考虑网联驾驶专用道的应急车辆优先通行控制

摘要

【目的】为提高应急车辆通行效率并减小其对社会车辆的负面影响，建立一种考虑网联自动驾驶专用道的应急车辆优先通行控制模型。【方法】首先，以布设自动驾驶专用道的多车道城市快速路基本路段为研究对象，将自动驾驶专用道临时开辟为应急车道，并引入应急车辆动态避让区的概念。其次，考虑避让区内网联自动驾驶车辆（connected and automated vehicle, CAV）的避让优先级，以应急车辆延误最小及对社会车辆负面影响最低为目标，动态避让区内网联车辆的纵向速度和横向换道为决策变量，结合车辆动力学、跟驰与换道安全间距等约束条件，构建基于多目标优化的混合整数非线性规划模型。最后，针对一条1.2 km的单向三车道城市快速路基本路段，利用城市交通能力仿真软件SUMO开展联合仿真试验，验证了该模型的有效性和先进性。【结果】与无优化方案相比，优化方案能使应急车辆的平均被影响时长减少96.05%，应急车辆平均延误减少93.12%，应急车辆平均速度提高19.73%，同时，模型未对社会车辆的通行速度产生负面影响。在协助一辆应急车辆优先通行过程中，专用车道上换道让行的平均车辆数为6.31辆，进一步验证了该模型的有效性。【结论】提出的控制模型在不同流量和网联车辆渗透率场景下均能显著提升应急车辆的通行效率，同时对社会车辆通行速度无影响，可为混合交通流中应急车辆的优先通行提供一种新的解决方案。

关键词

智能交通 / 应急车辆优先 / 优化控制 / 网联自动驾驶专用道 / 混合交通流