本发明公开了一种考虑车间交互的车辆汇入控制方法，步骤如下：获取进入匝道汇入准备区域的匝道车辆和主道车辆的位置、速度信息；确定匝道汇入准备区域内最靠近匝道汇入区域的主道车辆；构建新进入匝道汇入准备区域的匝道车辆与主道车辆之间的合作博弈；确定最优汇入序列；求解出汇入过程中各车辆当前时刻的最优加速度；各车辆根据求解得到的最优加速度进行相应的油门和刹车控制。本发明考虑了匝道车辆在汇入过程中与主道车辆之间的的交互作用，通过匝道车辆与主道车辆之间的博弈，得到了车辆最优汇入序列，有效地提高了匝道车辆汇入过程的高效性，缓解了匝道汇入交通的拥堵，降低了燃油消耗。
1.一种考虑车间交互的车辆汇入控制方法，其特征在于，步骤如下：步骤1：匝道汇入区域路边设施获取进入匝道汇入准备区域的匝道车辆和主道车辆的位置、速度信息，并将该信息传输给匝道汇入准备区域内的各车辆；
步骤2：根据步骤1中获取的车辆位置信息，确定匝道汇入准备区域内最靠近匝道汇入区域的主道车辆mj；构建新进入匝道汇入准备区域的匝道车辆ri与主道车辆mj之间的合作博弈，求解合作博弈的解，确定匝道车辆ri与主道车辆mj进入匝道汇入区域的次序；若匝道车辆ri先于主道车辆mj进入匝道汇入区域，则进入步骤4；若匝道车辆ri后于主道车辆mj进入匝道汇入区域，则进入步骤3；
步骤3：根据步骤1中获取的车辆位置信息，确定匝道汇入准备区域内的主道车辆mj的相邻后车为主道车辆mj+1，若不存在该车辆，则进入步骤4；构建匝道车辆ri与主道车辆mj+1之间的合作博弈，并求解合作博弈的解，确定匝道车辆ri与主道车辆mj+1进入匝道汇入区域的次序；若匝道车辆ri先于主道车辆mj+1进入匝道汇入区域，则进入步骤4；若匝道车辆ri后于主道车辆mj+1进入匝道汇入区域，则更新主道车辆mj+1的编号为mj，重复步骤3；
步骤4：根据上述步骤2和步骤3中得到的各匝道车辆和各主道车辆通过匝道汇入区域的次序，确定最优汇入序列；将匝道车辆的汇入问题构建为车辆的跟驰问题；根据最优汇入序列，确定跟驰问题中的前车和后车，再采用考虑车型特征的跟驰控制方法，求解出汇入过程中各车辆当前时刻的最优加速度；
步骤5：各车辆根据上述步骤4求解得到的最优加速度进行相应的油门和刹车控制；
所述步骤2和步骤3中的匝道车辆与主道车辆的合作博弈为：匝道车辆ri的策略集为Sr＝{前车，后车}，主道车辆mj或主道车辆mj+1的策略集为Sm＝{前车，后车}，其中“前车”代表该车辆先于另一车辆进入匝道汇入区域，“后车”代表该车辆后于另一车辆进入匝道汇入区域；对于博弈双方中任一车辆c，c∈{ri,mj,mj+1}，采用极小值原理预先估计车辆c在采取不同策略时，车辆c从当前时刻 到进入匝道汇入区域的时刻 的各时刻的最优加速度、最优速度和最优位置；根据最优加速度、最优速度和最优位置信息，求解博弈双方中任一车辆c在匝道车辆ri采取策略sr、主道车辆mj或主道车辆mj+1采取策略sm时的成本为：Jc(sr,sm)＝Jtc(sr,sm)+Jfc(sr,sm)+Jcc(sr,sm)式中，Jtc、Jfc和Jcc分别是车辆c在匝道车辆ri采取策略sr、主道车辆mj或主道车辆mj+1采取策略sm时的通行效率成本、燃油消耗成本和舒适度成本；合作博弈的最优策略为：所述车辆c在匝道车辆ri采取策略sr、主道车辆mj或主道车辆mj+1采取策略sm时的通行效率成本为：
式中，kt是常系数，是当前时刻， 是车辆c进入匝道汇入区域的时间；
