CN116434517A - 基于车辆编队的匝道合流协同控制方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于车辆编队的匝道合流协同控制方法、装置、电子设备及计算机存储介质，其方法包括：对主线和匝道进行区域划分，并确定每一区域的长度；设定车队在每一区域的行驶速度及合流点位置；分别计算第一车队每一车辆到达所述合流点的第一行驶时间和第二车队每一车辆到达所述合流点的第二行驶时间；根据预设优先原则确定车队顺序，并基于已确定的车队顺序、所述第一行驶时间及第二行驶时间制定合流方案，将所述合流方案发送至车队的每一车辆中，以控制每一车辆执行所述合流方案。本发明通过车队到达合流点的行驶时间对网联自动驾驶车辆指定合流方案，提高匝道合流区车队的通行效率和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及智能网联和车路协同技术领域，尤其涉及一种基于车辆编队的匝道合流协同控制方法、装置、电子设备及计算机存储介质。
背景技术
随着智能网联和车路协同的快速发展，网联自动驾驶车辆(CAV，ConnectedAutonomous Vehicle)也越来越多的运用到现实场景中，其中就包含快速路匝道合流。匝道合流区由于车辆速度差异，导致主线车辆与匝道车辆行驶轨迹冲突进而整体效率降低。
为减少车辆行驶延误，车辆编队是一个有效的策略。相对于不编队状态，编队车辆内部车头时距更小，车辆行驶状态一致，车流更加稳定，从而道路通行能力更高。当主线车队与匝道车队交替通过合流区时，可以消除冲突点。现有关于车队研究，主要还是集中在车队特性、车队顶层控制等方面，而在匝道合流区运用车队的研究较少。
因此在纯网联环境下，如何提高匝道合流区车队的通行效率是一个亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种于车辆编队的匝道合流协同控制方法、装置、电子设备及计算机存储介质，用以提高匝道合流区车队的通行效率。
为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种基于车辆编队的匝道合流协同控制方法，包括：
对主线和匝道进行区域划分，并确定每一区域的长度；
设定车队在每一区域的行驶速度及合流点位置，其中，所述车队包括在主线上行驶的第一车队和在匝道上行驶的第二车队；
基于主线每一区域的长度、第一车队在主线每一区域的行驶速度分别计算第一车队每一车辆到达所述合流点的第一行驶时间；
基于匝道每一区域的长度、第二车队在匝道每一区域的行驶速度分别计算第二车队每一车辆到达所述合流点的第二行驶时间；
根据预设优先原则确定车队顺序，并基于已确定的车队顺序、所述第一行驶时间及第二行驶时间制定合流方案；
将所述合流方案发送至车队的每一车辆中，以控制每一车辆执行所述合流方案。
进一步的，所述对主线和匝道进行区域划分，包括：
将主线和匝道划分为主线换道区、主线编队区、匝道缓冲区、匝道编队区、合流区及合流缓冲区。
进一步的，所述设定车队在每一区域的行驶速度，包括：
设定第一车队在主线换道区首端的第一初始速度、第一车队在主线换道区和主线编队区的第一行驶速度及第一车队在合流点的合流速度；
设定第二车队在匝道换道区首端的第二初始速度、第二车队在主线换道区和主线编队区的第二行驶速度及第二车队在合流点的合流速度。进一步的，所述基于主线每一区域的长度、第一车队在主线每一区域的行驶速度分别计算第一车队每一车辆到达所述合流点的第一行驶时间，包括：
计算第一车队头车到达合流点的第二行驶时间：
计算第一车队跟随车辆到达合流点的第三行驶时间：
其中，L1为主线换道区长度、L2为主线编队区长度、L4为合流点距主线编队区末端的长度、Vm0为第一车队车辆初始车速、VM为第一车队在主线换道区加速到达的速度，Vmi为第一车队跟随车辆在主线编队区加速到达的速度，Va为第一车队在合流点前减速到达的速度，a为第一车队在加速或减速时的加速度，tbmi为第一车队跟随车辆初始进入时车头时距，i为第一车队车辆辆数，n无实际物理含义。
进一步的，所述基于匝道每一区域的长度、第二车队在匝道每一区域的行驶速度分别计算第二车队每一车辆到达所述合流点的第二行驶时间，包括：
计算第二车队头车到达合流点的第四行驶时间：
计算第二车队跟随车辆到达合流点的第五行驶时间：
