车路协作式交叉口车速引导技术研究

作     者：赵贺锋 

作者单位：北方工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王力;王庞伟;刘卫中

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：车路协同技术 车速引导 多智能体理论 智能网联汽车 车辆编队控制 

摘      要：随着社会的发展,机动车保有量和道路交通量急剧增加,仅靠传统的交通管理及技术已无法解决交通拥堵、交通安全等问题。而车路协同技术是智能交通的重要组成部分,该技术的运用将有助于提高城市道路交通安全,缓解拥堵,降低尾气排放,进而能够有效提高道路交通整体效益;智能网联车辆是指搭载先进的车载传感器、控制器和执行器等装置,并融合现代通信与网络技术,使车辆具备复杂环境感知、智能化决策与控制等功能,同时可以实现安全、节能、环保及舒适行驶的新一代智能车辆。结合智能网联车辆和车路协同的特点,本文在车路协同环境下首先对单车进行车速引导研究,进一步结合多智能体理论对车辆编队进行研究。研究工作总结如下:第一,交叉口车辆速度引导研究。本文首先对车路协同系统场景进行设计,然后结合车辆运动规律及交叉口信号控制等因素,建立交叉口速度引导模型,进一步考虑车辆在行驶过程中能与前车进行信息交互,通过运动学规律计算车辆行驶中的实时安全距离,并以车均延误最小为目标,建立了速度引导模型。对车辆速度引导模型进行仿真验证,并分析仿真结果。第二,车辆编队控制算法研究。传统车辆编队是通过车辆间的跟驰行为形成队列的,形成的队列不稳定且不受控。因此本文首先对车辆编队进行图论描述,然后运用位移和速度等参数建立二阶多智能体方程以加速度作为系统控制输入,并对控制输入进行设计,进而建立了适合城市道路车辆编队的控制模型,并进行仿真验证。第三,车辆编队与交叉口信号控制结合。在以上研究的基础上,将车辆编队运用在交叉口,结合交叉口信号控制建立智能网联车辆编队控制模型。该模型首先对交叉口信号状态进行划分,然后对于进入编队区域的车辆的队列规模进行划分,同时对进入编队区域的车辆进行编队,最后队列通过速度引导不停车通过交叉口。通过Vissim/Vb/Matlab联合仿真验证模型的有效性。