交叉路口車輛的控制

（Isolated intersection control for various levels of vehicle technology:Conventional,connected,and automated vehicles）

車輛互聯(lián)技術(shù)有利于緩解交叉路口的交通壓力。配備該技術(shù)的汽車所提供的信息可用于設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)更高效的信號(hào)控制策略。此外，集中控制器可以用來(lái)控制車輛的運(yùn)行軌跡。本文建立了一個(gè)簡(jiǎn)單的控制算法，該算法可以用來(lái)在簡(jiǎn)單的單路口的互聯(lián)車輛。

該算法相比于以往的控制具有特點(diǎn)：

（1）整合了三個(gè)不同的發(fā)展階段的技術(shù)；

（2）根據(jù)技術(shù)的發(fā)展階段，開(kāi)發(fā)一種新式切換信號(hào)控制；

（3）用分支定界求解方法提高計(jì)算效率；

（4）結(jié)合了車輛的運(yùn)行軌跡規(guī)劃；

（5）使用卡爾曼濾波器來(lái)減少測(cè)量誤差對(duì)最終解決方案的影響。

本文設(shè)計(jì)了三種類型的車輛來(lái)代表該技術(shù)的不同階段：常規(guī)車輛，連接但非自動(dòng)車輛（連接車輛）和自動(dòng)車輛。該算法根據(jù)位置信息找到最佳的總延誤序列，使總延誤最小化。在每個(gè)發(fā)車序列中，該算法可以找到減少總延誤的自動(dòng)車輛的最佳軌跡。通過(guò)分支定界法得到最優(yōu)發(fā)車序列和軌跡，說(shuō)明了該算法在復(fù)雜交叉口具有巨大的推廣潛力。我們對(duì)不同技術(shù)階段的總流量、需求率和滲透率分別進(jìn)行了模擬。仿真結(jié)果表明，當(dāng)信息水平低至50%時(shí)，采用車輛互聯(lián)算法對(duì)停車點(diǎn)總數(shù)和延誤時(shí)間進(jìn)行了明顯的減少。同時(shí)對(duì)該算法針對(duì)不同輸入?yún)?shù)和測(cè)量噪聲的魯棒性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，該算法對(duì)高流量場(chǎng)景下的到達(dá)模式更為敏感。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法能很好地處理測(cè)量噪聲。