其中，L6为匝道换道区长度、L5为匝道编队区长度、L4为合流点距主线编队区末端的长度、Vr0为第二车队车辆初始车速、VR为第二车队在匝道换道区加速到达的速度，Vrj为第二车队跟随车辆在匝道编队区加速到达的速度，Va为第二车队在合流点前减速到达的速度，a为第二车队在加速或减速时的加速度，trj为第二车队跟随车辆初始进入时车头时距，j为第一车队车辆辆数，n无实际物理含义。
进一步的，所述根据预设优先原则确定车队顺序，并基于已确定的车队顺序、所述第一行驶时间及第二行驶时间制定合流方案，包括：
根据第一车队优先原则设定第二车队头车在第一车队完全通过合流点之后到达合流点，并根据该合流顺序确定第一车队车到达换道区的时间起点。
进一步的，所述主线包括第一车道和第二车道，在所述第一车道起点设置换道决策点，所述方法还包括：
若在换道决策点上第一车辆的不是跟随车辆，分别计算第一车辆及第一车辆作为头车时组成的第三车队通过合流点的时间；
并分别计算第二车辆及第二车辆作为头车时组成的第四车队通过合流点的时间，其中，所述第二车辆为第一车辆在换道决策点时到达匝道起点的车辆；
若
则将第一车辆由第一车道换道至第二车道，或重新调整第一车辆的行驶路线，其中，/>
为第四车队通过合流点的时间，/>
为第三车队通过合流点的时间，t′D为第二车辆通过合流点的时间，th为每一车队间前车尾车与后车头车安全时距。
第二方面，本发明还提供一种基于车辆编队的匝道合流协同控制装置，包括：
区域划分模块，用于对主线和匝道进行区域划分，并确定每一区域长度；
设定模块，用于设定车队在每一区域的行驶速度及合流点位置，其中，所述车队包括在主线上行驶的第一车队和在匝道上行驶的第二车队；
第一计算模块，用于基于主线每一区域的长度、第一车队在主线每一区域的行驶速度分别计算第一车队每一车辆到达所述合流点的第一行驶时间；
第二计算模块，用于基于匝道每一区域的长度、第二车队在匝道每一区域的行驶速度分别计算第二车队每一车辆到达所述合流点的第二行驶时间；
方案制定模块，用于根据预设优先原则确定车队顺序，并基于已确定的车队顺序、所述第一行驶时间及第二行驶时间，制定合流方案；
控制模块，用于将所述合流方案发送至车队的每一车辆中，以控制每一车辆执行所述合流方案。
第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述基于车辆编队的匝道合流协同控制方法中的步骤。
第四方面，本发明还提供一种计算机存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述基于车辆编队的匝道合流协同控制方法中的步骤。
采用上述实施例的有益效果是：
本发明通过对主线和匝道进行区域划分，并确定每一区域长度和合流点位置，充分利用了智能网联车辆的车载计算资源和通信资源，降低对基础设施计算和通信的建设成本；并且通过模拟计算各个车队每一车辆到达合流点的预计行驶时间制定合流方案，提高网联车队在匝道合流的安全性和通行效率。
附图说明
图1为本发明提供的基于车辆编队的匝道合流协同控制方法的一实施例的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的一种区域划分示意图；
图3为本发明实施例提供的一种车辆跟随示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种车辆跟随示意图；
图5为本发明提供的基于车辆编队的匝道合流协同控制装置的一实施例的结构示意图；
图6为本发明提供的一种电子设备的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。此外，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本发明提供了一种基于车辆编队的匝道合流协同控制方法、装置、电子设备及计算机存储介质，通过网联自动驾驶车辆搭载车路通信单元实现车路通信，然后车路通信单元可以将车辆行驶信息，比如速度、位置、加速度等传输给路侧通信单元，接着路侧通信单元将信息传输给控制中心，由控制中心根据主线车辆和匝道车辆行驶信息，计算合流时间顺序，制定合流方案，最后反向传输给网联自动驾驶车辆执行。以下分别对具体实施例进行详细说明：
请参阅图1，图1为本发明提供的基于车辆编队的匝道合流协同控制方法的一实施例的流程示意图，本发明的一个具体实施例，公开了一种基于车辆编队的匝道合流协同控制方法，包括：
步骤S101：对主线和匝道进行区域划分，并确定每一区域的长度；