所述车辆c在匝道车辆ri采取策略sr、主道车辆mj或主道车辆mj+1采取策略sm时的燃油消耗成本为：
所述车辆c在匝道车辆ri采取策略sr、主道车辆mj或主道车辆mj+1采取策略sm时的舒适度成本为：
2.根据权利要求1所述的考虑车间交互的车辆汇入控制方法，其特征在于，所述步骤1中的匝道汇入区域指匝道与主道相连接的区域。
3.根据权利要求1所述的考虑车间交互的车辆汇入控制方法，其特征在于，所述步骤1中的匝道汇入准备区域指距离匝道汇入区域长度为Sp的区域内，长度Sp由路边设施的最远通信距离决定。
4.根据权利要求1所述的考虑车间交互的车辆汇入控制方法，其特征在于，所述步骤2和步骤3中的匝道车辆ri与主道车辆mj或主道车辆mj+1的合作博弈中，当匝道车辆ri的策略与主道车辆mj或主道车辆mj+1的策略相同时，即匝道车辆ri和主道车辆mj或主道车辆mj+1同时选择“前车”或“后车”时，有：
Jr(sr,sm)＝Jm(sr,sm)＝∞,sr＝sm式中，Jr(sr,sm)和Jm(sr,sm)分别是匝道车辆ri和主道车辆mj或主道车辆mj+1分别采取策略sr和策略sm时的成本。
5.根据权利要求1所述的考虑车间交互的车辆汇入控制方法，其特征在于，所述采用极小值原理预先估计车辆c在采取不同策略时，车辆c从当前时刻 到进入匝道汇入区域的时刻 的各时刻的最优加速度、最优速度和最优位置的方法具体为：车辆的运动学模型为：式中，pc是车辆c的位置，vc是车辆c的速度，ac是车辆c的加速度，以最小燃油消耗为目标，得到最优控制问题为：
s.t.vmin≤vc(t)≤vmax,amin≤ac(t)≤amax,
式中，vmin和vmax分别是最小行驶速度和最大行驶速度，amin和amax分别是最小行驶加速度和最大行驶加速度。
6.根据权利要求1所述的考虑车间交互的车辆汇入控制方法，其特征在于，所述步骤4中的最优汇入序列为各主道车辆和匝道车辆通过匝道汇入区域的次序；当匝道汇入准备区域中有M个主道车辆和R个匝道车辆时，若根据步骤2和步骤3得到新进入匝道汇入准备区域的第R+1辆匝道车辆进入匝道汇入区域的次序是在第j辆主道车辆之后，则得到最优汇入序列为：
{m1,…,r1,…,mj,rR+1,…mM}式中，m代表主道车辆，r代表匝道车辆。
7.根据权利要求1所述的考虑车间交互的车辆汇入控制方法，其特征在于，所述步骤4中的考虑车型特征的跟驰控制方法为：后车f跟随前车l行驶，后车f的最优加速度为：式中，τ为车辆加减速的反应时间；VTF为车型特征参数， 其中，k为常系数，Mf为后车的质量，ζ为质量指数参数，Lf为后车的车身长度，κ为车长指数参数，且有ζ＞κ＞0；vf(t)为后车f的速度；v0为期望速度；δ为加速度因子；Δp(t)为前后车辆之间的间距，*
Ll为前车的车身长度；Δp(vf(t),Δv(t))为前后车辆之间的期望间距，由下式求得：
式中，p0为最小安全距离，TH安全车头时距，p1为与速度相关的安全距离参数，d为舒适的减速度。
一种考虑车间交互的车辆汇入控制方法
技术领域
[0001] 本发明属于自动驾驶车辆的智能控制技术领域，具体涉及一种考虑车间交互的车辆汇入控制方法。
背景技术
[0002] 随着21世纪我国汽车保有量的不断增长，道路交通系统已经十分庞大和复杂，在交通安全和环境污染方面产生了严重问题，威胁着人们的生命财产安全，不利于可持续发
展。随着电子与信息技术的发展，车辆的智能控制技术被广泛认为是最具潜力的解决交通
安全和环境污染问题的有效方法。基于智能控制技术的自动驾驶车辆能够提高智能交通系
