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基于车联网环境下的红绿灯通行策略研究
| 论文题名： | 基于车联网环境下的红绿灯通行策略研究 |
| 关键词： | 汽车驾驶;车联网环境;红绿灯;通行策略;速度引导 |
| 摘要： | 随着我国汽车保有量的不断增加，越来越多的交通问题不断涌现，尤其是交通拥堵问题。红绿灯作为城市交通环境中重要的交通约束，能够使车辆按照一定的规则通过路口，但是现实复杂的交通环境，导致路口的交通拥堵现状无法有效得到缓解。为了提高路口的车辆通行效率，研究车辆通过红绿灯的通行策略具有很强的现实意义。本文基于车联网环境，对智能网联汽车通过红绿灯的通行策略进行研究，在遵守相关交通安全法规的前提下，尽可能实现不停车通过路口。 首先，确定速度引导的功能需求；建立交通场景，确定最大加速度、最高车速、红绿灯和前方车辆等影响车辆通行时的约束条件；为了制定合适的通行策略，选择通行时间和舒适性为性能指标，用于场景评价。根据本车道前方有无车辆影响，将通行策略分为无前车影响的理想条件和有前车影响的非理想条件两种方案。 其次，理想条件下的通行策略又分为通行单个和多个红绿灯两种情况。通行单个红绿灯时根据当前灯色、剩余时间和车速，判断车辆以何种方式通过路口或停车等待。通行多个红绿灯时，引用Dijkstra算法找到各路段的平均速度并确定到达路口的时间，采用三角函数速度曲线优化，并应用遗传算法找到最优解。 再次，非理想条件下，根据加速度约束条件，生成期望加速度序列，并以此建立自车运动状态矩阵，预测自车行为模型。根据毫米波雷达采集到的前车行驶数据，通过线性拟合的方法预测前车加速度，并以此建立前车运动状态矩阵，预测前车行为模型。设计通行时间、安全性和舒适性三个成本函数，对期望加速度序列进行场景评价，选择出成本最低的加速度作为期望加速度。当通行时间与安全性产生冲突时，对相邻车道进行评价，满足要求采取换道操作。 最后，本文基于Prescan和MATLAB/Simulink联合仿真平台，对理想状态和非理想状态情况下的通行策略进行仿真验证。结果表明，本文提出的通行策略能够在安全性和舒适性的前提下，平稳有效的通过路口，减少停车等待的时间，尽可能避免急剧的变速过程。 |
| 作者： | 姚志伟 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张炳力 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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