一种车路协同环境下的动态公交专用道节能优化控制方法

技术特征：
1.一种车路协同环境下的动态公交专用道节能优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、获取公交专用道前车、后车轨迹信息，本车当前速度、位置信息，与当前车道前车距离以及前车速度信息；本车通过车车通信、车路通信技术，获取其在公交专用道内的前车速度、位置时间序列后车速度、位置时间序列本车的当前速度v
n
、位置x
n
、本车在当前车道的前车距离以及前车速度交叉口非可换道区域起始位置x
cl
、交叉口停车线位置x
sl
与交叉口末端位置x
end
；s2、判断车辆是否处于非可换道区域；对于在普通车道的智能网联汽车，比较当前时刻车辆位置x
n
与非可换道区域起始位置x
cl
；若x
n
≤x
cl
，说明车辆在可换道区域，车辆可进行换道决策；若x
n
＞x
cl
，说明车辆在非可换道区域，该区域内车辆禁止换道，车辆将保持当前车道行驶；s3、判断车辆是否存在换道动机；选用idm加速度作为车辆安全加速度，对于处在可换道区域的本车，分别计算其在当前车道、公交专用道的安全加速度计算其加速度差值并与加速度收益阈值δa
th
进行比较；若δa≥δa
th
，说明本车在公交专用道上存在更好的行驶环境，即车辆存在换道动机；反之车辆不存在换道动机，不发生换道行为；s4、计算车辆在公交专用道内行车轨迹与通过交叉口停车线时间；车辆存在换道动机时，选用idm自由行驶项计算其在公交专用道内部时刻的加速度，求解得到其在公交专用道内的速度、位置轨迹时间序列通过交叉口停车线时间t
sl
；s5、判断车辆行车轨迹是否满足安全条件；将计算得到的速度、位置轨迹分别与公交专用道内后车速度、位置时间序列公交专用道内前车速度、位置时间序列结合车辆安全跟车时距τ进行比较，判断车辆行驶轨迹是否满足安全条件；若车辆行驶轨迹不满足安全条件，车辆不发生换道行为；反之，车辆倾向于发生换道行为；s6、判断车辆能否不停车通过交叉口；当车辆行驶轨迹满足安全条件时，比较车辆于公交专用道内行驶至停车线的时间t
sl
与剩余通行时间t
last
；若t
sl
≤t
last
，说明车辆能在剩余通行时间内于公交专用道内驶出交叉口停车线，车辆将选择换道；反之，车辆不发生换道行为；s7、输出车辆轨迹；对于发生换道的车辆，其将按求解得到的速度、位置轨迹进行位置更新；对于不发生换道的车辆，其行驶轨迹将按idm跟驰，其下一时刻速度v
′
n
＝v
n
a
n,idm
δt，车辆下一时刻位置2.根据权利要求1所述的一种车路协同环境下的动态公交专用道节能优化控制方法，
其特征在于：所述步骤s3中设当前车速为v
n
，当前车道前车速度为与前车距离公交专用道前车速度为与前车距离本车最大速度为v
n,max
、本车最大加速度a
n,max
、安全跟车时距为τ、舒适减速度为a
n,b
、最小安全距离s0；安全加速度计算步骤包括：31)、确定车辆于当前车道安全加速度32)、确定车辆于公交专用道安全加速度3.根据权利要求1所述的一种车路协同环境下的动态公交专用道节能优化控制方法，其特征在于：所述步骤s4中记当前时刻车辆速度、位置为v
n,0
、x
n,0
，具体包括：41)、确定车辆在公交专用道内期望速度v
o
；对于燃油驱动车辆，其对于纯电力驱动车辆其中表示燃油汽车、电动汽车满足出行效率和能耗效益的速度值，可通过相应实车实验测试得到；设置初始迭代时刻i＝0，迭代单位步长为δt；42)、考虑智能网联汽车在公交专用道内倾向于自由行驶，可用idm自由流项模拟其加速度，其下一时刻加速度43)、更新车辆下一刻速度v
n,i 1
＝v
n,i
a
n.i 1
δt，车辆下一时刻位置44)、比较x
n,i
、x
n,i 1
与交叉口停车线位置x
sl
；若x
n,i
＜x
sl
且有x
n,i 1
≥x
sl
，说明车辆于i 1时刻通过交叉口停车线，则t
sl
＝i 1；45)、比较x
n,i 1
与交叉口末端位置x
end
，若x
n,i 1
＜x
end
，说明车辆仍在交叉口内部，车辆尚未驶出交叉口，存储车辆速度、位置轨迹v
n
＝[v
n
,v
n,i 1
]、x
n
＝[x
n
,x
n,i 1
]，更新车辆行驶时刻i＝i 1，重新执行步骤42)～44)；若x
n,i 1
≥x
end
，说明车辆已驶出交叉口，记m＝i 1，则输出车辆速度、位置轨迹v
n
＝[v
n,0
,v
n,1
,v
n,2
,...,v
n,m
]、x
n
＝[x
n,0
,x
n,1
,x
n,2
,...,x
n,m
]。4.根据权利要求1所述的一种车路协同环境下的动态公交专用道节能优化控制方法，其特征在于：所述步骤s5具体包括：本车于公交专用道内前车速度、位置时间序列为：
本车于公交专用道内后车速度、位置时间序列：本车于公交专用道内后车速度、位置时间序列：本车安全跟车时距τ；则可计算对于本车与公交专用道内前车、后车的实际车头间距与安全间距的差值时间序列δx
n-1
、δx
n-1
，若其内部存在负值，认为本车不安全行驶，不满足安全条件。5.根据权利要求4所述的一种车路协同环境下的动态公交专用道节能优化控制方法，其特征在于：判断步骤具体包括：51)、计算在公交专用道内行驶过程中，本车与前车实际跟车间距与安全跟车间距差值52)计算在公交专用道内行驶过程中，本车与后车实际跟驰间距与安全跟车间距差值53)、若δx
n
、δx
n 1
内存在负元素值，说明车辆实际跟车间距小于安全跟车间距，即车辆行驶轨迹不满足安全条件；反之，车辆行驶轨迹满足安全条件。

技术总结
本发明公开了一种车路协同环境下的动态公交专用道节能优化控制方法，获取本车于公交专用道内前车和后车轨迹信息的基础上，考虑交叉口道路换道区域特征，并以车辆换道加速度效益为换道动机，以生态均衡巡航速度为期望速度，计算本车在公交专用道内的期望行车轨迹，并判断该轨迹是否满足安全要求，若满足安全要求，车辆将按该轨迹行驶于公交专用道；否则车辆将保持于当前道路行驶。本发明提出的方法在不影响公交车通行的条件下，使驶入公交专用道的智能网联汽车以较低能耗和出行时间不停车通过交叉口，有效的减少了交通拥堵，提升交通安全，且本发明单车轨迹的求解时间约为8ms，能实际应用于智能网联汽车，具有较高的实际应用前景。前景。前景。


技术研发人员：单肖年 万长薪
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：2022.09.03
技术公布日：2022/12/19