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申请/专利权人：合肥工业大学

摘要：本发明公开了一种快速路分流区CAV专用道换道决策点的动态调控方法，适用于道路内侧设置有CAV专用道的快速路分流区，且CAV专用道上行驶的车辆均为网联自动驾驶车辆，其他普通车道网联自动驾驶车辆和网联人驾车辆都可行驶；该方法根据CAV专用道换道决策点与交通效率和交通安全之间的关系，采用相应算法计算当前时刻CAV专用道上分流车辆的换道决策点。本发明提出的动态调控方法有助于改善分流区的交通运行状况，提高分流区的交通效率、交通安全性，以及降低燃油排放，从而为CAV专用道设置条件下的快速路分流区的交通流管控提供方法支撑。

主权项：1.一种快速路分流区CAV专用道换道决策点的动态调控方法，其特征是应用于单向三条车道的道路上，将三条车道由内向外分别记为第一车道、第二车道、第三车道；所述第一车道为CAV专用道，其他车道为普通车道；其中，CAV表示网联自动驾驶车辆；在所述CAV专用道上只允许网联自动驾驶车辆行驶，所述普通车道不限制行驶车辆类型，在所述第三车道的外侧设置有减速车道，在所述减速车道的前方设置有出口匝道；所述动态调控方法包括以下步骤：步骤1、以出口匝道的道路中线与减速车道的道路中线交点为原点，以车辆的行驶方向为x轴的正方向，以与x轴垂直的方向为y轴方向，建立平面坐标系；以出口匝道的上游长度为s的道路作为快速路分流区；在出口匝道的上游道路最内侧的CAV专用道上设置专用道动态调控区域；所述专用道动态调控区域是以原点为起点，以x轴上的横坐标xL为终点且长度为L的矩形区域；所述专用道动态调控区域包括：强制换道区域和自由换道区域；所述强制换道区域是以原点为起点，以x轴上的横坐标xf为终点且长度为Lc的矩形区域；所述自由换道区域是以横坐标xf为起点，以x轴上的横坐标xL为终点且长度为Lf的矩形区域；在专用道动态调控区域的上游道路的三条车道上设置长度为Lb的分流比检测区域；所述分流比检测区域以横坐标xL为起点，以x轴上的横坐标xb为终点的矩形区域；其中，s＞L+Lb；步骤2、采集t时刻单向三条车道的车辆信息，包括：车辆数量、车辆位置、速度、加速度；步骤3、判断t时刻单向三条车道的道路上交通流量Qt≥Qh是否成立，若成立，则执行步骤4；否则，执行步骤10；其中，Qh表示动态调控的道路交通流量阈值；步骤4、采集t时刻分流比检测区域的网联自动驾驶车的车辆数mtotalt，并统计分流比检测区域内t时刻的网联自动驾驶车辆将要驶离自身车道并进入出口匝道的车辆数msrt；步骤5、利用式1计算t时刻的车辆分流比λsrt； 步骤6、令t时刻下第一条车道上的第i辆车记为确定t时刻的专用道动态调控区域内第i辆车的最优换道决策点位置li,optt；步骤6.1、利用式2计算t时刻的专用道动态调控区域内基于交通效率的第i辆车的最优换道决策点位置li,smst； 式2中，lit表示t时刻第一车道上第i辆车的换道决策点位置；α1、α2、α3、b是三次多项式的四个参数；表示换道决策点与交通效率之间的对应关系；步骤6.2、利用式3计算t时刻的专用道动态调控区域内基于安全风险的第i辆车的最优换道决策点位置li,titt； 式3中，β1、β2、β3、d是三次多项式的四个参数；表示换道决策点与安全风险之间的对应关系；步骤6.3、利用式4计算t时刻的专用道动态调控区域内第i辆车的最优换道决策点位置li,optt；li,optt＝k1li,smst+k2li,titt4式4中，k1、k2是两个修正系数，且k1+k2＝1；步骤7、判断第一车道上的第i辆车是否有换道需求，若有，则执行步骤7.1；否则，执行步骤10；步骤7.1、判断xit＞li,optt是否成立，若成立，则执行步骤7.2；否则，执行步骤10；步骤7.2、判断xit＜xf是否成立，若成立，则执行步骤8；否则，执行步骤9；步骤8、将处于第二条车道上，且相对于第一条车道上第i辆车的后一辆车记为将处于第二条车道上，且相对于第一条车道上第i辆车的前一辆车记为若车辆满足式5，则车辆从第一车道换入第二车道，并执行步骤10；否则，在第一车道上继续行驶，并执行步骤10； 式5中，xjt表示的位置横坐标；xj+1t表示的位置横坐标；dsafe表示第一车道上第i辆车进入第二车道时与前车、后车保持的安全间距；步骤9、利用式6确定CAV专用道上车辆的最迟换道点位置xlast；并判断xit＜xlast是否成立，若成立，则执行步骤9.1，否则，车辆采用停车等待的方式完成换道，并执行步骤10； 式6中，amax表示网联自动驾驶车辆的最大紧急制动加速度；步骤9.1、利用式7得到t时刻的强制换道区域内第一车道上的第i辆换入第二车道时与后车保持的安全间距dbehindt以及t时刻换入第二车道时与前车保持的安全间距dfrontt； 式7中，Lbehindt表示t时刻与之间的纵向距离；Lfrontt表示t时刻与之间的纵向距离；vj+1t表示t时刻的速度；vit表示t时刻的速度；Δt表示时间间隔；η1、η2是两个参数；lveh表示车身长度；步骤9.2、若Lbehindt≥dbehindt、Lfrontt≥dfrontt，则第一车道上的第i辆车换入第二车道并执行步骤10；否则，执行步骤9.3；步骤9.3、判断Lbehindt+Lfrontt≥dbehindt+dfrontt是否成立，若成立，则执行步骤9.4；否则，第一车道第i辆车减速，保持在原车道上行驶，并执行步骤10；步骤9.4、若Lbehindt≥dbehindt、Lfrontt＜dfrontt，则第一车道上的第i辆车减速直到满足与第二车道前车的安全间距dfrontt时换入第二车道，并执行步骤10；若Lbehindt＜dbehindt、Lfrontt≥dfrontt，则第一车道上的第i辆车加速直到满足与第二车道后车的安全间距dbehind时换入第二车道，并执行步骤10；若Lbehindt＜dbehindt、Lfront＜dfront，则第一车道第i辆车减速，并保持在原车道上行驶并执行步骤10；步骤10、将t+Δt赋值给t，判断t≥te是否成立，若成立，则表示完成调控；否则，返回步骤2顺序执行；其中，te表示总调控时长。

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