步骤S102：设定车队在每一区域的行驶速度及合流点位置，其中，所述车队包括在主线上行驶的第一车队和在匝道上行驶的第二车队；
步骤S103：基于主线每一区域的长度、第一车队在主线每一区域的行驶速度分别计算第一车队每一车辆到达所述合流点的第一行驶时间；
步骤S104：基于匝道每一区域的长度、第二车队在匝道每一区域的行驶速度分别计算第二车队每一车辆到达所述合流点的第二行驶时间；
步骤S105：根据预设优先原则确定车队顺序，并基于已确定的车队顺序、所述第一行驶时间及第二行驶时间制定合流方案；
步骤S106：将所述合流方案发送至车队的每一车辆中，以控制每一车辆执行所述合流方案。
首先需要说明的是，本发明主要应用在控制中心，在使用控制中心控制各车辆的行驶状态前，有以下假设条件：即本发明中的车辆全为网联自动驾驶车辆，主线及匝道车流均为中密度车流。在合流区主线车辆禁止换道行驶，匝道车辆只能换道车道1，及距离匝道最近的车道进行行驶。每一车队的头车负责控制车队行驶状态，其余车辆只负责跟随头车。主线车流初始速度相同，匝道车流初始速度也相同，车辆到达服从二项分布或随机分布。换道为瞬间换道，忽略车辆换道时产生的延误时间。
本发明通过对主线和匝道进行区域划分，并确定每一区域长度和合流点位置，充分利用了智能网联车辆的车载计算资源和通信资源，降低对基础设施计算和通信的建设成本；并且通过模拟计算各个车队每一车辆到达合流点的预计行驶时间制定合流方案，提高网联车队在匝道合流的安全性和通行效率。
在本发明的一个实施例中，所述对主线和匝道进行区域划分，包括：
将主线和匝道划分为主线换道区、主线编队区、匝道缓冲区、匝道编队区、合流区及合流缓冲区。
请参阅图2，图2为本发明一实施例提供的一种区域划分示意图，其中，L1为主线换道区长度，L2为主线编队区长度，L3为合流区长度，L4为合流点距主线编队区末端的长度，即合流缓冲区的长度、L6为匝道换道区长度，L5为匝道编队区长度。可以理解的是，关于上述区域的划分及合流点位置的确定可以由本领域技术人员自行划分，也可由控制中心根据大数据分析进行精准划分，并且上述每一区域的具体长度可由路侧单元进行测定，并上传至控制中心。
在本发明的一个实施例中，所述设定车队在每一区域的行驶速度，包括：
设定第一车队在主线换道区首端的第一初始速度、第一车队在主线换道区和主线编队区的第一行驶速度及第一车队在合流点的合流速度；
设定第二车队在匝道换道区首端的第二初始速度、第二车队在主线换道区和主线编队区的第二行驶速度及第二车队在合流点的合流速度。
所述基于主线每一区域的长度、第一车队在主线每一区域的行驶速度分别计算第一车队每一车辆到达所述合流点的第一行驶时间，包括：
计算第一车队头车到达合流点的第二行驶时间：
计算第一车队跟随车辆到达合流点的第三行驶时间：
其中，L1为主线换道区长度、L2为主线编队区长度、L4为合流点距主线编队区末端的长度、Vm0为第一车队车辆初始车速、VM为第一车队在主线换道区加速到达的速度，Vmi为第一车队跟随车辆在主线编队区加速到达的速度，Va为第一车队在合流点前减速到达的速度，a为第一车队在加速或减速时的加速度，tbmi为第一车队跟随车辆初始进入时车头时距，i为第一车队车辆辆数，n无实际物理含义。
可以理解的是，关于主线头车及其车队合流时间计算过程如下：
主线车辆，即第一车队要经过加速-匀速-减速的阶段使得车速尽快达到合流速度。具体的，第一车队头车在主线换道区进行加速，加速到VM，为了给车队中其余车辆提供变速时间，头车将匀速通过主线换道区剩余路段和主线编队区，接着在L4减速到Va，最后匀速通过L4剩余路段，此时第一车队头车到达合流点的行驶时间为：
此时，第一车队头车的跟随车辆也将在主线换道区进行加速，加速到VM，然后匀速通过主线换道区剩余路段，到达主线编队区时，为了缩短车队车间距，将进行加速-减速-匀速的阶段，使得车速与头车车速再次相等，但车间距变小，假设此时加速到Vm1(其中，Vm1∈Vmi，Vmi为头车后面第i辆跟随车辆的速度，并且VM≤Vmi≤VM1)，第一车队头车进入主线换道区为时间起点，则此时主线车队头车后面的第一辆跟随车辆到达合流点行驶时间为：
而第一车队头车与其跟随车辆的第一辆车在时间上有如下关系式：
其中，tf为车队内部车头时距，并且在行驶路程上有如下关系式：
Xm1＝Vm0tbm1+L1+L2+L4 (6)
其中，
为主线车队头车在/>
内的行驶距离，Xm1为主线车队中跟随头车的第一辆车在tm1时间内的行驶距离。
