一种车辆跟驰关系管理与角色实时配置方法

技术特征：
1.一种车辆跟驰关系管理与角色实时配置方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)建立车辆代理模型，所述车辆代理模型中包括子代理模块和统筹协调与调度管理模块，其中，所述统筹协调与调度管理模块承担对子代理模块的监督、协调、调度和资源分配功能，用于根据控制需求对车辆承担的角色进行实时配置；步骤2)将路网中各道路分成无分支的路段，各路段按运行方向建立与各车道相应的单链表数据结构，实现车辆跟驰关系的动态管理，并判别车辆所承担的角色；步骤3)根据车辆当前时刻的控制需求以及车辆所承担的角色，基于车辆代理模型对车辆角色进行实时配置，并完成车辆的控制任务。2.根据权利要求1所述的一种车辆跟驰关系管理与角色实时配置方法，其特征在于，所述步骤2)包括以下步骤：步骤2-1)将路网中各道路分成无分支的路段，其中，每个路段至少包含一条车道；步骤2-2)各路段按运行方向建立与各车道相应的单链表数据结构，所述单链表数据结构的每一单链表用以实时描述各车道的车辆队列情况，包括依次连接的头指针、车辆代理模型生成的实体对象和尾指针；步骤2-3)单链表初始化；步骤2-4)判断是否有车辆进入路段i第j车道，若有，则基于车辆代理模型生成与所述车辆对应的实体对象插入到单链表中；步骤2-5)判断是否存在车辆变道、超车或两辆车在交叉口因运行方向不同导致前后毗邻关系的变化，若存在，则通过单链表插入、删除操作对链表进行更新，以记录、反映前后毗邻关系的动态变化；步骤2-6)对同一车道同一运行方向前后毗邻的车辆，判断前、后车辆是否具有跟驰关系；步骤2-7)根据车辆的跟驰关系状态，判别车辆所承担的角色。3.根据权利要求2所述的一种车辆跟驰关系管理与角色实时配置方法，其特征在于，所述前、后车辆是否具有跟驰关系的判断方法为：如果d
actual
>d
r
，前、后车辆不具有跟驰关系，后车的行为调整不受前车位置、速度和控制策略的约束，后车根据自身行为优化目标进行自身行为的控制；如果d
actual
≤d
r
，前、后车辆之间存在跟驰关系，后车的行为调整受前车位置、速度和控制策略的约束，根据安全性、高效性、平稳性和节能运行的优化目标进行自身行为的控制；其中，d
actual
为前、后车辆之间的实际车距，d
r
为跟驰关系判别临界值：d
r
＝f(min(v
max_vehcile
,v
max_linepermitted
),r
vehicularcoasting
(t))式中，v
max_vehcile
为车辆行驶的最大速度，v
max_linepermitted
为道路允许的车辆最大运行速度，r
vehicularcoasting
(t)为车辆以初速min(v
max_vehcile
,v
max_linepermitted
)惰行直至完全停车的过程中车辆所受的惰行阻力函数。4.根据权利要求3所述的一种车辆跟驰关系管理与角色实时配置方法，其特征在于，所述车辆所承担的角色包括：车辆处于自由行驶状态，车辆扮演“前车”角色，车辆扮演“后车”角色，车辆身兼“前车”和“后车”两种角色，其中，所述车辆处于自由行驶状态包括两种情形：a1)车辆所在车道除所述车辆外，无其他任何车辆，
a2)车辆所在车道存在与所述车辆为毗邻关系的其他车辆，但由于距离超出临界值d
r
