车路协同系统中无信号交叉口优化控制方法研究

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1、学校代码：密级：公开七、又避乂華硕士学位论文车路协同系统中无信号交叉口优化控制方法研究作者姓名郑子茹学科专业交通信息工程及控制指导教师蔡伯根教授培养院系电子信息工程学院二零一五年三月硕士学位论文车路协同系统中无信号交叉口优化控制方法研究作者：郑子药导师：蔡伯根北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为

2、存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）签字日期：■年》月日学校代码：密级：公开北京交通大学硕士学位论文车路协同系统中无信号交叉口优化控制方法研宄作者姓名：郑子茹学号：导师姓名：教授：蔡伯根职称学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：交通信息工程及控制研究方向：智能交通北京交通大学年月致谢本论文的工作是在我的导师蔡伯根教授的悉心指导下完成的，蔡伯根老师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。蔡伯根老师悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习和生活上都给与了我很大的关心和帮助，在此衷心感谢两年多

3、以来蔡伯根老师对我的关心和指导上官伟副教授、王剑副教授、王忠立副教授、刘江副教授对我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此向四位老师表示衷心的谢意。在实验室工作及撰写论文期间，实验室柴琳果师兄、李四辉师兄给予了我许多的帮助与建议，为我在硕士研宄生期间的学习提供了极大的帮助，在此向师兄表示由衷的感谢；实验室的杨森、王丛丛、张家铭、刘朋慧、郭弘倩等同学也对我论文中的相关研究工作给予了热情帮助，与他们相处的两年时间里，大家相互鼓励、帮助，让我充分体会到了分享和团队合作的快乐，这将是我人生经历中一笔宝贵的财富，在此向他们表达我的感激之情。特别感谢我的家人，他们的理

4、解和支持使我能够在学校专心完成我的学业，他们的鼓励和帮助是我求学生涯及人生道路上最坚实的精神后盾，我愿与他们分享我取得的每一点进步所带来的喜悦。谨以此文献给我含辛茹苦的父母，祝双亲身体健康，万事如意。摘要摘要车路协同系统是通过出行者、智能车载设备以及智能路侧设备三者之间实时、高效的信息交互来达到保障交通系统行车安全、提高通行效率的目的，是目前道路交通领域的研究热点，也是未来智能交通的发展方向。交叉口是影响交通系统安全与效率的关键环节，也是车路协同需要研宄的关键问题之一。无信号交叉口是常见的交叉口类型，但此类交叉口常存在路段内车速较快、视野狭窄等因素，使得驾驶员不

5、能准确预测冲突车辆的具体位置及到达时间，从而导致其交通事故发生率高、通行效率低，因此解决无信号交叉口的安全和效率问题己成为迫在眉睫的交通需求。本文就车路协同系统中的无信号交叉口优化控制方法展开研宄。论文基于车路协同系统的技术特点、无信号交叉口可接受间隙理论及道路使用权理论，设计了无信号交叉口控制系统，制定了车辆和路侧设备以及车辆和车辆之间的信息交互策略，确定了无信号交叉口的基本控制流程。论文针对交叉口通行效率问题，在保证车辆安全的前提下，设计了适应于不同交通流量的两种无信号交叉口优化控制方法：（设计了适用于交通负载较大的基于车速引导的无信号交叉口优化控制方法。该

6、方法保留了传统信号控制用相位保证车辆安全的思想，利用速度引导模型及交叉口控制优化模型对虚拟信号配时进行优化，并将之转换为速度引导信息及路权信息发送给车辆。试验证明，该方法不仅能够解决信号交叉口“两难区”问题，还可以在保证车辆安全的前提下提高交叉口的通行效率。（设计了适应于交通负载较小的基于的无信号交叉口优化控制方法。该方法为了使交叉口交通资源被最大限度的利用，使车辆能够按其到达时间穿插通过交叉口，利用时延网对车辆通过交叉口的过程进行建模，并依此建立交叉口车辆最快消散目标函数，采用递归方式求解车辆最优通过序列。试验证明，该方法在车流负载较小的情况下能够在保证安全的

7、同时，获得很好的通行效率。论文利用己有的车路协同系统仿真平台预留接口，设计了基于的无信号交叉口控制联邦，该联邦具有数据接收、处理及统计功能，为方法验证提供了有力的测试平台。在该平台上，验证了本文所设计的两种无信号优化控制方法的有效性，达到了论文预期的开发要求。关键词：车路协同系统（无信号交叉口；道路使用权；车速引导；时延网（ABSTRACTABSTRACTIntelligentvehicleinfrastructurecooperativesystems(I-VICS)ensuretrafficsafetyandimproveefficiencybytherea

8、l-timeinform