将式(1)(2)(3)联合得到：
由此可以得出Vm1的值。同理，主线车队头车后面第i辆车到达合流点时间为：
主线车队头车与其跟随车辆的第i辆车在时间上有如下关系式：
因此可以求出第一车队每辆车到达合流点的行驶时间tmi和在编队区相应速度Vmi。
在本发明的一个实施例中，所述基于匝道每一区域的长度、第二车队在匝道每一区域的行驶速度分别计算第二车队每一车辆到达所述合流点的第二行驶时间，包括：
计算第二车队头车到达合流点的第四行驶时间：
计算第二车队跟随车辆到达合流点的第五行驶时间：
其中，L6为匝道换道区长度，L5为匝道编队区长度，L4为合流点距主线编队区末端的长度，Vr0为第二车队车辆初始车速，VR为第二车队在匝道换道区加速到达的速度，Vrj为第二车队跟随车辆在匝道编队区加速到达的速度，Va为第二车队在合流点前减速到达的速度，a为第二车队在加速或减速时的加速度，trj为第二车队跟随车辆初始进入时车头时距，j为第一车队车辆辆数，n无实际物理含义。
可以理解的是，关于匝道头车及其车队合流时间计算过程如下：
其中，匝道车辆，即第二车队由于速度的限制，第二车队头车将经历加速-匀速-加速的阶段，即在L6加速到VR，然后匀速通过L6剩余路段和匝道编队区L5，接着在L4加速到合流速度Va，最后在L4剩余路段匀速行驶，在合流点处换道车道1行驶，完成合流。此时第一车队头车到达合流点时间为：
第二车队头车的跟随车辆也将在L6进行加速，加速到VR，然后匀速通过L6剩余路段，到达编队区时，假设第二车队第一辆跟随车辆此时在编队区内加速到Vr1(其中，Vr1∈Vri，Vri为头车后面第i辆跟随车辆的速度，并且VR≤Vr1≤VR1)，以第二车队头车进入L6为时间起点，则此时匝道车队头车后面的第一辆跟随车辆到达合流点行驶时间为：
匝道车队头车与其跟随车辆的第一辆车在时间上有如下关系式：
并且在行驶路程上有如下关系式：
Xr1＝Vr0tbr1+L6+L5+L4 (15)
其中，
为匝道车队头车在/>
内的行驶距离，Xr1为匝道车队中跟随头车的第一辆车在tr1时间内的行驶距离。
将式(10)(11)(12)联合：
可以得出Vr1的值。同理，匝道车队头车后面第j辆车到达合流点时间为：
第二车队头车与其跟随车辆的第j辆车在时间上有如下关系式：
因此可以求出第二车队每辆车到达合流点的行驶时间trj和在编队区相应速度Vrj。
在本发明的一个实施例中，所述根据预设优先原则确定车队顺序，并基于已确定的车队顺序、所述第一行驶时间及第二行驶时间制定合流方案，包括：
根据第一车队优先原则设定第二车队头车在第一车队完全通过合流点之后到达合流点，并根据该合流顺序确定第一车队车到达换道区的时间起点。
可以理解的是，可以根据主线车辆优先原则来确定车队顺序，匝道第一辆头车将在主线第一辆头车所组成车队完全通过合流点之后到达合流点并换道车道1行驶，此时将主线第一辆头车到达换道区的时间记为所以车辆的时间起点，即：
其中，tm1i表示主线第一辆头车组成车队中尾车行驶时间，
表示匝道第一辆头车行驶时间。匝道车队汇入合流区后，主线车队将继续汇入合流区。
在本发明的一个实施例中，所述主线包括第一车道和第二车道，在所述第一车道起点设置换道决策点，所述方法还包括：
若在换道决策点上第一车辆的不是跟随车辆，分别计算第一车辆及第一车辆作为头车时组成的第三车队通过合流点的时间；
并分别计算第二车辆及第二车辆作为头车时组成的第四车队通过合流点的时间，其中，所述第二车辆为第一车辆在换道决策点时到达匝道起点的车辆；
若
则将第一车辆由第一车道换道至第二车道，或重新调整第一车辆的行驶路线，其中，/>
为第四车队通过合流点的时间，/>
为第三车队通过合流点的时间，t′D为第二车辆通过合流点的时间，th为每一车队间前车尾车与后车头车安全时距。
举例而言，请参阅图3，图3为本发明实施例提供的一种车辆跟随示意图，当在换道决策点上的A车为跟随车辆时，它只需跟随前车行驶，无需考虑换道。请参阅图4，图4为本发明实施例提供的另一种车辆跟随示意图，而当A车不是跟随车辆时，它将会面临换道抉择：换道行驶或者成为一组车队的头车。
此时对A车而言，最快到达合流点的时间为：
则A车组成车队最快通过合流点时间为：
此时对于匝道D车而言，最快通过合流点时间为：
则当D车为头车组成车队最快通过合流点时间为：
若此时
则A车面临换道抉择，
当B车与C车之间间距满足ts要求时，A车立即进行换道处理；