统的效率和安全性，有利于满足人们日益增长的物质需求。
[0003] 根据近年来的交通事故统计分析，匝道汇入区域是最易发生交通事故和产生拥堵的关键区域之一，对交通安全和环境污染的影响最严重。于是，如何有效改善匝道汇入区域
的交通问题成为了一个重要课题。中国发明专利申请号CN201610296352.5，名称为“一种基
于车车联网的高速公路入口匝道安全控制方法”中提出了一种基于车车联网的高速公路入
口匝道安全控制方法，该方法通过控制中心与主道和匝道车辆进行联网，收集车辆信息，进
行碰撞风险判断，然后对车辆进行速度控制。中国发明专利申请号CN201810780413.4，名称
为“城市环境下智能驾驶车辆环境自适应汇入方法”中提出了一种城市环境下智能驾驶车
辆环境自适应汇入方法，该方法综合考虑目标间隙选择与期望汇入时机，设计候选间隙的
动作值函数，选取动作值函数最大的候选间隙作为车辆的目标间隙。在这些汇入控制方法
中，都没有考虑车辆间的交互。然而，在实际交通环境中，车辆之间存在交互作用，车辆间会
相互博弈，相互影响。因此，车间交互作用在汇入控制过程中需要加以考虑。
发明内容
[0004] 针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种考虑车间交互的车辆汇入控制方法，以解决现有技术中因未考虑车间交互作用导致的安全性和效率性问题。本发
明的方法分析车间交互作用对车辆汇入控制的影响，建立匝道车辆与主道车辆的合作博弈
模型，获取车辆最优汇入序列，采用考虑车型特征的跟驰控制方法实现车辆最优汇入控制，
有效提高了匝道车辆汇入过程的安全性和高效性。
[0005] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0006] 本发明的一种考虑车间交互的车辆汇入控制方法，步骤如下：
[0007] 步骤1：匝道汇入区域路边设施获取进入匝道汇入准备区域的匝道车辆和主道车辆的位置、速度信息，并将该信息传输给匝道汇入准备区域内的各车辆；
[0008] 步骤2：根据步骤1中获取的车辆位置信息，确定匝道汇入准备区域内最靠近匝道汇入区域的主道车辆mj；构建新进入匝道汇入准备区域的匝道车辆ri与主道车辆mj之间的
合作博弈，求解合作博弈的解，确定匝道车辆ri与主道车辆mj进入匝道汇入区域的次序；若
匝道车辆ri先于主道车辆mj进入匝道汇入区域，则进入步骤4；若匝道车辆ri后于主道车辆
mj进入匝道汇入区域，则进入步骤3；
[0009] 步骤3：根据步骤1中获取的车辆位置信息，确定匝道汇入准备区域内的主道车辆mj的相邻后车为主道车辆mj+1，若不存在该车辆，则进入步骤4；构建匝道车辆ri与主道车辆
mj+1之间的合作博弈，并求解合作博弈的解，确定匝道车辆ri与主道车辆mj+1进入匝道汇入
区域的次序；若匝道车辆ri先于主道车辆mj+1进入匝道汇入区域，则进入步骤4；若匝道车辆
ri后于主道车辆mj+1进入匝道汇入区域，则更新主道车辆mj+1的编号为mj，重复步骤3；
[0010] 步骤4：根据上述步骤2和步骤3中得到的各匝道车辆和各主道车辆通过匝道汇入区域的次序，确定最优汇入序列；将匝道车辆的汇入问题构建为车辆的跟驰问题；根据最优
汇入序列，确定跟驰问题中的前车和后车，再采用考虑车型特征的跟驰控制方法，求解出汇
入过程中各车辆当前时刻的最优加速度；
