基于时空协同控制提升高速公路匝道合并安全性与效率
系统与控制
2025-02-17 v3 系统与控制
摘要
在自动驾驶高速公路场景中, 确保匝道合并的安全与效率仍是重要挑战。现有系统往往难以准确评估其他车辆的状态与意图, 导致尽管保持安全距离仍频发事故。本文提出一种集成车辆-路网协同的时空协同控制方法以解决此关键问题。我们发展了完整的 methodology, 从计算变动时空条件下的安全距离开始, 考虑车速差、定位误差和时钟同步误差等多种因素。随后构建了高级车辆冲突风险评估模型, 将碰撞加速度和紧急加速度作为关键参数, 提供更精确、更细致的评估。基于计算的安全距离和冲突风险评估, 形式化主干优先协同控制方法, 实现车辆轨迹的预规划, 有效减少车辆间冲突。通过多样化交通量和车速情景的严谨仿真, 验证了所提策略的有效性。结果显示, 平均延迟时间降低了惊人的 97.96%, 燃油消耗减少 6.01%。这些结果表明, 所提方法不仅加快车辆合并速度, 还显著降低延迟和燃油消耗, 从而提升匝道合并操作的整体性能。
引用
@article{arxiv.2408.08121,
title = {Enhancing Expressway Ramp Merge Safety and Efficiency via Spatiotemporal Cooperative Control},
author = {Ting Peng and Xiaoxue Xu and Yuan Li and Jie WU and Tao Li and Xiang Dong and Yincai Cai and Peng Wu and Sana Ullah},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.08121},
year = {2025}
}