当B车与C车之间间距不满足ts要求时，为避免与D车及其车队冲突，A车将先匀速行驶，再进行加速-匀速-减速过程，此时A车在换道区匀速行驶时间tA1满足下列等式：
由上式可以得出A车以Vm0匀速行驶时间tA1的值。
当
不满足(24)，则A车正常行驶，无需面临换道选择。
为了更好实施本发明实施例中的基于车辆编队的匝道合流协同控制方法，在基于车辆编队的匝道合流协同控制方法基础之上，对应的，请参阅图5，图5为本发明提供的基于车辆编队的匝道合流协同控制装置的一实施例的结构示意图，本发明实施例提供了一种基于车辆编队的匝道合流协同控制装置500，包括：
区域划分模块501，用于对主线和匝道进行区域划分，并确定每一区域长度；
设定模块502，用于设定车队在每一区域的行驶速度及合流点位置，其中，所述车队包括在主线上行驶的第一车队和在匝道上行驶的第二车队；
第一计算模块503，用于基于主线每一区域的长度、第一车队在主线每一区域的行驶速度分别计算第一车队每一车辆到达所述合流点的第一行驶时间；
第二计算模块504，用于基于匝道每一区域的长度、第二车队在匝道每一区域的行驶速度分别计算第二车队每一车辆到达所述合流点的第二行驶时间；
方案制定模块505，用于根据预设优先原则确定车队顺序，并基于已确定的车队顺序、所述第一行驶时间及第二行驶时间，制定合流方案；
控制模块506，用于将所述合流方案发送至车队的每一车辆中，以控制每一车辆执行所述合流方案。
这里需要说明的是：上述实施例提供的装置500可实现上述各方法实施例中描述的技术方案，上述各模块或单元具体实现的原理可参见上述方法实施例中的相应内容，此处不再赘述。
基于上述基于车辆编队的匝道合流协同控制方法，本发明实施例还相应的提供一种电子设备，包括：处理器和存储器以及存储在存储器中并可在处理器上执行的计算机程序；处理器执行计算机程序时实现如上述各实施例的基于车辆编队的匝道合流协同控制方法中的步骤。
图6中示出了适于用来实现本发明实施例的电子设备600的结构示意图。本发明实施例中的电子设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图6示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
电子设备包括：存储器以及处理器，其中，这里的处理器可以称为下文的处理装置601，存储器可以包括下文中的只读存储器(ROM)602、随机访问存储器(RAM)603以及存储装置608中的至少一项，具体如下所示：
如图6所示，电子设备600可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的程序或者从存储装置608加载到随机访问存储器(RAM)603中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM603中，还存储有电子设备600操作所需的各种程序和数据。处理装置601、ROM602以及RAM603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。
通常，以下装置可以连接至I/O接口605：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置606；包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置607；包括例如磁带、硬盘等的存储装置608；以及通信装置609。通信装置609可以允许电子设备600与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图6示出了具有各种装置的电子设备600，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
特别地，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在非暂态计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置609从网络上被下载和安装，或者从存储装置608被安装，或者从ROM602被安装。在该计算机程序被处理装置601执行时，执行本发明实施例的方法中限定的上述功能。
