通过联网自动驾驶车辆流级协调提升高速公路合流效率
系统与控制
2021-08-05 v1 系统与控制
摘要
高速公路匝道因其相关的合流、交织和换道行为引起的频繁扰动,是高速公路网中的典型瓶颈。借助实时通信与精确运动控制,联网自动驾驶车辆(CAVs)为显著提升匝道瓶颈的交通运行性能提供了契机。本文提出一种上层控制策略,通过主动间隙生成与车队编队来协调匝道合流处的两股交通流。该协调包含三个部分:(1) 主线车辆主动减速以形成较大的合流间隙;(2) 匝道车辆在进入主路前形成车队;(3) 主路上形成的间隙与匝道上形成的车队在尺寸、速度和到达时间上相互协调。该协调被表述为一个约束优化问题,结合宏观与微观交通流模型,以获取流级效率增益。模型以交通状态参数为输入,确定自适应实时交通条件的最优协调方案。通过一个示例案例研究展示了所提协调的益处。结果表明,该协调易于实际部署,可大幅提升匝道合流的整体效率,尤其在高交通量条件下可预防经常性交通拥堵并提高合流吞吐率。
引用
@article{arxiv.2108.01875,
title = {Improving Freeway Merging Efficiency via Flow-Level Coordination of Connected and Autonomous Vehicles},
author = {Jie Zhu and Ivana Tasic and Xiaobo Qu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.01875},
year = {2021}
}