VANETs中基于车流分析的道路交叉口车辆调度方法
发布时间：2020-11-13 22:57
在当前自动驾驶技术快速发展和VANETs相关标准日益完善成熟的背景下,针对城市机动车保有量迅速增加,道路交叉口交通拥堵和机动车安全日益严重的问题,利用VANETs代替信号灯调度车辆,提高交叉口通行效率并进行事故预判和碰撞避免是解决交通拥堵和机动车安全性问题的有效解决方案。然而,在无信号灯条件下,车辆运动约束复杂、车辆轨迹存在冲突、车辆通行需求存在差异等诸多现实问题给车辆调度方法的设计带来了严峻挑战。为了提高道路交叉口车辆通行效率和道路车辆安全性,本文在车辆具备网络通信能力和自动驾驶能力的基础上,提出一种新的交叉口车辆调度方法。该方法利用VANETs获得交叉口区域的全局车辆状态数据,将部分车辆识别成车流,以车流为单位调度车辆,分析并协调车流之间的运动,减少车辆通行交叉口的时间;利用自动驾驶车辆的路径规划能力获得车辆轨迹,进行车辆轨迹冲突检测和轨迹重规划,避免车辆碰撞,解决车辆安全性问题,同时提高交叉口车辆容纳数量;通过紧急车辆优先策略满足部分紧急车辆的优先通行需求,减少紧急车辆通行交叉口的时间,并且通过理论分析证明本文提出的车辆调度方法不存在死锁问题和车辆饥饿现象。本文在仿真平台上构建十字路口作为车辆调度仿真实验的场景,编写了仿真程序实现了本文提出的车辆调度方法,并与已有的基于Slot的车辆调度方法和基于信号灯的方法进行对比,通过实验表明了本文提出的车辆调度方法在不同拥堵程度交通环境下调度车辆时的可行性和有效性。
【学位单位】：武汉大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U492.22
【部分图文】：
据运行车辆调度算法，调度车辆安全高效地通行道路交叉口。??道路交叉口：道路交叉口是指两条或多条道路的交集区域，大部分道路交叉??口属于两条道路相交而成的十字路口。如图３－１所示，本文假设道路交叉口存在??一个ＲＳＵ，负责调度所有想要通行交叉口的车辆，且这些车辆位于ＲＳＵ的通信??范围内，能够与ＲＳＵ进行通信。据此，道路交叉口可以划分为两个区域，分别??是交叉口区域和ＲＳＵ通信范围区域。??北??Ｎ??一?＾？?西?东?＿：?：ｉ?交叉口［？（域??Ｚ?、？南??＿ｚ．?Ｗ?、－?．－．??？ｚ?ｇｔ?？、?（?．?ＲＳＵ通信范围区域??／?＼?￣??／?ｄ，ａｉ＼?＼??！?＾－ｈ－ｕ４ｈ????，?；：?；?Ｅ??Ｉ?＇?＾?ｉ??＼?Ｉ?Ｉ?／??Ｉ?Ｓ?Ｉ?／??＼?／??＼?／??＼?／＇??？、．?？，？??、．、＿?？，’??图３－１道路交叉口区域场景??轨迹冲突：对自动驾驶车辆而言，其在空间中的一系列位置点组成的集合称??为路径
据运行车辆调度算法，调度车辆安全高效地通行道路交叉口。??道路交叉口：道路交叉口是指两条或多条道路的交集区域，大部分道路交叉??口属于两条道路相交而成的十字路口。如图３－１所示，本文假设道路交叉口存在??一个ＲＳＵ，负责调度所有想要通行交叉口的车辆，且这些车辆位于ＲＳＵ的通信??范围内，能够与ＲＳＵ进行通信。据此，道路交叉口可以划分为两个区域，分别??是交叉口区域和ＲＳＵ通信范围区域。??北??Ｎ??一?＾？?西?东?＿：?：ｉ?交叉口［？（域??Ｚ?、？南??＿ｚ．?Ｗ?、－?．－．??？ｚ?ｇｔ?？、?（?．?ＲＳＵ通信范围区域??／?＼?￣??／?ｄ，ａｉ＼?＼??！?＾－ｈ－ｕ４ｈ????，?；：?；?Ｅ??Ｉ?＇?＾?ｉ??＼?Ｉ?Ｉ?／??Ｉ?Ｓ?Ｉ?／??＼?／??＼?／??＼?／＇??？、．?？，？??、．、＿?？，’??图３－１道路交叉口区域场景??轨迹冲突：对自动驾驶车辆而言，其在空间中的一系列位置点组成的集合称??为路径
