吉林大学王琳虹获国家专利权
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龙图腾网获悉吉林大学申请的专利一种网联混行环境下隧道事故路段的协同换道方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117496761B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311515808.9,技术领域涉及:G08G1/16;该发明授权一种网联混行环境下隧道事故路段的协同换道方法及系统是由王琳虹;邱春香;郭梦竹;付明昊;孙雅幸;王鑫;李鑫;王玮迪设计研发完成,并于2023-11-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种网联混行环境下隧道事故路段的协同换道方法及系统在说明书摘要公布了:一种网联混行环境下隧道事故路段的协同换道方法及系统,它属于网联混行环境下的交通安全领域。本发明解决了现有方法换道效率低的问题。本发明针对网联自动驾驶车辆与网联人工驾驶车辆并存的驾驶环境,提出了网联混行环境下隧道事故路段的协同换道方法,更适用于车联网发展的进程。在单车换道决策中,通过计算临界安全距离,并与实际距离进行比较,可有效保证车辆换道过程的安全性。而且,针对隧道事故路段上游车必须换道的强制换道问题,在车辆能够安全完成换道的前提下,最大限度的利用道路资源,提高换道效率并减小对其他车辆的影响,从而提高隧道内的通行效率。本发明方法可以应用于网联混行环境下隧道事故路段的协同换道。
本发明授权一种网联混行环境下隧道事故路段的协同换道方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种网联混行环境下隧道事故路段的协同换道方法,其特征在于,所述方法具体包括以下步骤: 步骤一、沿车辆行驶方向,由右向左对单向通行隧道的各条车道依次进行编号,将各条车道分别编号为第1车道、第2车道、…、第n车道; 步骤二、当第i车道上发生交通事故时,其中i≠1且i≠n,将发生交通事故的车辆的位置作为起点位置,将交通事故所能影响的极限位置作为终点位置,起点位置与终点位置之间的区域即为在第i车道上的交通事故影响区,将交通事故影响区的长度表示为s; 对第i车道上的位于交通事故影响区内的网联自动驾驶车辆执行步骤三,第i车道上的位于交通事故影响区内的网联人工驾驶车辆则自行选择目标车道及换道时机; 步骤三、对位于发生交通事故的车辆后面的网联自动驾驶车辆进行编号,即根据网联自动驾驶车辆与发生交通事故车辆的距离,按照距离由近及远的顺序对各网联自动驾驶车辆进行由小到大的编号; 初始化车辆编号n=1,对车辆n和车辆n+1执行步骤四; 步骤四、计算出第i-1车道的当前车流速度以及第i+1车道的当前车流速度; 若第i-1车道的当前车流速度大于等于第i+1车道的当前车流速度,则将第i-1车道作为车辆n的目标车道,将第i+1车道作为车辆n+1的目标车道; 否则,若第i-1车道的当前车流速度小于第i+1车道的当前车流速度,将第i-1车道作为车辆n+1的目标车道,将第i+1车道作为车辆n的目标车道; 步骤五、车辆n和车辆n+1均被称为换道车辆,对车辆n和车辆n+1同时执行步骤五一至步骤五五的过程,直至车辆n或车辆n+1换道完成时,执行步骤六; 步骤五一、记换道车辆与目标车道前车k的距离为L1,判断距离L1是否满足式1的条件: L1≥Si-Sk+Wsinθ1 式中:Si为换道车辆在时间t内行驶的水平距离,Sk为目标车道前车k在时间t内行驶的水平距离,W为车辆宽度,θ为换道车辆在换道过程中与水平线之间的夹角; 步骤五二、若换道车辆满足式1的条件,则执行步骤五三;若换道车辆不满足式1的条件,则换道车辆先减速等待目标车道的下一换道间隙,在下一换道间隙返回执行步骤五一; 步骤五三、记换道车辆与目标车道后车j的距离为L2,判断距离L2是否满足式3的条件: L2≥Sj-Si+Wsinθ3 式中:Sj为目标车道后车j在时间t内行驶的水平距离; 步骤五四、若换道车辆满足式3的条件,则换道车辆执行换道; 若换道车辆不满足式3的条件,则执行步骤五五; 步骤五五、若目标车道后车j为自动驾驶车辆,则目标车道后车j减速让行且换道车辆加速换道; 若目标车道后车j为人工驾驶车辆,则进行换道博弈; 换道博弈的具体过程为: 构建换道车辆的收益函数P及目标车道后车的收益函数Q,并根据换道车辆和目标车道后车的收益函数进行决策: Subjectto r∈{0,1},rr-1=0 ai∈[amin,amax] vi∈[vmin,vmax] aj∈[amin,amax] vj∈[vmin,vmax] 其中,r={0,1},r=0表示保持当前车道,r=1表示向目标车道换道;ai *,r*表示目标车辆与目标车道后车博弈时的博弈解,Γ2表示目标车道后车的候选策略集,γ2ai,r表示在给定换道车辆的策略时目标车道后车的最优策略集,表示将公式左端的计算方法定义为公式右端,amin是换道车辆允许的最小加速度,amax是换道车辆允许的最大加速度,ai是换道车辆的加速度,vmin是换道车辆允许的最小速度,vmax是换道车辆允许的最大速度,vi是换道车辆的速度,vj为目标车道后车的速度,aj是目标车道后车的加速度,αi和αj是权重系数; 当博弈解ai *,r*中的r*等于1时,则代表换道车辆博弈成功,换道车辆向目标车道换道,当博弈解ai *,r*中的r*等于0时,则代表换道车辆博弈失败,换道车辆先减速等待目标车道的下一换道间隙,在下一换道间隙返回执行步骤五一; 步骤六、若换道完成的车辆以第i-1车道为目标车道,则车辆n+2以第i-1车道为目标车道并开始执行步骤五一至步骤五五的换道过程,未换道完成的车辆则继续进行换道; 若换道完成的车辆以第i+1车道为目标车道,则车辆n+2以第i+1车道为目标车道并开始执行步骤五一至步骤五五的换道过程,未换道完成的车辆则继续进行换道; 步骤七、直至步骤六中同时换道的两个车辆中的任一车辆换道完成时,判断除了步骤六中正在换道的车辆之外,在第i车道且在发生交通事故车辆的后面是否还有网联自动驾驶车辆; 若有网联自动驾驶车辆,则令n=n+1后,返回执行步骤六; 若没有网联自动驾驶车辆,则等待步骤六中同时换道的两个车辆均换道完成后,整个换道过程结束。
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