[0011] 步骤5：各车辆根据上述步骤4求解得到的最优加速度进行相应的油门和刹车控制。
[0012] 进一步地，所述步骤1中的匝道汇入区域指匝道与主道相连接的区域。
[0013] 进一步地，所述步骤1中的匝道汇入准备区域指距离匝道汇入区域长度为Sp的区域内，长度Sp由路边设施的最远通信距离决定。
[0014] 进一步地，所述步骤2和步骤3中的匝道车辆与主道车辆的合作博弈为：匝道车辆ri的策略集为Sr＝{前车，后车}，主道车辆mj或主道车辆mj+1的策略集为Sm＝{前车，后车}，
其中“前车”代表该车辆先于另一车辆进入匝道汇入区域，“后车”代表该车辆后于另一车辆
进入匝道汇入区域；对于博弈双方中任一车辆c，c∈{ri,mj,mj+1}，采用极小值原理预先估计
车辆c在采取不同策略时，车辆c从当前时刻 到进入匝道汇入区域的时刻 的各时刻的最
优加速度、最优速度和最优位置；根据最优加速度、最优速度和最优位置信息，求解博弈双
方中任一车辆c在匝道车辆ri采取策略sr、主道车辆mj或主道车辆mj+1采取策略sm时的成本
为：
[0015] Jc(sr,sm)＝Jtc(sr,sm)+Jfc(sr,sm)+Jcc(sr,sm)
[0016] 式中，Jtc、Jfc和Jcc分别是车辆c在匝道车辆ri采取策略sr、主道车辆mj或主道车辆mj+1采取策略sm时的通行效率成本、燃油消耗成本和舒适度成本；合作博弈的最优策略为：
[0017]
[0018] 所述车辆c在匝道车辆ri采取策略sr、主道车辆mj或主道车辆mj+1采取策略sm时的通行效率成本为：
[0019]
[0020] 式中，kt是常系数， 是当前时刻， 是车辆c进入匝道汇入区域的时间；
[0021] 所述车辆c在匝道车辆ri采取策略sr、主道车辆mj或主道车辆mj+1采取策略sm时的燃油消耗成本为：
[0022]
[0023] 式中，kf是常系数，ac是车辆c的加速度；
[0024] 所述车辆c在匝道车辆ri采取策略sr、主道车辆mj或主道车辆mj+1采取策略sm时的舒适度成本为：
[0025]
[0026] 式中，kc是常系数，Td是控制时间间隔。
[0027] 进一步地，所述步骤2和步骤3中的匝道车辆ri与主道车辆mj或主道车辆mj+1的合作博弈中，当匝道车辆ri的策略与主道车辆mj或主道车辆mj+1的策略相同时，即匝道车辆ri和
主道车辆mj或主道车辆mj+1同时选择“前车”或“后车”时，有：
[0028] Jr(sr,sm)＝Jm(sr,sm)＝∞,sr＝sm
[0029] 式中，Jr(sr,sm)和Jm(sr,sm)分别是匝道车辆ri和主道车辆mj或主道车辆mj+1分别采取策略sr和策略sm时的成本。
[0030] 进一步地，所述采用极小值原理预先估计车辆c在采取不同策略时，车辆c从当前时刻 到进入匝道汇入区域的时刻 的各时刻的最优加速度、最优速度和最优位置的方法
具体为：车辆的运动学模型为：
[0031]
[0032]
[0033] 式中，pc是车辆c的位置，vc是车辆c的速度，ac是车辆c的加速度，以最小燃油消耗为目标，得到最优控制问题为：
[0034]
[0035] s.t.vmin≤vc(t)≤vmax,
[0036]
[0037] 式中，vmin和vmax分别是最小行驶速度和最大行驶速度，amin和amax分别是最小行驶加速度和最大行驶加速度。
[0038] 进一步地，当匝道车辆ri的策略为“后车”、主道车辆mj或主道车辆mj+1的策略为“前车”时，匝道车辆将在主道车辆之后进入匝道汇入区域，则有如下约束：
