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专利号: 2023102992551
申请人: 合肥工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种网联环境下考虑道路移动瓶颈的交通流控制方法,其特征在于,是应用于单向通行的两条车道上,并包括以下步骤;

步骤1、假设在第一条车道上存在匀速行驶的移动瓶颈,则以移动瓶颈为起始位置,以移动瓶颈对两条车道上后续车辆产生的反向波传播的极限位置为终点位置,构成两条车道的移动瓶颈影响区;

步骤2、利用式(1)确定移动瓶颈的影响区长度c(t);

c(t)=w×(t‑t0)                   (1)

式(1)中,w表示移动瓶颈对所述移动瓶颈影响区内车辆的反向减速波的速度,并由式(2)计算得到,t为移动瓶颈在第一条车道行驶过程中的某一时刻,t0为移动瓶颈驶入第一条车道的时刻;

式(2)中,Q0表示移动瓶颈影响区的最大交通量,k0表示移动瓶颈影响区的最大交通量时的交通密度,Q1表示移动瓶颈未驶入第一条车道之前,两条车道正常行驶时的交通量,k1表示移动瓶颈未驶入第一条车道之前,两条车道正常行驶时的密度;

步骤3、利用智能网联路侧设施获取t时刻下移动瓶颈影响区的第一条车道的车辆数m1(t),第二条车道的车辆数m2(t),以及移动瓶颈影响区内的所有车辆的位置、速度、加速度;

以移动瓶颈所在位置为原点,反向波传播方向为x轴正方向,将移动瓶颈影响区内第一条车道上车辆的位置横坐标存入集合X1(t),车辆速度存入集合V1(t);将移动瓶颈影响区内第二条车道上车辆的位置的横坐标存入集合X2(t),车辆速度存入集合V2(t);

步骤4、确定t时刻下移动瓶颈影响区内第二条车道允许第一条车道转入的车辆数N(t):步骤4.1、利用式(3)计算t时刻移动瓶颈影响区内第二条车道的车辆密度k(t);

步骤4.2、利用式(4)计算移动瓶颈影响区内第二条车道的最佳密度km,即第二条车道流量达到极大时的密度;

式(4)中,Qm为移动瓶颈影响区内第二条车道的极大流量,vm为第二条车道的临界速度,即流量达到极大时的速度;

步骤4.3、判断k(t)<km是否成立,若成立,则允许第一条车道车辆转入第二条车道,并执行步骤4.4,否则,不允许移动瓶颈影响区内第一条车道车辆转入第二条车道,并执行步骤8;

步骤4.4、利用式(5)计算t时刻下移动瓶颈影响区内第二条车道允许第一条车道转入的车辆数N(t);

N(t)=kmc(t)‑m2(t)       (5)

步骤5、确定第一条车道的可行换道集合P(t),计算车辆换道的安全间距:

步骤5.1、令t时刻下移动瓶颈影响区内第一条车道上的第i辆车记为 将处于第二条车道上,且相对于第一条车道上第i辆车 的后一辆车记为 将处于第二条车道上,且相对于第一条车道上第i辆车 的前一辆车记为步骤5.2、判断t时刻下第一条车道上的第i辆车 是否满足式(6)所示的安全换道条件,若满足,则将第i辆车 加入到可行换道集合P(t)中;否则,表示第i辆车 不能以安全间距转入第二条车道,第i辆车 继续在第一条车道上行驶,从而得到可行换道集合P(t);

式(6)中,x1,i(t)表示 的位置横坐标;x2,j(t)表示 的位置横坐标;x2,j+1(t)表示的位置横坐标;L2,j表示 与 的安全换道间距;L2,j+1表示 与 的安全换道间距;v2,j(t)表示 的速度,v2,j+1(t)表示 的速度;lveh表示车身长度;Δt表示移动瓶颈影响区更新的时间间隔;

步骤6、计算第一条车道可行换道集合P(t)中第u辆车 的换道节省时间,以判断是否允许第u辆车 换道行驶:步骤6.1、利用车载信息系统获取移动瓶颈影响区内第一条车道可行换道集合P(t)中第u辆车 在单向双车道的道路上剩余行驶距离L1,u(t),从而利用式(7)计算移动瓶颈影响区内第一车条道上的第u辆车 保持原速度继续行驶至离开单向双车道的道路所需时间t1,u;

式(7)中,v1,u(t)为第一条车道可行换道集合P(t)中第u辆车 的速度;

步骤6.2、利用式(8)计算移动瓶颈影响区内第一条车道上的第u辆车 换道至第二条车道并超越移动瓶颈行驶至离开单向双车道的道路所需时间td,u′;

式(8)中,t1→2为第u辆车 从第一条车道换道至第二条车道所用时间,tu′为第u辆车超越移动瓶颈行驶至离开单向双车道的道路所需时间,v2,u′(t)为第u辆车 换道至第二条车道后的目标速度,au为第u辆车的换道加速度,vm为第二条车道的临界速度,Lu′(t)为第u辆车 换道后在单向双车道道路上的剩余行驶距离,并由式(9)计算得到;

步骤6.3、利用式(10)计算移动瓶颈影响区内第一条车道可行换道集合P(t)中第u辆车换道行驶至驶离单向双车道的道路所节省时间的若 则将第一条车道的第u辆车 放入允许换道集合R(t)中,执行步骤7;否则,第一条车道的第u辆车 不允许换道至第二条车道,执行步骤8;

t

步骤7、判断移动瓶颈影响区内第一条车道允许换道集合R(t)中的车辆数量M≤N(t)是否成立,若成立,则移动瓶颈影响区内第一条车道允许换道集合R(t)中的所有车辆完成向第二条车道的换道;否则,将允许换道集合R(t)中所有车辆的 按照降序排列,并选出使车辆换道行驶节省时间最多的前N(t)辆车完成向第二条车道的换道;

步骤8、利用式(11)计算得到移动瓶颈驶离单向双车道道路的时间ta,并将t+Δt赋值给t后,判断t<ta是否成立,若成立,则返回步骤2顺序执行;否则,表示控制流程结束;

式(11)中,La为移动瓶颈在单向双车道道路的剩余行驶距离,va为移动瓶颈行驶速度。

2.一种电子设备,包括存储器以及处理器,其特征在于,所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1所述交通流控制方法的程序,所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

3.一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1所述交通流控制方法的步骤。