，被判定为不具有跟驰关系；车辆扮演“前车”角色、车辆扮演“后车”角色、车辆身兼“前车”和“后车”两种角色这三种情况的判断前提是所述车辆与其他车辆之间存在跟驰关系。5.根据权利要求4所述的一种车辆跟驰关系管理与角色实时配置方法，其特征在于，所述步骤3)包括以下步骤：步骤3-1)获取路段i第j车道上的每个车辆所承担的角色；步骤3-2)根据每个车辆所承担的角色，基于车辆代理模型实时对其进行角色配置，具体包括：步骤3-2-1)根据车辆代理模型确定车辆角色实时配置的逻辑真值表；步骤3-2-2)统筹协调与调度管理模块根据控制需求和当前车辆所承担的角色配置激活变量；步骤3-2-3)基于激活变量和逻辑控制表达式确定控制变量；步骤3-2-4)基于控制变量和逻辑真值表，激活车辆代理模型中的不同子代理模块，实现车辆角色实时配置。6.根据权利要求5所述的一种车辆跟驰关系管理与角色实时配置方法，其特征在于，所述车辆代理模型的子代理模块包括：自由行驶状态的子代理模块，用于完成当前车辆处于自由行驶状态时自身行为的控制任务；扮演前车角色的子代理模块，用于完成当前车辆所承担的角色为“前车”时自身行为的控制任务；扮演后车角色的子代理模块，用于完成当前车辆所承担的角色为“后车”时自身行为的控制任务。7.根据权利要求6所述的一种车辆跟驰关系管理与角色实时配置方法，其特征在于，所述逻辑控制表达式为：其中，a、b为激活变量，enable0为车辆自由行驶状态的子代理模块的控制变量，enable1为车辆扮演前车角色的子代理模块的控制变量，enable2为车辆扮演后车角色的子代理模块的控制变量。8.根据权利要求7所述的一种车辆跟驰关系管理与角色实时配置方法，其特征在于，当车辆处在自由行驶状态，统筹协调与调度管理模块配置激活变量ba＝00，自由行驶状态的子代理模块被激活，由其实现该车辆在自由行驶状态下的行为控制；当车辆扮演“前车”角色，统筹协调与调度管理模块配置激活变量ba＝01，扮演前车角色的子代理模块被激活，由其完成该车辆作为“前车”时的控制任务；当车辆扮演“后车”角色，统筹协调与调度管理模块配置激活变量ba＝10，扮演后车角色的子代理模块被激活，由其完成该车辆作为“后车”时的控制任务；当车辆身兼“前车”和“后车”两种角色，统筹协调与调度管理模块配置ba＝11，扮演前
车角色的子代理模块和扮演后车角色的子代理模块均被激活，由二者完成该车辆身兼“前车”和“后车”两种角色的控制任务。9.根据权利要求5所述的一种车辆跟驰关系管理与角色实时配置方法，其特征在于，所述车辆代理模型的子代理模块包括：自由行驶状态和扮演前车角色的子代理模块，用于完成当前车辆所承担的角色为“前车”时自身行为的控制任务和当前车辆处于自由行驶状态时自身行为的控制任务；扮演后车角色的子代理模块，用于完成当前车辆所承担的角色为“后车”时自身行为的控制任务。10.根据权利要求1所述的一种车辆跟驰关系管理与角色实时配置方法，其特征在于，所述车辆代理模型包含车辆实现思维活动和自身行为控制的多个函数，以及反映车辆机械特性、电气特性和动力学、运动学特性的多个参数，车辆代理模型中的函数用于描述车辆作为一个智能体所具有的计算与数据处理、思维、决策和具体的行为过程，其中，所述函数的实现方式包括：数学模型、模糊推理和神经网络构建方法。

技术总结
本发明涉及一种车辆跟驰关系管理与角色实时配置方法，包括：步骤1)建立车辆代理模型，所述车辆代理模型中包括子代理模块和统筹协调与调度管理模块，其中，所述统筹协调与调度管理模块用于根据控制需求对车辆承担的角色进行实时配置；步骤2)将路网中各道路分成无分支的路段，各路段按运行方向建立与各车道相应的单链表数据结构，实现车辆跟驰关系的动态管理，并判别车辆所承担的角色；步骤3)根据车辆当前时刻的控制需求以及车辆所承担的角色，基于车辆代理模型对车辆角色进行实时配置，并完成车辆的控制任务。与现有技术相比，本发明对车辆承担角色描述更清晰，并利用数据结构技术对车辆进行动态管理，能够促进车-路和车-车的深度协同。深度协同。深度协同。


技术研发人员：潘登 夏易君
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：2022.08.26
技术公布日：2022/12/5