基于上述基于车辆编队的匝道合流协同控制方法，本发明实施例还相应的提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上述各实施例的基于车辆编队的匝道合流协同控制方法中的步骤。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于车辆编队的匝道合流协同控制方法，其特征在于，包括：
对主线和匝道进行区域划分，并确定每一区域的长度；
设定车队在每一区域的行驶速度及合流点位置，其中，所述车队包括在主线上行驶的第一车队和在匝道上行驶的第二车队；
基于主线每一区域的长度、第一车队在主线每一区域的行驶速度分别计算第一车队每一车辆到达所述合流点的第一行驶时间；
基于匝道每一区域的长度、第二车队在匝道每一区域的行驶速度分别计算第二车队每一车辆到达所述合流点的第二行驶时间；
根据预设优先原则确定车队顺序，并基于已确定的车队顺序、所述第一行驶时间及第二行驶时间制定合流方案；
将所述合流方案发送至车队的每一车辆中，以控制每一车辆执行所述合流方案。
2.根据权利要求1所述的基于车辆编队的匝道合流协同控制方法，其特征在于，所述对主线和匝道进行区域划分，包括：
将主线和匝道划分为主线换道区、主线编队区、匝道缓冲区、匝道编队区、合流区及合流缓冲区。
3.根据权利要求2所述的基于车辆编队的匝道合流协同控制方法，其特征在于，所述设定车队在每一区域的行驶速度，包括：
设定第一车队在主线换道区首端的第一初始速度、第一车队在主线换道区和主线编队区的第一行驶速度及第一车队在合流点的合流速度；
设定第二车队在匝道换道区首端的第二初始速度、第二车队在主线换道区和主线编队区的第二行驶速度及第二车队在合流点的合流速度。
4.根据权利要求3所述的基于车辆编队的匝道合流协同控制方法，其特征在于，所述基于主线每一区域的长度、第一车队在主线每一区域的行驶速度分别计算第一车队每一车辆到达所述合流点的第一行驶时间，包括：
计算第一车队头车到达合流点的第二行驶时间：
计算第一车队跟随车辆到达合流点的第三行驶时间：
其中，L1为主线换道区长度，L2为主线编队区长度，L4为合流点距主线编队区末端的长度，vm0为第一车队车辆初始车速，VM为第一车队在主线换道区加速到达的速度，Vmi为第一车队跟随车辆在主线编队区加速到达的速度，Va为第一车队在合流点前减速到达的速度，a为第一车队在加速或减速时的加速度，tbmi为第一车队跟随车辆初始进入时车头时距，i为第一车队车辆辆数，n无实际物理含义。
5.根据权利要求3所述的基于车辆编队的匝道合流协同控制方法，其特征在于，所述基于匝道每一区域的长度、第二车队在匝道每一区域的行驶速度分别计算第二车队每一车辆到达所述合流点的第二行驶时间，包括：
计算第二车队头车到达合流点的第四行驶时间：
计算第二车队跟随车辆到达合流点的第五行驶时间：
其中，L6为匝道换道区长度，L5为匝道编队区长度，L4为合流点距主线编队区末端的长度，Vr0为第二车队车辆初始车速，VR为第二车队在匝道换道区加速到达的速度，Vrj为第二车队跟随车辆在匝道编队区加速到达的速度，Va为第二车队在合流点前减速到达的速度，a为第二车队在加速或减速时的加速度，trj为第二车队跟随车辆初始进入时车头时距，j为第一车队车辆辆数，n无实际物理含义。
6.根据权利要求1所述的基于车辆编队的匝道合流协同控制方法，其特征在于，所述根据预设优先原则确定车队顺序，并基于已确定的车队顺序、所述第一行驶时间及第二行驶时间制定合流方案，包括：
根据第一车队优先原则设定第二车队头车在第一车队完全通过合流点之后到达合流点，并根据该合流顺序确定第一车队车到达换道区的时间起点。
7.根据权利要求1所述的基于车辆编队的匝道合流协同控制方法，其特征在于，所述主线包括第一车道和第二车道，在所述第一车道起点设置换道决策点，所述方法还包括：
若在换道决策点上第一车辆的不是跟随车辆，分别计算第一车辆及第一车辆作为头车时组成的第三车队通过合流点的时间；
并分别计算第二车辆及第二车辆作为头车时组成的第四车队通过合流点的时间，其中，所述第二车辆为第一车辆在换道决策点时到达匝道起点的车辆；
若
则将第一车辆由第一车道换道至第二车道，或重新调整第一车辆的行驶路线，其中，/>
为第四车队通过合流点的时间，/>
为第三车队通过合流点的时间，t′D为第二车辆通过合流点的时间，th为每一车队间前车尾车与后车头车安全时距。
8.一种基于车辆编队的匝道合流协同控制装置，其特征在于，包括：
区域划分模块，用于对主线和匝道进行区域划分，并确定每一区域长度；
