高速公路施工作业区自动驾驶车运动状态协调控制研究

发布时间：2020-06-20 18:37

【摘要】：高速公路的发展在推进我国国民经济的发展的同时也大大改善了我国交通的出行情况,在衡量高速公路的运输能力时常采取通行能力这一指标,高速公路一旦发生交通事件包括施工作业维护、交通事故等,高速公路通行能力会受到影响,尤其是在进行施工维护作业时,车道数会发生变化,从而形成瓶颈路段,车辆的状态也会从高速过渡到低速,频繁的减速和变道会对其通行能力和安全性产生一定的影响。车联网技术可以使自动驾驶汽车之间进行信息交换,同时车辆可以接受来自中央控制器的指令,车辆可以根据接收到的信息对自身的运行状态进行调整,采用一定的控制方式和策略,以减少车辆变道次数,对未来研究自动驾驶车辆通过施工作业区具有重要的意义。本文以单向两车道高速公路封闭外侧车道为研究对象,在高速公路施工作业区设置协调控制路段,以车辆到协调控制路段末端的时间为基点对进入高速公路施工作业区警告路段的自动驾驶汽车进行速度与车辆纵向间距的调控,从而提出了一种控制策略。首先,在高速公路施工作业区行车环境方面,本文对高速公路施工作业区的路段划分以及各部分的功能进行了阐述,对手动驾驶条件下的驾驶员特性、车流运动特性进行了总结;同时结合自动驾驶汽车的特点以及基于车辆跟驰理论对自动驾驶汽车的跟驰行驶过程进行了分析,从车辆的变道时间以及变道所经历的阶段对车辆的变道过程进行了分析,依据施工作业区路段的划分设置了高速公路施工作业区路段控制区以及协调控制路段。其次,从车联网技术、自动驾驶技术、自适应巡航控制技术这三方面对自动驾驶汽车协调控制运行的技术条件进行了分析。然后,构建车队合并模型,车辆以队列的形式进入到协调控制区,设置了车辆在协调控制区域的运行约束条件,基于自动驾驶汽车到达协调控制路段末端的时间点建立自动驾驶汽车协调控制的判断条件,并提出了自动驾驶汽车运动过程中的协调控制策略,对自动驾驶汽车的速度和车辆之间的距离进行控制。最后,建立了基于元胞自动机的自动驾驶车协调控制仿真模型,并利用Matlab软件对模型进行了仿真,分析了不同变道时间下通过施工作业区末端的车流量变化情况以及协调控制路段长度对车辆加速度的影响。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.6
【图文】：

示意图,联网环境,示意图

这也将会对未来的交通管理与控制方法产生影响。是由物联网孕育而生的一个概念，它是一种智能交通系统技术，车算等能力的设备，利用计算机技术、传感技术、网络技术等对道路车辆的行驶过程进行监控，实时地获取交通状态并对实时信息进行车辆的运行效率、增强车辆行驶的安全性；车与车、车与道路设施是通过无线网络通讯手段建立起来的，通过网络可以可靠地对信息络服务平台能够对传输的信息数据进行智能化处理，实时地传送给的通讯形式主要有两种：车与车之间的通讯、车与环境设施之间的过信息交流能够获取双方的车辆加速度、速度等动力学参数；车与以对路侧单元感知到的信息进行处理。

【参考文献】