[0039]
[0040] 式中， 和 分别是匝道车辆ri和主道车辆mj或主道车辆mj+1进入匝道汇入区域的时刻，Δtsf是进入匝道汇入区域应保持的安全车头时距。
[0041] 根据极小值原理，哈密尔顿函数为：
[0042]
[0043] 正则方程为：
[0044]
[0045]
[0046] 极值条件为：
[0047]
[0048] 则最优控制输入为：
[0049]
[0050] 式中，c1和c2均为常数，将最优控制输入代入车辆c的边界条件后，求解出c1、c2，得到车辆c的各时刻最优控制输入，即最优加速度 根据车辆运动学模型，求解得到车辆
c的各时刻的最优速度 和最优位置
[0051] 进一步地，所述车辆c的边界条件为：其中， 和 分别为车辆c在 时刻的位置和速度， 和 分别为车辆c在进
入匝道汇入区域时的位置和速度。
[0052] 进一步地，所述步骤4中的最优汇入序列为各主道车辆和匝道车辆通过匝道汇入区域的次序；当匝道汇入准备区域中有M个主道车辆和R个匝道车辆时，若根据步骤2和步骤
3得到新进入匝道汇入准备区域的第R+1辆匝道车辆进入匝道汇入区域的次序是在第j辆主
道车辆之后，则得到最优汇入序列为：
[0053] {m1,…,r1,…,mj,rR+1,…mM}
[0054] 式中，m代表主道车辆，r代表匝道车辆。
[0055] 进一步地，所述步骤4中的考虑车型特征的跟驰控制方法为：后车f跟随前车l行驶，后车f的最优加速度为：
[0056]
[0057] 式中，τ为车辆加减速的反应时间；VTF为车型特征参数， 其中，k为常系数，Mf为后车的质量，ζ为质量指数参数，Lf为后车的车身长度，κ为车长指数参数，且有ζ
＞κ＞0；vf(t)为后车f的速度；v0为期望速度；δ为加速度因子；Δp(t)为前后车辆之间的间
*
距， Ll为前车的车身长度；Δp (vf(t),Δv(t))为前后车辆之
间的期望间距，由下式求得：
[0058]
[0059] 式中，p0为最小安全距离，TH安全车头时距，p1为与速度相关的安全距离参数，d为舒适的减速度。
[0060] 本发明的有益效果：
[0061] 本发明考虑了匝道车辆在汇入过程中与主道车辆之间的的交互作用，通过匝道车辆与主道车辆之间的博弈，得到了车辆最优汇入序列，有效地提高了匝道车辆汇入过程的
高效性，缓解了匝道汇入场景的拥堵，降低了燃油消耗。
[0062] 本发明根据最优汇入序列，将车辆汇入控制问题转变成车辆跟驰问题，采用了考虑车型特征的跟驰控制方法，提出了与车辆质量和长度相关的车型特征参数，提高了对多
车型的匝道汇入场景的交通安全性；
[0063] 本发明在求解车辆跟驰的最优加速度过程中，考虑了延迟反应时间的影响，并提出了合理的期望间距求解公式，提高了车辆汇入过程的安全性。
附图说明
[0064] 图1为本发明控制方法流程图。
[0065] 图2为匝道汇入场景示意图。
具体实施方式
[0066] 为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
[0067] 参照图1所示，本发明的一种考虑车间交互的车辆汇入控制方法，步骤如下：
[0068] 步骤1：匝道车辆和主道车辆在进入匝道汇入准备区域时，与匝道汇入区域的路边设施之间建立通；路边设施获取车辆的位置、速度信息，并将该信息传输给匝道汇入准备区
域内的各车辆；
[0069] 参照图2所示，匝道汇入区域指匝道与主道相连接的区域；
