一种基于车车通信技术进行高速公路合流区安全协调控制方法

摘要

一种基于车车通信技术进行高速公路合流区安全协调控制方法，首先判断车辆B的类型，如果是大型货车，根据车辆B的信息计算得到其到达合流区冲突区域的时间范围。以车辆B到达合流区冲突区域的时间范围为限制条件，计算车辆A在车辆B的时间范围内到达冲突区域范围的速度区间，即最小和最大速度值。然后，比较车辆A当前的行驶速度，如果车辆A的行驶速度在这个速度范围内，则会与车辆B在同一时间内到达冲突区域，需要对车辆A的速度进行调整，避免与车辆B发生冲突。最后根据车辆行驶间距，通过计算可以得到主路车辆A和匝道车辆B既避免冲突，又不影响通行效率的最佳建议速度值。通过语音或文字提醒驾驶人员采用建议的速度驾驶车辆。

主权项

一种基于车车通信技术进行高速公路合流区安全协调控制方法，本方法是在满足车车通信环境下实现的，即每个车辆都安装有支持车辆定位和车车通信功能的车载终端，车载终端上装有车载电子地图；车辆行驶过程中，车载终端实时采集车辆信息，车车之间传输各自的位置、速度等信息，车辆在接收到其它车辆传来的信息后，按照本发明描述的协调控制方法进行信息处理；将处理得到的行驶建议通过车载终端对驾驶人员进行预警，使驾驶人员及时调整驾驶行为，减少安全风险；定义合流区冲突区域的范围为主路与匝道结合点到加速车道终点之间的区域，长度为χ；设定主路车辆A在距合流区冲突区域起点前t_W秒处开始预警，t_W能够根据安全性、舒适性、节能等因素进行调整；车辆A距合流区冲突区域起点距离为χ_A；其特征在于：本方法的实施过程如下，步骤一、初始化系统，协调控制状态标志值置0；0为车辆处于非协调控制状态；1为车辆处于协调控制状态；步骤二、信息采集和传输车载终端实时采集车辆行驶信息，车辆通过车车通信以10赫兹的频率向周边车辆发送自己的信息；采集和发送的信息包括：当前时间、车型、地理位置(经纬度)、速度、加速度、方向角；步骤三、主路车辆A收到匝道车辆B发送的信息，首先判断车辆A的协调控制状态标志值；再根据车辆B传输的信息，判断车辆B的车型；a.读取车辆A协调控制状态标志值，如果为0，说明车辆A不处于协调控制状态；再根据车辆B传输的信息，如果车辆B为大货车，执行下一步骤；b.如果车辆A协调控制状态标志值为1，或者车辆B不是大货车型，返回步骤二；步骤四、计算预测车辆B到达合流区冲突区域的时间范围车辆A根据接收到的车辆B的速度和加速度，计算车辆B到达合流区冲突区域起点和终点的时间t₁和t₂；匝道车辆B为近似直线的匀加速运动，车辆B距离合流区起点为χ_B，速度为V_B，加速度为α_B，得出车辆B到达合流区冲突区域起、终点的时间t₁和t₂；步骤五、根据车辆B到达合流区时间，判断是否满足对车辆A进行预警的条件如果车辆B到达合流区冲突区域起点的时间满足对车辆A预警的时间要求，即t₁≤t_W，则，有匝道大货车辆在预警时间t_W内到达合流区冲突区域，需要对车辆A进行预警控制，执行下一步；如果t₁＞t_W，则不满足对车辆A预警的时间要求，返回步骤二；步骤六、在车辆A与车辆B在合流区冲突区域可能发生冲突条件下，计算车辆A当前应具有的速度范围(V_A1,V_A2)根据冲突的条件，车辆A在与车辆B在相同时间内(t₁,t₂)到达冲突区域内，则会与车辆B发生冲突；以(t₁,t₂)为约束条件，计算车辆A在(t₁,t₂)到达冲突区域的速度范围(V_A1,V_A2)；步骤七、判断车辆A当前速度是否在冲突速度范围内如果车辆A当前的速度在冲突速度范围内，V_A∈(V_A1,V_A2)，即V_A＞V_A1，或V_A＜V_A2，则车辆A有可能在合流区冲突区域与车辆B发生冲突，需要对车辆A发出车速调整预警；设置车辆A预警标志值为1，执行下一步；如果车辆A当前速度不在冲突速度范围内则不需要速度调整，返回步骤二；步骤八、根据冲突速度范围，初步选定车辆A安全行驶速度建议值车辆A在合流区冲突区域不与车辆B发生冲突的前提条件是：车辆A的当前速度不在冲突速度区间内因此，只要使即V_A＜V_A1，或V_A＞V_A2，就可以避免在合流区冲突区域与车辆B发生冲突；但是，如果车辆A当前速度取值大于冲突速度范围最大值V_A＞V_A2，则需加速行驶避开冲突区域，而由于高速公路上车辆加速可能带来新的安全隐患，因此当车辆A按当前车速行驶有可能在冲突区域内与车辆B发生冲突时，本方法只采用车辆减速的方式避开冲突区域，即车辆A安全速度值应小于冲突速度范围的最小值，V_A＜V_A1；步骤九、保证安全和通行效率条件下，最终确定车辆A安全行驶速度建议值车辆A安全行驶速度建议值V_A的取值应该在保证冲突区行车安全的条件下，尽量采取最大值；本方法采取临界速度值结合安全车距的方法来定义车辆A的建议速度；步骤十、通过车辆A车载终端采用语音或文字的方式提示驾驶人员前方匝道有车辆汇入，建议行驶速度调整到建议值；同时，车辆A调整协调控制标志置0。