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专利号: 2022108659045
申请人: 重庆大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种隧道入口区域车辆协同一致性评价方法,其特征在于,该方法包括以下四个步骤,包括如下步骤:步骤1)确定隧道入口区域车辆理想行驶速度:

在隧道入口区域,由于受到交通环境变化的影响,车辆在该区域的行驶具有显著的减速特征,具体体现为:车辆在减速段之前几乎保持隧道外的最大限速匀速行驶,在减速段起点之后到隧道入口前,车辆的速度平滑下降,在进入隧道之后,车辆的速度基本维持在隧道内的最大限速匀速行驶,将上述车辆速度变化作为隧道入口区域车辆的理想速度;

所述步骤1)中汽车的理想速度计算公式为:

其中,设置隧道入口所处位置坐标为0,vw表示车辆在隧道入口区域的理想速度,vtun为隧道内的限速值,vext为隧道外的限速值,s表示隧道入口区域减速段的长度,ε为调整系数;

步骤2)计算单个车辆瞬时一致性定量值:

车辆在隧道入口区域行驶的瞬时一致性会受到诸多因素的影响,一方面,车辆在隧道入口区域行驶时与前车之间的速度差和间距会发生改变,进而影响单个车辆的瞬时一致性,另一方面,由于车辆在隧道入口区域行驶时具有理想的速度曲线,因此其实际速度与理想速度之间的差值亦可以反映单个车辆的一致性程度,此外,鉴于车车协同系统中,多前车信息也会影响车辆的行驶状态,因此在单个车辆的瞬时一致性中也应适当考虑;

所述步骤2)中针对隧道入口区域的单个车辆瞬时一致性的定量计算公式为:

其中,||·||表示欧式范数,表示整个协同系统中所有辆的平均速度,m表示车辆能感知到的前车数量,vw表示根据步骤1确定的隧道入口区域车辆理想行驶速度;

步骤3)计算隧道入口区域车辆协同一致性定量值:

对于车车协同系统而言,系统整体的一致性由各个车辆的瞬时一致性组成,而处于不同位置的车辆对整个系统一致性的影响程度也不相同,相较于其他位置,位于车流上游的车辆状态对车车协同系统状态的影响更大,对车车协同系统的一致性影响程度也更大,这表明在计算车车协同系统的整体一致性时,需要着重考虑系统中上游车辆的影响;

所述对隧道入口区域的单个车辆瞬时一致性的定量计算公式中,Dim(Vn)和Dim(ΔXn)的计算方式如下:Dim(Vn)=[ξ1dim(vn‑vn+1) ... ξmdim(vn‑vn+m)]Dim(ΔXn)=[ξ1dim(Δxn‑Δxn+1) ... ξmdim(Δxn‑Δxn+m)]相关系数的计算方式如下:

步骤4)评价隧道入口区域车车协同效果:

从步骤3)中的隧道入口区域车辆协同一致性定量值的计算过程可以看出,Π(t)的大小与车车协同系统中的车辆数量N强相关,因此可以利用车辆数量N设置合适的隧道入口区域车辆协同效果等级的划分标准,鉴于此,根据步骤3)计算得到的车车协同系统定量评价指标Π(t),将隧道入口区域的车辆协同效果分为A、B、C、D四个等级,具体如下:以上等级中,协同效果从好到差的顺序为:A、B、C、D,车车协同系统可根据实际计算的定量评价指标Π(t),并结合以上分类标准确定车辆协同效果对应的等级;

基于所述步骤3)中的分析,隧道入口区域车车协同系统一致性定量计算公式为:

式中的N表示整个车车协同系统中的车辆总数,μ为调整系数,γ(t)为单个车辆瞬时一致性定量值。

2.根据权利要求1所述的一种隧道入口区域车辆协同一致性评价方法,其特征在于,根据隧道入口区域单个车辆瞬时一致性定量值计算公式可知,当目标车辆与多前车的速度相同,车间距相等,且速度为理想速度时,其γn(t)的计算结果最小,与其他车辆之间的一致性程度最高,换言之,γn(t)的值越小,表明在隧道入口区域,目标车辆与其他车辆的协同效果越好。

3.根据权利要求1所述的一种隧道入口区域车辆协同一致性评价方法,其特征在于,观察隧道入口区域车车协同系统一致性定量计算方式可知,车车协同系统一致性的定量描述是单个车辆瞬时一致性的加权和,并且越处于上游的车辆权重系数越大,同时,车车协同系统定量评价指标Π(t)越小,表明处于隧道入口区域的车车协同系统的一致性程度越高,整个系统的协同效果越好,反之则协同效果越差。