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申请/专利权人：北京工业大学

摘要：本发明提供了一种多种交通仿真融合的网联混驾编队一体化测试系统及方法，系统采用“领航车‑网联人工驾驶、跟驰车‑网联自动驾驶”的网联混驾编队模式，包括网联混驾编队交通人因测试子系统、编队跟驰模型比选标定子系统、交通系统综合影响评价子系统，融合驾驶模拟测试、数值仿真和微观交通仿真，分别评测领航车驾驶行为特性反应、决策、操控、运行、网联混驾编队运行特性生态、安全、效率、舒适、稳定及对交通系统综合影响特性生态、安全、效率。本发明有助于刻画网联混驾编队情况下的领航车驾驶行为特征，明确其运行状态规律，量化其对交通系统综合影响，可为自动驾驶行业及企业实现网联混驾编队可行性及有效性测试论证提供借鉴。

主权项：1.一种多种交通仿真融合的网联混驾编队一体化测试系统，其特征在于，采用“领航车-网联人机交互终端+人工驾驶、跟驰车-网联自动驾驶跟驰模型”的网联混驾编队模式，包括网联混驾编队交通人因测试子系统、编队跟驰模型比选标定子系统、交通系统综合影响评价子系统三部分，通过融合驾驶模拟测试、数值仿真和微观交通仿真三种技术，评测领航车个体驾驶行为特性、网联混驾编队整体运行特征及对交通系统的综合影响；所述编队跟驰模型比选标定子系统，以交通人因测试子系统中采集的领航车驾驶轨迹为基准，采用数值仿真方法模拟不同网联自动驾驶车辆跟驰模型作为跟驰车时的编队行驶状态，比选确定跟驰车最优跟驰模型；采用遗传算法对领航车轨迹进行特征提取，标定领航车跟驰模型；通过跟驰模型稳定性判别公式，确定最优混驾编队运行模式，进而从生态、安全、效率、舒适、稳定维度评测网联混驾编队整体运行特征；所述编队跟驰模型比选标定子系统，从当前主流自动驾驶跟驰模型中选取跟驰领航车效果最优的跟驰车跟驰模型；对公式Ⅰ至公式Ⅲ的跟驰模型编程复现，并导入领航车轨迹数据，采用数值仿真方法模拟三个跟驰模型跟驰领航车的编队运行效果，通过公式Ⅳ的动态规整算法比较三个模型与领航车轨迹的相似度，选取跟驰效果最好的跟驰模型作为跟驰车的跟驰模型；acceleration＝1.12*△x-T*v+1.70*△vⅠacceleration＝0.23*△x-T*v+0.07*△vⅡacceleration＝1.1*a+0.23*△x-T*v+0.07*△vⅢ上式中，acceleration为跟驰车期望加速度，a为跟驰车当前加速度，△x为两车车头间距，T为当前车头时距，v为跟驰车当前速度，△v为两车车速差； 上式中，DTW为跟驰车与领航车轨迹数据误差最小值，L为领航车轨迹数据，Fn为第n辆跟驰车轨迹数据，K为轨迹点数量，Wk为轨迹点对应数据；所述领航车跟驰模型标定，采用跟驰模型标定方法对领航车驾驶行为进行特征提取，使跟驰模型具备编队领航车的驾驶行为特征；将领航车轨迹数据按比例划分标定组和验证组，以公式Ⅴ中的相对均方根误差作为拟合优度函数，使用遗传算法搜寻目标函数最优值以标定跟驰模型参数； 上式中，K为轨迹点数量；Li为领航车轨迹数据，Fi为跟驰车轨迹数据；所述跟驰模型稳定性判别，通过对跟驰模型进行泰勒公式展开，得到跟驰模型稳定性判别式Ⅶ，当判别式Ⅶ结果0时，判定跟驰模型稳定； 上式中，fv为跟驰车速度变量系数，f△v为两车速度差变量系数，ft为车头时距变量系数；编队跟驰车空气阻力系数修定与能耗排放公式系数修定，是指车辆编队行驶时由于车辆间车速较快且车间距较近，跟驰车的空气阻力系数会减小，亦使跟驰车能耗排放较领航车变小，因此需要对跟驰车的空气阻力系数与能耗排放公式系数重新标定；根据测试经验及文献梳理，编队车辆稳态行驶时编队中第二辆车的空气阻力系数为头车的0.85倍，编队第三辆车的空气阻力系数为头车的0.8倍，编队第四辆及更多的跟驰车空气阻力与第三辆车相似；因此，将车辆空气阻力系数设定为：领航车空气阻力系数为CD0；第一辆跟驰车空气阻力系数为CD1＝CD0*0.85；第2辆至第i辆跟驰车空气阻力系数为CDii＝2,3,4＝CD0*0.80；由于车辆间距变化是使得后车空气阻力发生变化的主要原因，考虑不同车间距下的车辆空气阻力不同，故进一步引入车辆间距变量修定车辆的空气阻力系数，如公式Ⅷ所示， 上式中，di第i辆车与前车的距离，单位为m；当i＝1时，若di趋于无穷大，此时空气阻力系数CDdi＝CD0，即领航车的空气阻力系数取值为CD0；选取机动车比功率微观排放模型公式Ⅸ，计算车辆能耗及排放数据，其中滚动阻力系数为0.105802KWsm、旋转滚动阻力系数为0.00135375KWs2m2、空气阻力系数为0.00033311KWs3m3；因此，需要对领航车空气阻力系数为CD0＝0.00033311，并依此修定跟驰车VSP模型；VSP＝0.105802v+0.00135375v2+0.00033311v3+vaⅨ上式中，v为本车速度，a为本车加速度。

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