智能車路系統(tǒng)中車隊協(xié)同駕駛研究綜述

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1、智能車路系統(tǒng)中車隊協(xié)同駕駛研究綜述　　車隊協(xié)同駕駛本質(zhì)上是一個連續(xù)動態(tài)系統(tǒng)和離散事件系統(tǒng)相結(jié)合的混成動態(tài)系統(tǒng)，比如車隊協(xié)作策略的執(zhí)行和協(xié)作模態(tài)的變遷，以下是小編搜集整理的一篇關(guān)于智能車路系統(tǒng)中車隊協(xié)同駕駛研究的論文范文，歡迎閱讀借鑒?！　≤囮爡f(xié)同駕駛，是指在兼顧道路交通安全與效率的前提下，充分利用道路條件，將若干單車組成跨車道柔性車隊，使其不僅具有單車道車隊速度快、間距小等特點，還能根據(jù)不同道路條件，通過車隊之間的協(xié)調(diào)與合作，一方面簡化交通控制與管理的復雜程度，有效減緩交通擁堵;另一方面可以減少由人為因素所致的交通事故，保證交通安全，并在此基礎(chǔ)上節(jié)

2、約能源，減少環(huán)境污染?！　∵@些連續(xù)和離散的動力學行為不僅共同存在，而且相互作用。因此，車隊協(xié)同駕駛過程既取決于對離散的瞬時事件的響應(yīng)，又取決于對微分方程和差分方程表示的隨時問變化的動力學行為的響應(yīng)。這樣，車隊協(xié)同駕駛過程就可演化成多模態(tài)變遷下的車隊協(xié)作策略執(zhí)行過程。　　目前，雖然車路通信技術(shù)研究較為成熟，已應(yīng)用于交通誘導和不停車收費等先進交通管理系統(tǒng)，但是支持車隊協(xié)同駕駛的車車通信技術(shù)還處在試驗階段，而且實際道路交通環(huán)境難于為實車協(xié)同駕駛研究提供試驗場地和場景。此外，考慮到車隊協(xié)同駕駛系統(tǒng)是一個復雜的、分層的混成動態(tài)系統(tǒng)，其相關(guān)理論與技術(shù)仍處在不斷

3、發(fā)展和完善中，利用各種相關(guān)交通仿真技術(shù)構(gòu)建試驗平臺是非常必要的?！　∫虼?，結(jié)合混成控制理論與半實物仿真技術(shù)，可以為車隊協(xié)同駕駛混成控制研究提供有效的理論與試驗基礎(chǔ)?！　?、國內(nèi)外現(xiàn)狀分析　　目前國際上具有代表性的車路協(xié)同計劃有：美國車輛和道路設(shè)施系統(tǒng)協(xié)調(diào)計劃IntelliDrive、日本Smarts)、SAFESPOT(SmartVehiclesonSmartRoads)、COOPERS(CO-OperativeSystemsforIntelligentRoadSafety)。這些計劃將綜合應(yīng)用信息、通信、傳感網(wǎng)絡(luò)、新一代互聯(lián)網(wǎng)、可信計算和計算仿真

4、等領(lǐng)域的最新技術(shù)，實現(xiàn)車輛與道路設(shè)施的智能化和信息共享，在實時、可靠的全時空交通信息的基礎(chǔ)上，結(jié)合車輛主動安全控制和道路協(xié)同控制技術(shù)，保證交通安全，提高通行效率，實現(xiàn)人-車-路的有效協(xié)同。由此可見，實現(xiàn)車路協(xié)同技術(shù)的功效和作用，關(guān)鍵在于開展智能車路系統(tǒng)中車隊協(xié)同駕駛研究，其相關(guān)研究領(lǐng)域主要涉及車隊協(xié)同駕駛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、車車通信技術(shù)、車隊協(xié)作策略以及相關(guān)交通仿真與試驗技術(shù)等方面?！　?.1車隊協(xié)同駕駛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　　目前國際上車隊協(xié)同駕駛系統(tǒng)研究主要借鑒智能車路系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)(IntelligentVehicleHighsArchitecture)和混成動態(tài)系

5、統(tǒng)理論(HybridDynamicSystem)兩方面。在智能車路系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)方面，美國加州大學Berkeley分校PATH課題組于1991年提出的智能車路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用分層的結(jié)構(gòu),具體包括網(wǎng)絡(luò)層、鏈接層、協(xié)調(diào)層、控制層和物理層5個部分(圖1)。物理層包括車載控制器以及車輛的物理結(jié)構(gòu)(發(fā)動機、油門、制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、車載傳感器等)，依靠車輛動力學特性，實現(xiàn)車輛的橫向及縱向控制?？刂茖訄?zhí)行相應(yīng)的操縱策略，指導車輛的橫向及縱向控制。協(xié)調(diào)層根據(jù)車輛的位置、數(shù)目、即時活動等信息，選定相應(yīng)的操縱策略，并與不同的協(xié)調(diào)層和鏈接層進行通信，即時更新上述信息，并

6、改變相應(yīng)的操縱策略。鏈接層將路網(wǎng)劃分為不同路段，根據(jù)不同路段上的車流密度、車輛起始位置、行駛長度等決定是否需要相關(guān)的車輛操縱策略，如巡航、跟隨、組合與拆分、車道保持與變換等。通過無線網(wǎng)絡(luò)，將決策的結(jié)果發(fā)送到協(xié)調(diào)層。網(wǎng)絡(luò)層對整個路網(wǎng)進行管理與規(guī)劃，增加路網(wǎng)容量，減少車輛平均出行時間，從而緩解交通擁堵。　　智能車路系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)日本的Tsugaani等人通過分析車輛縱向和橫向控制系統(tǒng)，將整個車載控制系統(tǒng)設(shè)計為混成動態(tài)系統(tǒng).每一個車輛都有一個監(jiān)督模型，用于車輛的決策與控制。對于系統(tǒng)的離散狀態(tài)，可以通過選用合適的差分方程進行求解?！　≡缙诘幕斐蓜討B(tài)系統(tǒng)理論主

7、要集中在混成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及連續(xù)時間系統(tǒng)的混成控制器設(shè)計，由于缺乏專門的計算機分析及仿真軟件，并沒有引起重視?！　‰S著多體系統(tǒng)動力學方法及相關(guān)軟件的發(fā)展，混成動態(tài)系統(tǒng)建模與仿真也逐漸得到發(fā)展。2001年，Jeon等人設(shè)計了車輛協(xié)同駕駛系統(tǒng)混成控制器，用于車輛組合與拆分策略.在車輛組合與拆分過程中確定安全的組合/拆分距離，通過離散事件監(jiān)督控制器對其進行控制。2004年，Alain針對從匝道入口駛?cè)胫鞲傻儡囕v引發(fā)的碰撞問題，設(shè)計了車輛混成控制器.該控制器由混成自動機和導入其中的連續(xù)控制定律構(gòu)成，混成自動機決定車輛何時駛?cè)腭偝龉?，何時組合及拆分車隊等;連續(xù)

8、控制定律決定車輛行駛加速度的大小，避免與相鄰車輛產(chǎn)生碰撞。2005年，Girard等人考慮車輛控制系統(tǒng)的非線性特性，在設(shè)計