥堵、安全是关键的生活质量问题。创新技术为解决这些新兴问题提供了机会。信息和通信技术，尤其是车对车通信，在交通领域引起了广泛关注。在这种情况下，共享一些共同特征(例如，目的地、部分重叠路径)的智能网联车辆可以通过利用V2V通信协作形成队列。基于队列的驾驶模式是指一系列车辆以协调的速度和预先指定的车间距一起行驶。基于队列的驾驶模式的好处包括提高道路吞吐量、缓解交通拥堵、降低能耗和废气排放。随着未来智能网联车辆渗透率的不断提高，会在一段时间内形成智能网联汽车和人工驾驶汽车共存的局面，在前方多条道路施工封闭，只有一条车道对外开放的典型交通场景下，网联环境下的各种异质车辆该如何通过换道进行合流对克服该瓶颈处的不利影响，对于增加整条道路的通行能力，提高通行效率非常重要。

发明内容

发明目的：为了补充网联环境下异质车辆合流场景在应用中方法论的空缺，本发明目的在于提出一种基于交通密度和相对间距的智能网联队列合流方法，在合流处的交通流为非饱交通流的前提下，以智能网联队列前后间距和人工驾驶车辆合流后的队列形式确定不同临近的智能网联队列的驶入合流点的次序，在时空上分离车辆对合流点的占据，并使合流后的智能网联队列能够在更大的网络拓扑下编组行驶，保障了道路交通安全、高效、平稳的状态。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于车辆组群的智能网联队列合流方法，该方法适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，且合流后交通流为非饱和交通流，即道路交通流量小于单车道通行能力,所述混合交通场景包括人工驾驶车辆和智能网联车辆，其中智能网联车辆在通信拓扑下以智能网联队列方式行驶，所述单车道通行能力与智能网联车辆渗透率有关。

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。

进一步地，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。

进一步地，步骤(2)中所述决策时刻为任意车道上不属于其他车辆组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。