考慮燃油消耗和排放的交叉口汽車路徑規劃與控制模型

摘要：針對現有道路交叉口環保駕駛研究中未充分結合交通狀態、未充分考慮道路交叉口沖突區域等問題,基于車聯網(V2X)技術,研究提出了一種道路交叉口環保駕駛汽車路徑優化控制模型.該模型提前采集前方道路交叉通信號燈控制時間信息,并在交叉口前設置控制區域,整個控制過程分為兩個階段:首先,以最低燃油消耗和排放最低為目標,對進入控制區域的車輛進行速度規劃,確保以最為環保的方式通過信號燈;其次,以最大程度避開交叉口沖突點為目標,對進入交叉口的車輛進行通行速度規劃,使車輛最大程度回避分流沖突點、交叉沖突點、合流沖突點.通過兩個階段的路徑規劃與控制,實現車輛整體上以最環保的方式通過交叉口的目的.為了驗證模型的有效性,搭建了Python和Vissim集成的仿真平臺進行仿真,設置了不同的交通流狀態場景,并和Webster信號配時下,不受其他控制器控制的車輛進行了燃油消耗和排放對比.試驗結果顯示,相比于Webster信號配時下,不受其他控制器控制的車輛,受路徑規劃控制模型控制車輛的燃油消耗降低了42.7%,CO排放量減少了4.26%,表明研究構建的路徑規劃控制模型是一種有效的道路交叉口環保駕駛路徑優化控制策略,可以為車聯網條件下車輛環保駕駛提供依據.