基于综合经济效益优化的匝道合流车辆编队策略

研究高速公路匝道车辆序列合并编队的优化协调问题,根据环境参数优化设置合并阈值,减少排放、节约编队成员时间成本和燃油资源.首先,针对合流中自由车辆与已有车队同时存在的复杂场景给出阈值编队方案,结合车辆运动学和全期望公式,计算与编队阈值相关的特征值:1)队列规模概率;2)时间增量期望;3)队列间距期望.然后,根据特征值分析各经济成本增量,并利用连续动力学状态方程的转换推导行驶约束安全集,建立基于阈值的优化编队模型,在安全性前提下最大化车辆队列的全程综合经济效益.最后,通过仿真对比所提出策略与直接编队策略,验证所提出策略能够提升综合经济效益并满足计算实时性要求.仿真结果表明了巡航距离以及车辆密度对编队的综合经济效益影响较大.