1.一种网联自动驾驶车辆混行交叉口集聚通行方法,其特征在于:
在路段控制区域内,根据混行交通流的状态选定集聚目标网联自动驾驶车辆智能体,且网联自动驾驶车辆智能体接收集聚指令,目标网联自动驾驶车辆智能体首先选择同方向同车道前方车辆为集聚对象,并判断是否为网联自动驾驶车辆智能体且满足集聚条件,如果同时满足,则与前车进行集聚;若不满足,更换集聚对象,继续判断左右相邻车道的前方车辆是否为网联自动驾驶车辆智能体且满足集聚条件,如果同时满足,则立即换道,并与换道后的前车进行集聚;若不满足,则选择同方向同车道前方网联人工驾驶车辆为集聚对象,并判断是否满足集聚条件,若满足,则进行集聚;集聚时,进行速度和位置实时更新,形成集聚车队;在集聚过程中,网联人工驾驶车辆智能体有概率ph选择加入集聚车队;
网联人工驾驶车辆智能体有概率ph选择加入集聚车队,所述ph为:
其中:receive表示驾驶员接受集聚行驶的建议,internal表示影响网联人工驾驶车辆驾驶员加入集聚车队的内部因素,external表示影响网联人工驾驶车辆驾驶员加入集聚车队的外部因素;
影响网联人工驾驶车辆智能体加入集聚车队的外部因素external=ω1ρ+ω2ratecon+ω3y+σ,其中参数ω1为交通流密度影响比重,ω2为道路拥堵情况影响比重,ω3为集聚优势函数影响比重,ωi∈[0,1)且 ρ为交通流密度;ratecon为道路拥堵情况;y为CHV加入集聚车队的优势函数,y=μ1tdelay+μ2squeue+θ,tdelay为网联人工驾驶车辆加入集聚车队可减少的延误时间,squeue为网联人工驾驶车辆加入集聚车队可减少的排队长度;μ1为可减少的延误时间的影响比重,μ2为可减少的排队长度的影响比重,μi∈[0,1)且μ1+μ2=1;θ、σ均为随机误差;
当external∈(0,0.3],网联人工驾驶车辆智能体对网联人工驾驶车辆加入集聚车队的建议等级为初级,提醒驾驶员可以加入集聚车队;当external∈(0.3,0.6],网联人工驾驶车辆智能体对网联人工驾驶车辆加入集聚车队的建议等级为中级,提醒驾驶员并建议驾驶员加入集聚车队;当external∈(0.6,1),网联人工驾驶车辆智能体对网联人工驾驶车辆加入集聚车队的建议等级为高级,提醒驾驶员并强烈建议驾驶员加入集聚车队;
网联人工驾驶车辆智能体有概率ph选择加入集聚车队,影响网联人工驾驶车辆智能体加入集聚车队的内部因素 表示驾驶员是否接受集聚建议的主要影响因素,ηj表示各个影响因素的相对权重,δ表示随机误差;
根据集聚车队信息库 以及当前相位剩余的绿灯时长te,对集聚车
队以当前速度是否能够不停车通过预信号停车线进行判断,否则将对集聚车队进行速度诱导策略;其中R为车辆周围环境信息,ki为自身车辆类型,lj为车辆所在车道,nq为集聚车队的队长,v0为集聚车队的车速, 为集聚车队头车位置,车辆编号i=1,2,...n,车道编号j=1,2,...,u;
当集聚车队通过预信号停车线后,对集聚车队进行速度建议,车辆按照建议速度行驶,配合主信号与预信号的协调配时方案,不停车通过信号交叉口。
2.根据权利要求1所述的网联自动驾驶车辆混行交叉口集聚通行方法,其特征在于,所述速度和位置实时更新根据如下规则进行:其中: 表示t+1时刻目标车辆的速度, 表示t时刻目标车辆的速度,a表示
网联自动驾驶车辆智能体的常规加速度,vmax表示路段允许的最大车速, 表示t+1时刻前方车辆的位置,dgf表示目标车辆和前方车辆的间距,dsafe表示最小安全间距,vsafe表示路段的安全车速。
3.根据权利要求1所述的网联自动驾驶车辆混行交叉口集聚通行方法,其特征在于,目标网联自动驾驶车辆智能体换道前,需判断相邻车道前后车辆的间距是否满足若相邻车道前后车辆的间距不满足上述条件时,则