?ＰＡＴＨ?车辆通行交叉口的简化路表３￣４?ＲＥＳＰＯＮＤ消息格式ＭＥＳＳＡＧＥ?ＴＹＰＥ?消息类型为?ＲＥＳＰＯＮＤＩＤ?目标车辆标识ＴＳＳ?＝?｛Ｘ？０＜ｔ＜ｔ＇ｍＪ?ＲＳＵ修改后的车辆从当前时刻＇?ｍａＸ?｜?离开交叉口时刻ｔＴ＇ｎａｙ的车辆注意的是，车辆的轨迹ＴＳＳ和ＭＴＳＳ虽然是离散状态点，但是隔时间足够小时，ＴＳＳ和ＭＴＳＳ可以近似认为是车辆在交叉轨迹。如图３－５所示，假设车辆％先进入道路交叉口，Ｐｐ表示中的第ｎ个轨迹点时的空间占用情况，可简化为一个与车辆长矩形，类似的，Ｐ；ｍ表示车辆Ｖ；？在其第ｍ个轨迹点的交叉口的空Ｐ；ｍ两个矩形存在重叠区域，就可以断定车辆Ｋ和车辆＆在上生轨迹冲突，即在未来的时刻会发生碰撞事故。ＲＳＵ在知晓全下，有能力发现这一点。因此ＲＳＵ将会对较晚进入交叉口的修改以保证。与先进入交叉口的车辆不ｆ?＿发生碰撞事故。??夂叉口区域??北??．?
【参考文献】
本文编号：2882757
【学位单位】：武汉大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U492.22
【部分图文】：
据运行车辆调度算法，调度车辆安全高效地通行道路交叉口。??道路交叉口：道路交叉口是指两条或多条道路的交集区域，大部分道路交叉??口属于两条道路相交而成的十字路口。如图３－１所示，本文假设道路交叉口存在??一个ＲＳＵ，负责调度所有想要通行交叉口的车辆，且这些车辆位于ＲＳＵ的通信??范围内，能够与ＲＳＵ进行通信。据此，道路交叉口可以划分为两个区域，分别??是交叉口区域和ＲＳＵ通信范围区域。??北??Ｎ??一?＾？?西?东?＿：?：ｉ?交叉口［？（域??Ｚ?、？南??＿ｚ．?Ｗ?、－?．－．??？ｚ?ｇｔ?？、?（?．?ＲＳＵ通信范围区域??／?＼?￣??／?ｄ，ａｉ＼?＼??！?＾－ｈ－ｕ４ｈ????，?；：?；?Ｅ??Ｉ?＇?＾?ｉ??＼?Ｉ?Ｉ?／??Ｉ?Ｓ?Ｉ?／??＼?／??＼?／??＼?／＇??？、．?？，？??、．、＿?？，’??图３－１道路交叉口区域场景??轨迹冲突：对自动驾驶车辆而言，其在空间中的一系列位置点组成的集合称??为路径
据运行车辆调度算法，调度车辆安全高效地通行道路交叉口。??道路交叉口：道路交叉口是指两条或多条道路的交集区域，大部分道路交叉??口属于两条道路相交而成的十字路口。如图３－１所示，本文假设道路交叉口存在??一个ＲＳＵ，负责调度所有想要通行交叉口的车辆，且这些车辆位于ＲＳＵ的通信??范围内，能够与ＲＳＵ进行通信。据此，道路交叉口可以划分为两个区域，分别??是交叉口区域和ＲＳＵ通信范围区域。??北??Ｎ??一?＾？?西?东?＿：?：ｉ?交叉口［？（域??Ｚ?、？南??＿ｚ．?Ｗ?、－?．－．??？ｚ?ｇｔ?？、?（?．?ＲＳＵ通信范围区域??／?＼?￣??／?ｄ，ａｉ＼?＼??！?＾－ｈ－ｕ４ｈ????，?；：?；?Ｅ??Ｉ?＇?＾?ｉ??＼?Ｉ?Ｉ?／??Ｉ?Ｓ?Ｉ?／??＼?／??＼?／??＼?／＇??？、．?？，？??、．、＿?？，’??图３－１道路交叉口区域场景??轨迹冲突：对自动驾驶车辆而言，其在空间中的一系列位置点组成的集合称??为路径
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【参考文献】
相关期刊论文 前1条
1 姜岩;龚建伟;熊光明;陈慧岩;;基于运动微分约束的无人车辆纵横向协同规划算法的研究[J];自动化学报;2013年12期
相关硕士学位论文 前1条
1 李勇;无信号灯十字交叉口协作车辆控制研究[D];北京理工大学;2015年
本文编号：2882757
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