快速路匝道入口智能网联车协同合并控制研究

针对快速路匝道入口场景在高车流量的情况下容易发生交通拥堵的问题,提出了一种快速路匝道入口智能网联车(connected and automated vehicles,CAV)协同合并控制的解决方案,将问题解耦成多车顺序决策和车辆运动规划两部分。其中多车顺序决策对通行效率起到重要作用,因此设计了一种基于状态评价模型(state evaluation model,SEM)的多车顺序决策算法。该算法首先建立状态空间并初始化,考虑通行效率和车辆延迟设计状态评价函数,通过状态转移关系选择出最优状态,最终回溯得到最优通行顺序。根据车辆状态和到达冲突点时间,控制器实时推导各车辆纵向速度的解析解,实现车辆运动规划。仿真和实验结果表明,该方案在满足交通系统实时性要求的同时能有效提高快速路匝道入口的通行效率,缩短车辆延迟,降低燃油消耗。

智能网联汽车基于分组交替的协同合并策略

为了提高高速入口匝道车辆合并效率,减少油耗,提出基于分组交替的协同合并策略。协同合并的主要挑战是如何保证计算效率的同时提高交通性能,因此,通过设计通行顺序调整算法,优化车辆通行顺序,简化协同合并的复杂度;同时结合智能网联汽车和协同合并的特点,重新构建车辆运动规则,保证行车安全,避免走走停停。结果表明:与无控制和先进先出策略相比,新策略的吞吐量分别提升3.19%和27.34%,平均延迟分别下降18.60%和76.57%,总油耗分别减少35.48%和14.41%;新策略能够适用于不同的交通流场景,满足交通系统的实时性要求,提高高速入口匝道的通行效率并减少油耗。