双向双车道超车行为的智能车队间隙控制优化

作     者：陈俊杰 蔡伯根 上官伟 王剑 柴琳果 CHEN Jun-jie;CAI Bai-gen;SHANGGUAN Wei;WANG Jian;CHAI Lin-guo

作者机构：北京交通大学电子信息工程学院北京100044 北京交通大学北京市轨道交通电磁兼容与卫星导航工程技术研究中心北京100044 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 

出 版 物：《交通运输工程学报》 (Journal of Traffic and Transportation Engineering)

年 卷 期：2019年第19卷第2期

页      面：178-190页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFB1600600) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2018YJS019) 国家自然科学基金项目(61773049 61490705) 

主　　题：交通信息工程 双向双车道 智能车队 单车超越车队算法 安全间隙 间隙优化 分步式超车 

摘      要：建立了双向双车道环境下单车超越车队模型,分析了影响双向双车道超车危险区域范围的主要因素;设计了分步式单车超越车队算法,研究了安全间隙前后车速度、超车车辆入队速度与车队安全间隙范围四者之间的关系,提出了车辆入队所需最小安全间隙的速度匹配方案;建立了单车超越车队算法的目标函数,设定最大允许超车时间内超车车辆与车队行驶距离最大,超车车辆超越车队车辆数最多,前、后车形成安全间隙过程中加速度、减速度最小;提出了基于改进粒子群的分级约束多目标优化方法,为单车超越车队算法中的三级车速引导提供了优化的速度引导方案。研究结果表明:双向双车道环境下超车危险区域范围与车队车辆数及对向车辆行驶速度成正相关关系;改进的粒子群优化算法相比传统算法具有更强的鲁棒性和更快的收敛速度,平均收敛时间缩短39.2%;在分步式单车超越车队过程中,车队车辆平均速度提升9.04%,即在车队间隙生成过程中,虽然部分车辆速度减小,但车队整体平均速度得到提升;超车车辆平均速度提升16.8%,即在超车过程中,不仅超车车辆的安全性得到保证,其运行效率也得到提升。