【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能交通领域，具体涉及一种适用于商用车队列的构型优化方法。
技术介绍
1、协调有相同起点和终点的多辆商用车在出发前组建队列，从而以较小的跟车间隔协同行驶，有助于充分利用现有道路并降低运输过程的燃油消耗，通信和控制技术的发展与应用则有助于协助跟随车驾驶员操纵甚至实现自动跟车，在降低驾驶员操纵负担的同时提升道路交通安全性。
2、现实中的道路运输任务一般由信息交互能力和自动跟车能力各不相同的多种商用车完成，在协调这些种类差异较大的商用车组建商用车队列时，缺乏恰当构型优化方法可能产生不恰当的队列匹配和成员排序结果，威胁商用车队列的安全性，甚至在紧急制动等极限工况下造成人员伤亡和财产损失。
技术实现思路
1、针对现有道路运输任务中的上述难题，本专利技术提供了一种适用于商用车队列的构型优化方法。
2、本专利技术通过对请求加入队列的商用车进行筛选、分类、匹配、排序并对队列的领航车进行轮换通信，实现了商用车队列的构型优化。
3、为实现上述目的，本专利技术具体采用以下的技术方案：
4、一种适用于商用车队列的构型优化方法，该方法包括候选成员车准入与分类模块、构型约束与始发队列数量上限计算模块、准入成员车任务分配模块、领航可靠性综合评价模块、领航车选拔与排列模块、跟随车匹配模块、行程危险系数判断模块、跟随车排序模块、领航车轮换通信模块；
5、所述候选成员车准入与分类模块，将请求加入队列的所有商用车划分至候选成员车，从所述候选成员车
6、所述构型约束与始发队列数量上限计算模块，构型约束要求第一领航车和第二领航车均为所述网联有人驾驶车，其中，所述第一领航车位于队列最前方，所述第二领航车位于第一领航车后方且与第一领航车相邻，从而按照下式计算始发队列数量上限值m：
7、
8、所述准入成员车任务分配模块，根据所述准入成员车在队列中担任的角色为所述准入成员车分配操纵和通信任务，其中，所述角色分为队列领航车和队列跟随车，所述队列领航车分为第一领航车和第二领航车，所述队列跟随车包括第二领航车后方的全部车辆；
9、所述领航可靠性综合评价模块，根据序号为h的所述网联有人驾驶车的位置信息发送范围ds,h、上次保养至今的累计行驶里程dm,h、在队列中行驶时发生通信故障的累计次数nc,h、在队列中行驶的累计里程dp,h，按照下式计算序号为h的所述网联有人驾驶车的领航可靠性综合评价分数gh：
10、
11、所述领航车选拔与排列模块，获取组建队列数量的目标值m，其中，m满足1≤m≤m，从所述网联有人驾驶车中选拔出2m辆所述队列领航车并将2m辆所述队列领航车排列为共m个队列的所述第一领航车与所述第二领航车，结果为：{p1(l1,1,l1,2),…,pm(lm,1,lm,2)}，其中，pj(lj,1,lj,2)表示第j个队列的所述第一领航车lj,1和所述第二领航车lj,2，其中，j表示队列的编号且满足1≤j≤m；
12、所述跟随车匹配模块，将未被选拔为所述队列领航车的剩余所述准入成员车划分至待匹配跟随车，并统计所述待匹配跟随车的数量ncd,计算所述待匹配跟随车与所述第一领航车的匹配系数κk,j，其中k为所述待匹配跟随车的序号且满足1≤k≤ncd且j为所述第一领航车所处队列的编号，从而将序号为k的所述待匹配跟随车匹配到与其匹配系数κk,j最高的所述第一领航车所在的队列，所述待匹配跟随车成为待排序跟随车；
13、所述行程危险系数判断模块，包括结合驾驶员对队列计划行程安全性受天气影响程度的评分结果计算行程危险系数ηj的评分判断模式、直接给行程危险系数ηj赋值的赋值判断模式、基于队列始发地气象部门发布的气象灾害预警情况从所述评分判断模式和所述赋值判断模式中选择其一执行的判断模式选择策略，从而获得行程危险系数ηj，其中，j表示队列的编号且满足1≤j≤m；
14、所述跟随车排序模块，包括位置靠前的队列跟随车的制动延迟大于位置靠后的队列跟随车的制动延迟的阶梯式制动安全性排序策略、位置靠中间的队列跟随车的迎风面积大于位置靠两端的队列跟随车的迎风面积的橄榄形巡航经济性排序策略、基于行程危险系数ηt从所述阶梯式制动安全性排序策略和所述橄榄形巡航经济性排序策略中选择其一执行的排序策略选择方法，从而将待排序跟随车转化为队列跟随车；
15、所述领航车轮换通信模块，包括四个步骤：第一领航车通信故障判定、第二领航车承担通信职责、队列跟随车切换通信对象、第一领航车恢复通信职责。
16、所述候选成员车准入与分类模块具体包括以下内容：
