一种车路协同半实物仿真系统的设计与实现

半实物仿真技术(hardware-in-the-loop simulation)是仿真实验中的新热点。基于半实物仿真系统的车辆编队实验是一种把实物车辆与计算机软件结合起来从而把现实环境中的各种复杂干扰量、突发事件、通信延时等因素引入到系统中的仿真实验。半实物仿真实验兼顾了实物仿真实验和软件仿真实验,既能比较真实地接近实际情况,又降低了实验成本和危险性。半实物仿真实验是车辆编队技术从理论走向应用过程中必不可少的重要设计验证手段之一。本实验室搭建了车路协同半实物仿真平台,在此平台上对典型交通场景下的车辆编队问题进行建模、仿真与控制等方面的实验研究。

车路协同下车队避让紧急车辆的换道引导方法

为保证紧急车辆更安全、高效地到达紧急事故现场,基于车路协同系统,提出车队避让紧急车辆的换道引导策略。针对目标车道无车辆、有车辆和有车队3种不同场景,分别提出确保紧急车辆快速通过的协同换道策略。通过协同换道策略引导紧急车辆前方行驶的车队和目标车道的车辆改变速度以调整车辆间距,使其满足换道安全距离,依据换道轨迹规划使车队完成换道,并提出紧急车辆发送紧急避让信号的位置方法,计算当不影响紧急车辆的速度情况下,其发送紧急避让信号时与车队尾车的最短距离。利用SUMO交通仿真软件,实现车路协同环境下3种不同场景车队避让紧急车辆的换道引导,并比较目标车道为车队的场景下,车队换道至目标车队的每个空档中(方式A)和车队换道至目标车队的同一个空档中(方式B)2种不同的换道引导策略。研究结果表明:目标车道有车队的场景下,方式B的协同换道时间更短,发送紧急信号的位置距车队尾车82 m,较方式A的87 m更近,对周围车辆影响更小,因此此场景采用方式B的协同换道策略;在目标车道无车辆、有车辆和有车队3种场景下,紧急车辆分别距车队尾车71,71,82 m时发送紧急避让信号,其可以维持期望速度,验证了最短距离与车辆速度的关系式;与未使用换道引导策略的情况相比,紧急车辆的速度提高,延误减少。