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摘要：本发明为一种人机混驾交通流车辆换道模型构建方法，该方法建立的人机混驾交通流车辆换道模型包括被动换道意图场景下的手动驾驶车辆换道模型、网联自动驾驶车辆换道模型以及主动换道意图场景下的网联自动驾驶车辆换道模型；在被动换道意图场景下的网联自动驾驶车辆换道模型中自由换道同时考虑了换道意图、安全间距、换道车辆速度收益条件和车辆整体速度收益条件，用网联自动驾驶车辆换道决策参数衡量整体速度收益；在道路条件不满足安全间距时，换道车辆与目标车道的其他网联自动驾驶车辆进行信息交互，通过协同驾驶方式协助换道。该模型考虑车辆换道意图、安全条件差异性以及自动驾驶车辆编队行驶行为，可为人机混驾交通流中的道路管控提供参考。

主权项：1.一种人机混驾交通流车辆换道模型构建方法，其特征在于，该方法建立的人机混驾交通流车辆换道模型包括被动换道意图场景下的手动驾驶车辆换道模型、网联自动驾驶车辆换道模型以及主动换道意图场景下的网联自动驾驶车辆换道模型；一、被动换道意图场景下的手动驾驶车辆换道模型为：1根据变道车辆所在车道前车速度和位置信息，判断车辆是否因速度受限产生被动换道意图，当道路条件无法满足车辆在下一时刻期望行驶速度时，车辆产生换道意图，换道车辆速度约束条件为：vfollowvexpect1式1中，vfollow为换道车辆受前方车辆约束的行驶速度，vexpect为换道车辆在下一时刻的期望速度；2车辆产生被动换道意图后，根据式2判断换道车辆与目标车道车辆的间距是否满足安全间距；GapnGapsafe,n2式2中，Gapn为换道车辆与目标车道车辆n之间的间距，Gapsafe,n为换道车辆换道所需安全间距；其中，换道车辆与目标车道前车的安全间距计算公式为： 其中，Gapsafe,fd为换道车辆与目标车道前车的安全间距；vmt、vfdt分别为换道车辆m和目标车道前车fd的行驶速度，bfd为目标车道前车fd的制动减速度，为车辆预估减速度，τm为换道车辆反应时间，d为手动驾驶车辆驾驶员面对网联自动驾驶车辆时保持的额外车辆间距，当目标车道车辆同为手动驾驶车辆时d＝0，否则依据驾驶员对网联自动驾驶车辆信任程度计算；换道车辆与目标车道后车的安全间距计算公式为： 其中，Gapsafe,rd为换道车辆与目标车道后车rd的安全间距，vsafe为安全速度，bm为换道车辆的制动减速度，xmt、xrdt分别为换道车辆和目标车道后车的位置，vrdt为目标车道后车的行驶速度，τrd为目标车道后车的反应时间；3换道车辆产生被动换道意图且安全间距满足时，换道车辆还应考虑速度收益条件，换道车辆速度收益条件为：vchangevnt6其中，vchange为车辆换道成功后的虚拟速度，vnt为目标车道车辆n的行驶速度；因此，手动驾驶车辆产生被动换道意图后，在同时满足安全间距和速度收益条件的情形下即可进行自由换道；若不满足则继续跟驰行驶；二、被动换道意图场景下的网联自动驾驶车辆换道模型为：1网联自动驾驶车辆产生被动换道意图后，在同时满足安全间距、换道车辆速度收益条件以及车辆整体速度收益条件的情形下即可进行自由换道；网联自动驾驶车辆产生被动换道意图的速度约束条件、安全间距和换道车辆速度收益条件分别满足式1、2和6，车辆整体速度收益条件如式13：vchange,rdγvrdt13其中，vchange,rd为车辆换道成功后目标车道后车的虚拟行驶速度，vrdt为目标车道后车的行驶速度；γ为网联自动驾驶车辆换道决策参数，表示网联自动驾驶车辆换道行为使目标车道后车速度降低的阈值，取值范围为0～1；其中，换道车辆与目标车道前车的安全间距计算公式为： 换道车辆与目标车道后车的安全间距计算公式为： 