17、所述候选成员车准入与分类模块将能向周围车辆发送本车位置信息但完全依赖驾驶员操纵的所述候选成员车筛选为准入成员车并分类为网联有人驾驶车；所述候选成员车准入与分类模块将能接收周围车辆发送的位置信息且能完全脱离驾驶员而自动完成行驶所需操纵的所述候选成员车筛选为准入成员车并分类为网联无人驾驶车；所述候选成员车准入与分类模块将不具有位置信息接收和发送能力且完全依赖驾驶员操纵的所述候选成员车筛选为准入成员车并分类为一般有人驾驶车；所述候选成员车准入与分类模块统计所述网联有人驾驶车的数量ncd。
18、所述构型约束与始发队列数量上限计算模块根据所述构型约束和网联有人驾驶车的数量ncd计算始发队列数量上限值m的方法为：
19、
20、式中，floor(·)为向下取整函数。
21、所述准入成员车任务分配模块具体包括以下内容：
22、所述准入成员车任务分配模块允许所述网联有人驾驶车担任所述队列领航车和所述队列跟随车，其中，担任所述队列领航车的所述网联有人驾驶车需要依赖驾驶员操纵完成领航任务，并向位于自身后方的队列跟随车发送本车位置信息；担任所述队列跟随车的所述网联有人驾驶车需要依赖驾驶员操纵完成跟车任务，并向位于自身后方的队列跟随车发送本车位置信息；所述准入成员车任务分配模块要求所述网联无人驾驶车只能担任所述队列跟随车，担任所述队列跟随车的所述网联无人驾驶车通过接收前方车辆发送的位置信息即可不依赖驾驶员操纵而自动完成跟车任务；所述准入成员车任务分配模块要求所述一般有人驾驶车只能担任所述队列跟随车，担任所述队列跟随车的所述一般有人驾驶车完全依赖驾驶员操纵完成跟车任务，且无法发送本车位置信息或接收前方车辆发送的位置信息。
23、所述领航可靠性综合评价模块计算序号为h的所述网联有人驾驶车的领航可靠性综合评价分数gh的方法为：
24、
25、式中，ds,h、dm,h、nc,h、dp,h分别表示序号为h的所述网联有人驾驶车的位置信息发送范围、上次保养至今的累计行驶里程、在队列中行驶时发生通信故障的累计次数、在队列中行驶的累计里程。
26、所述领航本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于商用车队列的构型优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种适用于商用车队列的构型优化方法，其特征在于，所述候选成员车准入与分类模块具体包括以下内容：
3.根据权利要求1所述的一种适用于商用车队列的构型优化方法，其特征在于，所述构型约束与始发队列数量上限计算模块根据所述构型约束和所述网联有人驾驶车的数量Ncd计算始发队列数量上限值M的方法为：
4.根据权利要求1所述的一种适用于商用车队列的构型优化方法，其特征在于，所述准入成员车任务分配模块具体包括以下内容：
5.根据权利要求1所述的一种适用于商用车队列的构型优化方法，其特征在于，所述领航可靠性综合评价模块计算序号为h的所述网联有人驾驶车的领航可靠性综合评价分数Gh的方法为：
6.根据权利要求1所述的一种适用于商用车队列的构型优化方法，其特征在于，所述领航车选拔与排列模块通过求解下式实现：
7.根据权利要求1所述的一种适用于商用车队列的构型优化方法，其特征在于，所述跟随车匹配模块根据下式计算所述待匹配跟随车与所述第一领航车的匹配系数
8.根据权利要求1所述的一种适用于商用车队列的构型优化方法，其特征在于，所述行程危险系数评分模块获得行程危险系数ηj的具体实现方式为：
9.根据权利要求1所述的一种适用于商用车队列的构型优化方法，其特征在于，所述跟随车排序模块的所述阶梯式制动安全性排序策略、所述橄榄形巡航经济性排序策略、所述排序策略选择方法的具体实现方式为：
10.根据权利要求1所述的一种适用于商用车队列的构型优化方法，其特征在于，所述领航车轮换通信模块，其特征在于，所述四个步骤具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种适用于商用车队列的构型优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种适用于商用车队列的构型优化方法，其特征在于，所述候选成员车准入与分类模块具体包括以下内容：
3.根据权利要求1所述的一种适用于商用车队列的构型优化方法，其特征在于，所述构型约束与始发队列数量上限计算模块根据所述构型约束和所述网联有人驾驶车的数量ncd计算始发队列数量上限值m的方法为：
4.根据权利要求1所述的一种适用于商用车队列的构型优化方法，其特征在于，所述准入成员车任务分配模块具体包括以下内容：
5.根据权利要求1所述的一种适用于商用车队列的构型优化方法，其特征在于，所述领航可靠性综合评价模块计算序号为h的所述网联有人驾驶车的领航可靠性综合评价分数gh的方法为：
6.根据权利要求1所述的一种适...
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