设定模块，用于设定车队在每一区域的行驶速度及合流点位置，其中，所述车队包括在主线上行驶的第一车队和在匝道上行驶的第二车队；
第一计算模块，用于基于主线每一区域的长度、第一车队在主线每一区域的行驶速度分别计算第一车队每一车辆到达所述合流点的第一行驶时间；
第二计算模块，用于基于匝道每一区域的长度、第二车队在匝道每一区域的行驶速度分别计算第二车队每一车辆到达所述合流点的第二行驶时间；
方案制定模块，用于根据预设优先原则确定车队顺序，并基于已确定的车队顺序、所述第一行驶时间及第二行驶时间，制定合流方案；
控制模块，用于将所述合流方案发送至车队的每一车辆中，以控制每一车辆执行所述合流方案。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，其中，所述存储器，用于存储程序；所述处理器，与所述存储器耦合，用于执行所述存储器中存储的所述程序，以实现上述权利要求1至7中任一项所述基于车辆编队的匝道合流协同控制方法中的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机可读取的程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时，能够实现上述权利要求1至7中任一项所述基于车辆编队的匝道合流协同控制方法中的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310380201.8A CN116434517A (zh) | 2023-04-04 | 2023-04-04 | 基于车辆编队的匝道合流协同控制方法、装置及电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310380201.8A CN116434517A (zh) | 2023-04-04 | 2023-04-04 | 基于车辆编队的匝道合流协同控制方法、装置及电子设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116434517A true CN116434517A (zh) | 2023-07-14 |
Family
ID=87090279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310380201.8A Pending CN116434517A (zh) | 2023-04-04 | 2023-04-04 | 基于车辆编队的匝道合流协同控制方法、装置及电子设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116434517A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116665459A (zh) * | 2023-08-02 | 2023-08-29 | 武汉御风智行科技有限公司 | 一种基于混合交通流的合流区多车协同方法及装置 |
| CN116740945A (zh) * | 2023-08-11 | 2023-09-12 | 苏州观瑞汽车技术有限公司 | 混行环境下快速路合流区多车协同编组交汇方法及系统 |
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2023
- 2023-04-04 CN CN202310380201.8A patent/CN116434517A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116665459A (zh) * | 2023-08-02 | 2023-08-29 | 武汉御风智行科技有限公司 | 一种基于混合交通流的合流区多车协同方法及装置 |
| CN116740945A (zh) * | 2023-08-11 | 2023-09-12 | 苏州观瑞汽车技术有限公司 | 混行环境下快速路合流区多车协同编组交汇方法及系统 |
| CN116740945B (zh) * | 2023-08-11 | 2023-12-01 | 苏州观瑞汽车技术有限公司 | 混行环境下快速路合流区多车协同编组交汇方法及系统 |
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