2当网联自动驾驶车辆产生被动换道意图后，道路条件不满足安全间距时，换道车辆与目标车道的其他网联自动驾驶车辆进行信息交互，判断是否具备协同换道条件，若具备则通过协同驾驶方式协调目标车道的道路条件，以满足安全间距；若不具备则换道车辆继续在本车道跟驰行驶；目标车道中车辆的协同驾驶存在三种场景，分别为：①目标车道前车为网联自动驾驶车辆或网联自动驾驶车辆队列，后车为手动驾驶车辆，由目标车道前车协同驾驶以协助换道车辆完成换道行为；②目标车道前车为手动驾驶车辆，后车为网联自动驾驶车辆或网联自动驾驶车辆队列，由目标车道后车协同驾驶以协助换道车辆完成换道行为；③目标车道方车与后车皆为网联自动驾驶车辆或网联自动驾驶车辆队列，将前、后车辆分别视为网联自动驾驶车辆队列，当安全间距同时满足场景①与场景②时，网联自动驾驶车辆队列解队协同，将换道车辆纵向位置之前的车辆同时作为协同车辆加速行驶，协同过程同场景①；将换道车辆纵向位置之后的车辆作为协同车辆减速行驶，协同过程同场景②；当安全间距满足场景①、不满足场景②时，将网联自动驾驶车辆队列整体作为协同车辆加速行驶，协同过程同场景①；当安全间距不满足场景①、满足场景②时，将网联自动驾驶车辆队列整体作为协同车辆进行减速行驶，协同过程同场景②；三、主动换道意图场景下的网联自动驾驶车辆换道模型为：主动换道意图是指网联自动驾驶车辆受到目标车道上的网联自动驾驶车辆队列的影响产生的换道意图；换道车辆识别当前车道车辆行驶状态，若前方为网联自动驾驶车辆队列且队列未达最大队列长度，则换道车辆在当前车道保持跟驰行驶；若前方为手动驾驶车辆或满编网联自动驾驶车辆队列，则识别目标车道车辆行驶状态；若目标车道前方为手动驾驶车辆或满编网联自动驾驶车辆队列，则换道车辆在当前车道保持跟驰行驶；目标车道前方为网联自动驾驶车辆队列且队列未达最大队列长度，换道车辆位置分为换道车辆位于网联自动驾驶车辆队列尾部和中部两种情况；当换道车辆位于网联自动驾驶车辆队列尾部时，即目标车道前车为网联自动驾驶车辆，后车为手动驾驶车辆，车辆换道过程同场景①；当换道车辆位于网联自动驾驶车辆队列中部，需判断换道车辆与网联自动驾驶车辆队列中后方车辆的间距，当换道车辆与网联自动驾驶车辆队列中后方车辆的间距满足安全间距时，换道车辆减速行驶至网联自动驾驶车辆队列尾端进行换道；场景①中协同驾驶需满足的安全间距为：Gapfd+1Gapsafe,fd+115Gapfd+1为目标车道前车fd与目标车道车辆fd+1的间距，Gapsafe,fd+1为满足目标车道前车fd协同驾驶的安全间距；其中，Gapfd+1＝xfd+1t-xfdt-carL16 xfd+1t、xfdt分别为目标车道车辆fd+1和目标车道前车fd的位置，vfd+1t为目标车道车辆fd+1的行驶速度，bfd+1为目标车道车辆fd+1的制动减速度，carL为车辆长度；当目标车道安全间距满足时，目标车道前车调整自身速度与换道车辆协同驾驶，目标车道前车的状态变化如式18～式20： vfdt+Δt＝min[vfd+1t+afdtΔt,vmax]19 其中，afdt为目标车道前车的加速度，T为期望时间间隔，vfdt+Δt为一个仿真步长协同驾驶结束时目标车道前车的行驶速度，Δt为仿真步长，vmax为车辆最大行驶速度，xfdt+Δt为一个仿真步长协同驾驶结束时目标车道前车fd的位置，x'fdt+Δt为一个仿真步长协同驾驶结束时网联自动驾驶车辆队列尾车的位置，x'fdt为网联自动驾驶车辆队列尾车在t时刻的位置；一个仿真步长结束后，换道车辆与目标车道前车fd的安全间距Gapfd根据式21进行更新；Gapfd＝x'fdt+Δt-xmt+vmtΔt21在场景②中，协同驾驶需满足的安全间距为：Gaprd-1Gapsafe,rd-122其中，Gaprd-1为目标车道后车rd与目标车道车辆rd-1的车辆间距，Gapsafe,rd-1为满足目标车道后车rd协同驾驶的安全间距；其中，Gaprd-1＝x'rdt-xrd-1t-carL23 x'rdt网联自动驾驶车辆队列头车的位置，xrd-1t为目标车道车辆rd-1的位置，vrd-1t为目标车道车辆rd-1的行驶速度，τrd-1为目标车道车辆rd-1的反应时间，brd-1、brd分别为目标车道车辆rd-1和目标车道车辆rd的制动减速度；当目标车道安全距离满足时，目标车道后车调整自身速度与换道车辆协同驾驶，目标车道后车的状态变化如式25～式27： vrdt+Δt＝max[vrdt+ardtΔt,0]26 其中，ardt为目标车道后车的加速度，vrdt+Δt、xrdt+Δt为一个仿真步长协同驾驶过程结束时目标车道后车的行驶速度和位置，x'rdt+Δt为一个仿真步长协同驾驶过程结束时网联自动驾驶车辆队列尾车的位置；Gapm＝xmt+vmtΔt-xrdt+Δt28一个仿真步长结束后，换道车辆与目标车道后车的安全间距Gapm根据如式28进行更新。

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