基于车路协同的匝道合流算法研究与仿真

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1、分类号：TP3910710-2015124061硕士学位论文基于车路协同的匝道合流算法研究与仿真王龙飞导师姓名职称惠飞副教授申请学位类别工学硕士学科专业名称计算机应用技术论文提交日期2018年04月02日论文答辩日期2018年6月03日学位授予单位长安大学ResearchandSimulationofRampMergingAlgorithmBasedonCooperativeVehicleInfrastructureADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangLongfe

2、iSupervisor：Asso.prof.HuiFeiChang’anUniversity,Xi’an,Chinaii摘要据统计，中国每年约有30％的交通事故发生在公路匝道区域，而其主要诱因则是匝道合流区域的汇入车辆带来的交通扰动。匝道合流分流区域的交通管控问题也受到越来越多关注。本文基于车联网技术，对匝道合流区域车辆协同合流算法进行研究，通过对协同调控机理分析，提出了一种基于空余时段速度调整的协同控制方法，并对该算法进行仿真分析。论文主要工作如下：首先，对国内外研究现状、车路协同技术及匝道合流算法需求进行分析，提出了一种匝道合流算法框

3、架。为保证算法的实时性，设计了一种决策模块与执行模块之间的通信策略，有效的提高了通信效率。其次，对算法的主要组成部分决策模块与执行模块进行了细化设计。在决策模块中提出时间规划模型，该模型综合了虚拟队列原理与运动学原理，利用空余时段来调节交通流的时间冲突和空间冲突，从而提高交通效率。执行模块设计中，分析了速度调控的几种情况，并且根据不同的情况设计了不同模式下的调控算法，随后对其进行了适量优化，从而保证了舒适度的要求。最后，选用Veins车联网仿真系统对文中算法进行了仿真。结合算法模块的划分与Veins仿真系统特性，对匝道合流控制系统进行设计

4、与编码，并对仿真结果进行整理与分析。仿真结果表明，在自然驾驶情况下，两车道车辆因缺乏交互协作从而在匝道合流区域产生交通冲突；而当两车道密度之和过饱和时，随着车辆密度的增加产生交通拥堵的时间越来越短。当利用本算法对合流过程进行调控后，减少了合流区域的交通冲突，在一定程度上提高了交通效率和安全性；且在车辆密度过饱和时，可以起到延缓交通拥堵的作用。关键字：匝道合流，车路协同，合流模型，速度控制算法iiiAbstractAccordingtostatistics,about30%ofthetrafficaccidentsinChinaoccuri

5、ntherampareaeveryyear,andthemainincentiveisthetrafficdisturbancecausedbyremittancevehiclesintherampconfluencearea.Moreandmoreattentionhasbeenpaidtotrafficcontrolintheconfluenceanddiversionroads.Basedonthevehiclenetworkingtechnology,thispaperstudiesthecollaborativeconfluen

6、cealgorithmofvehiclesintheconfluencezoneoftheramp.Anditproposesacoordinatedcontrolmethodbasedonthespeedadjustmentinfree-timeperiodthroughtheanalysisofthecooperativeregulationmechanism,andcarriesoutsimulationanalysisofthealgorithm.Themainworkofthethesisisasfollows:Firstly,

7、thepaperproposesaframeworkofconfluencealgorithmbasedontheanalysisoftheresearchstatusofdomesticandforeignresearch,vehicle-roadcoordinationtechnologyandthedemandofroadconfluencealgorithm.Inordertoensurethereal-timeperformanceofthealgorithm,acommunicationstrategybetweenthede

8、cisionmoduleandtheexecutionmoduleisdesigned.Thereforethecommunicationefficiencyiseffectivelyimpr