[0070] 所述步骤1中的匝道汇入准备区域指距离匝道汇入区域长度为Sp的区域内，长度Sp由路边设施的最远通信距离决定。
[0071] 步骤2：根据步骤1中获取的车辆位置信息，确定匝道汇入准备区域内最靠近匝道汇入区域的主道车辆mj；构建新进入匝道汇入准备区域的匝道车辆ri与主道车辆mj之间的
合作博弈，求解合作博弈的解，确定匝道车辆ri与主道车辆mj进入匝道汇入区域的次序；若
匝道车辆ri先于主道车辆mj进入匝道汇入区域，则进入步骤4；若匝道车辆ri后于主道车辆
mj进入匝道汇入区域，则进入步骤3；
[0072] 步骤3：根据步骤1中获取的车辆位置信息，确定匝道汇入准备区域内的主道车辆mj的相邻后车为主道车辆mj+1，若不存在该车辆，则进入步骤4；构建匝道车辆ri与主道车辆
mj+1之间的合作博弈，并求解合作博弈的解，确定匝道车辆ri与主道车辆mj+1进入匝道汇入
区域的次序；若匝道车辆ri先于主道车辆mj+1进入匝道汇入区域，则进入步骤4；若匝道车辆
ri后于主道车辆mj+1进入匝道汇入区域，则更新主道车辆mj+1的编号为mj，重复步骤3；
[0073] 其中，所述步骤2和步骤3中的匝道车辆与主道车辆的合作博弈为：匝道车辆ri的策略集为Sr＝{前车，后车}，主道车辆mj或主道车辆mj+1的策略集为Sm＝{前车，后车}，其中
“前车”代表该车辆先于另一车辆进入匝道汇入区域，“后车”代表该车辆后于另一车辆进入
匝道汇入区域；对于博弈双方中任一车辆c，c∈{ri,mj,mj+1}，采用极小值原理预先估计车辆
c在采取不同策略时，车辆c从当前时刻 到进入匝道汇入区域的时刻 的各时刻的最优加
速度、最优速度和最优位置；根据最优加速度、最优速度和最优位置信息，求解博弈双方中
任一车辆c在匝道车辆ri采取策略sr、主道车辆mj或主道车辆mj+1采取策略sm时的成本为：
[0074] Jc(sr,sm)＝Jtc(sr,sm)+Jfc(sr,sm)+Jcc(sr,sm)
[0075] 式中，Jtc、Jfc和Jcc分别是车辆c在匝道车辆ri采取策略sr、主道车辆mj或主道车辆mj+1采取策略sm时的通行效率成本、燃油消耗成本和舒适度成本；合作博弈的最优策略为：
[0076]
[0077] 所述车辆c在匝道车辆ri采取策略sr、主道车辆mj或主道车辆mj+1采取策略sm时的通行效率成本为：
[0078]
[0079] 式中，kt是常系数， 是当前时刻， 是车辆c进入匝道汇入区域的时间；
[0080] 所述车辆c在匝道车辆ri采取策略sr、主道车辆mj或主道车辆mj+1采取策略sm时的燃油消耗成本为：
[0081]
[0082] 式中，kf是常系数，ac是车辆c的加速度；
[0083] 所述车辆c在匝道车辆ri采取策略sr、主道车辆mj或主道车辆mj+1采取策略sm时的舒适度成本为：
[0084]
[0085] 式中，kc是常系数，Td是控制时间间隔。
[0086] 所述步骤2和步骤3中的匝道车辆ri与主道车辆mj或主道车辆mj+1的合作博弈中，当匝道车辆ri的策略与主道车辆mj或主道车辆mj+1的策略相同时，即匝道车辆ri和主道车辆mj
或主道车辆mj+1同时选择“前车”或“后车”时，有：
[0087] Jr(sr,sm)＝Jm(sr,sm)＝∞,sr＝sm
[0088] 式中，Jr(sr,sm)和Jm(sr,sm)分别是匝道车辆ri和主道车辆mj或主道车辆mj+1分别采取策略sr和策略sm时的成本。
