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匝道合流区网联车辆协同控制策略研究
| 论文题名： | 匝道合流区网联车辆协同控制策略研究 |
| 关键词： | 匝道合流区;网联车辆;协同控制;车辆队列;车速引导 |
| 摘要： | 近年来，车联网的不断发展为智能交通系统、车辆协同决策与控制、安全高效的交通出行等提供了新的技术手段。但随着网联车辆渗透率的提高，如何全面发挥智能网联优势使得车辆全面协同控制管理是研究趋势所在，同时网联环境下交通环境复杂性也逐步增加，交通安全、车辆运行控制是未来交通发展亟需研究的问题，以满足车联网可持续发展的适应性要求。作为交通瓶颈之一的匝道合流区，其高效运行关系到整个道路系统的运行质量，利用车联网技术，可以实现车车与车路等之间的信息交互，改善车辆运行状况，因此本文基于车联网环境构建匝道合流区车辆协同控制策略，为提高匝道合流区的通行效率提供契机。主要研究内容如下： 本文首先从道路条件、交通条件、网联控制条件、交通组成等方面对网联环境下匝道合流区车辆协同运行环境进行设定。通过对比分析不同合流形式的特点，选出适宜车辆协同控制的道路形式和策略实施时不同主线流量下匝道交通量适宜区间；以区域实时分布式控制作为匝道合流区控制形式，并将其划分为正常行驶区、预控制区、核心控制区、车辆合流区；以网联自动驾驶车辆、网联人工驾驶车辆为交通组成对象，初步分析市场渗透率、人工驾驶车辆协同比例的影响，设置混行交通下车辆编组车头时距、到达率和车辆协同控制服从度。 然后，以匝道车辆为主、主线车辆协同调控可汇入间隙为核心，建立匝道合流区网联车辆协同控制策略。通过设置单个编组控制单元、可控车辆编组情况确定点、编组完成点以及车辆合流区汇入点，匝道车辆完成核心控制区编组和车辆合流区的提速与汇入。以时间为计算目标，确定主线协同车辆位置区间，调整主线车辆完成车速引导形成可汇入空隙，进而建立匝道合流区车辆协同控制策略，以供匝道车辆汇入主线。 最后，通过仿真评价匝道合流区网联车辆协同控制策略的效果。利用仿真软件搭建网联环境和车辆运行场景，设定车辆行驶模型并完成所有参数的标定；结合仿真实验结果，以提高匝道合流区运行效率为目标，对所提策略的性能和不同市场渗透率下策略的效果进行评价分析。 研究结果显示，构建的匝道合流区车辆协同控制策略使得车辆的延误优化大大提高，同时当网联车辆市场渗透率高于40%-60%时，车辆平均行驶时间的优化率增幅加快，策略的优势开始显著，效果最高改善了22.42%。研究结果表明匝道合流区网联车辆协同控制能够有效提高匝道合流区车辆的合流效率，缓解合流区交通拥堵问题，为未来网联环境下合流区车辆协同控制提供一定参考。 |
| 作者： | 洛玉乐 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 章锡俏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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