目标网联自动驾驶车辆智能体与目标车道的滞后车辆进行协同交叉换道,所述协同交叉换道的条件为: 其中 表示t+1时刻目标车辆所在位置, 表示t时刻本车道相邻车道后方车辆位置, 表示t+1时刻本车道相
邻车道后方车辆的速度, 表示t+1时刻本车道相邻两车道前方车辆位置, 表
示t时刻目标车辆的位置, 表示t+1时刻目标车辆的速度, 表示t时刻后方车
辆的位置, 表示t+1时刻目标车道相邻车道后方车辆的位置,dsafe表示最小安全间距。
4.根据权利要求1所述的网联自动驾驶车辆混行交叉口集聚通行方法,其特征在于,对集聚车队以当前速度是否能够不停车通过预信号停车线进行判断,包括匀速、加速、减速和诱导停车控制策略;
匀速控制策略的判断条件为: 其中dg表示车长,dc表示集
聚车队内车辆的间距;
加速控制策略的判断条件为: 其中ta表
示加速至路段允许的最高速度的所需时间,vmax表示路段允许的最大速度,a表示网联自动驾驶车辆智能体的常规加速度;
减速的判断条件为: 其中td表示减速至路
段允许的最低速度所需时间,tr表示等待下一次绿灯启亮时间,vmin表示路段允许的最小速度;
诱导停车控制策略的判断条件为:
5.根据权利要求1所述的网联自动驾驶车辆混行交叉口集聚通行方法,其特征在于,预信号停车线的位置根据交通信息C={Qm,ra,ph,tr,dg,ds,u}的不同状况进行实时动态调整,且预信号停车线的位置为: 其中Qm表示车辆的到达率,ra表示网联自动驾驶车辆的渗透率,ph表示网联人工驾驶车辆驾驶员的接受度,tr表示主信号的红灯时长,dg表示单个车辆的车长,ds表示集聚车队停车时的安全间距,u表示预信号控制的集聚车道数。
6.根据权利要求1所述的网联自动驾驶车辆混行交叉口集聚通行方法,其特征在于,主信号与预信号的协调配时方案在基本的信号配时上做了如下调整:预信号的集聚车队的绿灯启亮时间早于主信号的绿灯启亮时间、预信号的集聚车队的红灯启亮时间早于主信号的红灯启亮时间、预信号的单车网联人工驾驶车辆行驶的绿灯启亮时间同于主信号的绿灯启亮时间以及预信号的单车网联人工驾驶车辆行驶的红灯启亮时间早于主信号的红灯启亮时间。
7.一种实现权利要求1‑6任一项所述的网联自动驾驶车辆混行交叉口集聚通行方法的控制系统,其特征在于,包括:车辆智能体,分为网联自动驾驶车辆智能体和网联人工驾驶车辆智能体;网联自动驾驶车辆智能体包括感知模块、任务分析模块和决策执行模块,感知模块用于感知自车信息、周围环境信息以及与其他模块的交互信息,任务分析模块用于分析车辆的车道信息、位置信息和速度信息,决策执行模块根据任务分析模块的情况进行车辆集聚、左右变道和速度更新的执行;网联人工驾驶车辆智能体包括信息检测模块、状态分析模块和反应决策模块,信息检测模块用于检测车辆智能体自身、其他车辆智能体以及周围环境的信息,状态分析模块用于对影响网联人工驾驶车辆驾驶员加入集聚车队的内、外部因素进行分析,反应决策模块是驾驶员既可以通过自身经验知识对紧急情况快速作出反应,又可以在正常状态下根据网联人工驾驶车辆智能体和道路上检测器所提供的信息进行决策;
路段智能体,包括路段信息模块、路段检测模块和数据处理模块;路段信息模块包括路段属性、车道信息和路段的限速信息,路段检测模块用于检测车辆信息、环境信息和与其他模块的交互信息,数据处理模块用于对通行能力状况、拥堵状况和车流状况的处理分析;
信号灯智能体,包括配时方案模块、预信号控制模块和主信号控制模块;配时方案模块包括已有的信号周期、信号比、相位差和绿灯阈值,预信号控制模块包括车道的相位信息、感应模块、车流状态分析以及速度诱导,主信号控制模块包括交叉口的相位信息、感应模块以及对车辆的状态分析和相应的速度建议;
管理智能体,包括系统控制模块、集聚分析模块和命令发布模块;系统控制模块包括命令的接受、任务规划和反馈信息,集聚分析模块用于分析车辆的类型、位置和速度信息,命令发布模块根据集聚分析的情况对车辆发布命令。