[发明专利]一种多车辆网络的协调控制方法

权利要求书

1.一种多车辆网络的协调控制方法，其特征在于：多车辆网络包括多个个体车辆，所述多个个体车辆均为智能网联车辆，所述合流区由单车道主路、单车道匝道、加速路段以及渐变段组成；对于每个个体车辆执行以下步骤：

S1：在个体车辆到达断面2时，赋予个体车辆一个车辆编号i，所述断面2为单车道匝道与加速路段交界处；

S2:控制单车道匝道内的个体车辆在断面2位置时的速度、加速度、安全车头时距在规定的第一范围值内，控制单车道主路内的个体车辆在断面2位置时的速度、加速度、安全车头时距在规定的第二范围值内；

S3:控制个体车辆在第二区域内的运动符合下列方程:

其中：a_i(t)为个体车辆的加/减速度；p_i(t)为个体车辆的位置；v_i(t)为个体车辆的速度；u_i(t)-控制输入，所述控制输入为对个体车辆的速度、加速度、安全车头时距中至少一种的控制；t为时间；i为个体车辆编号；所述第二区域为断面2到断面3之间的区域；

控制个体车辆在第二区域内的速度、加速度以及控制输入满足设定的约束：

v_i(t)∈[v_min,v_max]

a_i(t)∈[a_min,a_max]

u_i(t)∈[u_min,u_max]

其中：v_min、v_max为设定的个体车辆最小速度、个体车辆最大速度；a_min、a_max为设定的个体车辆最大减速度、个体车辆最大加速度；u_min、u_max为设定的最大控制输入、最小控制输入；

S4：控制个体车辆到达断面3时的速度、加速度在设定范围值内；

S5：确定第1个体车辆到达断面3的时间；

S6：确定个体车辆最优通行顺序：

通过以下目标成本公式计算个体车辆的目标成本：

其中：m₁、m₂为权重参数；为个体车辆i在理想情况下到达断面3的最短时间；为个体车辆i到达断面2的时刻；为个体车辆i到达断面3的时刻；t_hd为安全车头时距；

顺序确定方法为：假设某连续两辆车的到达时间t_m、t_n，t_n＝t_m+t_hd,t_nt_m，同时这两辆车限定为单车道主路上抵达断面2的i_s车与单车道匝道上后继抵达断面2的i_t车，当个体车辆i_s选择t_m作为其到达断面3的时间，个体车辆i_t选择t_n作为其到达断面3的时间，即个体车辆i_t晚于个体车辆i_s到达断面3，此时个体车辆i_s的目标成本为个体车辆i_t的目标成本为当个体车辆i_s选择t_n作为其到达断面3的时间，个体车辆i_t选择t_m作为其到达断面3的时间，此时个体车辆i_s的目标成本为个体车辆i_t的目标成本为当时，选择个体车辆i_t晚于个体车辆i_s到达断面3作为实际通行顺序，当时，选择个体车辆i_t早于个体车辆i_s到达断面3作为实际通行顺序，当时，随机安排个体车辆i_t、个体车辆i_s的通行顺序；

将个体车辆i_t和个体车辆i_s中第二个到达断面3的个体车辆与下一个与其不在同一单车道的个体车辆使用所述顺序确定方法确定通行顺序，依次类推确定所有车辆的通行顺序；

S7：使多个个体车辆按照确定的所有车辆的通行顺序依次抵达断面3。