混合自动驾驶场景多换道需求下的主动间隙适配和换道序列规划

祁宏生，应雨燕，林俊山，姚志洪

混合自动驾驶场景多换道需求下的主动间隙适配和换道序列规划

祁宏生1，应雨燕1，林俊山2，姚志洪3

(1. 浙江大学，智能交通研究所，杭州 310058；2. 海南省热带汽车试验有限公司，海南琼海 571400；3. 西南交通大学，交通运输与物流学院，成都 611756)

为解决城市道路拥挤状态下车辆可行换道间隙少、换道时间长，进而导致停车等待、堵塞后续车流等问题，本文基于智能网联环境下车辆之间的交互协同，提出了一种混合自动驾驶场景多换道需求下的主动间隙适配和换道序列规划模型。首先，采用多项式和三角函数分别描述了换道过程中的空间轨迹和速度曲线，得出了换道间隙可行性判别依据。在此基础上，构造了换道启动可行状态集合，并构建了单个换道请求下的间隙适配和协同换道的最优控制模型。然后，考虑多换道需求，构建了主动间隙适配和换道序列规划模型，对换道序列进行整体优化。最后，设计了数值仿真实验，验证了本文模型可对多换道需求进行时空优化。仿真实验结果表明，本文模型能够降低换道行为对城市道路通行能力的影响，且适用于不同的交通需求，模型可提升24%的道路通过量。

智能交通；智能网联车辆；换道；轨迹规划；间隙；仿真

0 引 言

传统交通流理论分别采用跟驰模型和换道模型描述车辆的纵向和横向运动。车辆行驶过程中，驾驶员根据自身的期望速度和周边车辆的信息(位置、速度等)进行跟驰或换道的选择。……