[0089] 所述采用极小值原理预先估计车辆c在采取不同策略时，车辆c从当前时刻 到进入匝道汇入区域的时刻 的各时刻的最优加速度、最优速度和最优位置的方法具体为：车
辆的运动学模型为：
[0090]
[0091]
[0092] 式中，pc是车辆c的位置，vc是车辆c的速度，ac是车辆c的加速度，以最小燃油消耗为目标，得到最优控制问题为：
[0093]
[0094] s.t.vmin≤vc(t)≤vmax,
[0095]
[0096] 式中，vmin和vmax分别是最小行驶速度和最大行驶速度，amin和amax分别是最小行驶加速度和最大行驶加速度。
[0097] 当匝道车辆ri的策略为“后车”、主道车辆mj或主道车辆mj+1的策略为“前车”时，匝道车辆将在主道车辆之后进入匝道汇入区域，则有如下约束：
[0098]
[0099] 式中， 和 分别是匝道车辆ri和主道车辆mj或主道车辆mj+1进入匝道汇入区域的时刻，Δtsf是进入匝道汇入区域应保持的安全车头时距。
[0100] 根据极小值原理，哈密尔顿函数为：
[0101]
[0102] 正则方程为：
[0103]
[0104]
[0105] 极值条件为：
[0106]
[0107] 则最优控制输入为：
[0108]
[0109] 式中，c1和c2均为常数，将最优控制输入代入车辆c的边界条件后，求解出c1、c2，得到车辆c的各时刻最优控制输入，即最优加速度 根据车辆运动学模型，求解得到车辆
c的各时刻的最优速度 和最优位置
[0110] 所述车辆c的边界条件为：其中， 和 分别为车辆c在 时刻的位置和速度， 和 分别为车辆c在进入匝道汇入
区域时的位置和速度。
[0111] 步骤4：根据上述步骤2和步骤3中得到的各匝道车辆和各主道车辆通过匝道汇入区域的次序，确定最优汇入序列；将匝道车辆的汇入问题构建为车辆的跟驰问题；根据最优
汇入序列，确定跟驰问题中的前车和后车，再采用考虑车型特征的跟驰控制方法，求解出汇
入过程中各车辆当前时刻的最优加速度；
[0112] 最优汇入序列为各主道车辆和匝道车辆通过匝道汇入区域的次序；当匝道汇入准备区域中有M个主道车辆和R个匝道车辆时，若根据步骤2和步骤3得到新进入匝道汇入准备
区域的第R+1辆匝道车辆进入匝道汇入区域的次序是在第j辆主道车辆之后，则得到最优汇
入序列为：
[0113] {m1,…,r1,…,mj,rR+1,…mM}
[0114] 式中，m代表主道车辆，r代表匝道车辆。
[0115] 所述步骤4中的考虑车型特征的跟驰控制方法为：后车f跟随前车l行驶，后车f的最优加速度为：
[0116]
[0117] 式中，τ为车辆加减速的反应时间；VTF为车型特征参数， 其中，k为常系数，Mf为后车的质量，ζ为质量指数参数，Lf为后车的车身长度，κ为车长指数参数，且有ζ
＞κ＞0；vf(t)为后车f的速度；v0为期望速度；δ为加速度因子；Δp(t)为前后车辆之间的间
*
距， Ll为前车的车身长度；Δp (vf(t),Δv(t))为前后车辆之
间的期望间距，由下式求得：
[0118]
[0119] 式中，p0为最小安全距离，TH安全车头时距，p1为与速度相关的安全距离参数，d为舒适的减速度。
[0120] 步骤5：各车辆根据上述步骤4求解得到的最优加速度进行相应的油门和刹车控制。
[0121] 本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这
些改进也应视为本发明的保护范围。
