智能网联环境下单交叉口车辆轨迹优化.pdfVIP

第22卷第1期交通运输工程与信息学报Vol.22No.1

2024年03月JournalofTransportationEngineeringandInformationMar.2024

文章编号：1672-4747（2024）01-0025-14

智能网联环境下单交叉口车辆轨迹优化智能网联环境下单交叉口车辆轨迹优化

11*1,2①

冯红艳，康雷雷，刘澜

（1.西南交通大学，交通运输与物流学院，成都611756；2.综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室，成都611756）

摘要：为了提高信号灯前车辆的通行效率，改善交通流整体运行水平，本文从减少车辆延误和降

低燃油消耗两个角度入手，在智能网联环境下，提出了一种车辆编组识别算法和针对编组头车

的多目标线性轨迹优化模型(MOLP-pl)。首先对智能驾驶员跟驰模型（IDM）进行改进，调整车

辆状态，减少车辆随机到达状态下车辆速度和车头时距分布的差异，同时为后续MOLP-pl轨迹

优化模型的运行提供先决条件。在此基础上，以车辆编组为优化单元，通过车辆编组识别算法

识别编组头车和跟随车辆，将编组头车的行驶轨迹作为优化对象并建立相应的数学模型。为了

提高车辆轨迹优化模型的求解效率和精度，对其进行线性化重构，采用线性求解器计算编组头

车加速度，构建编组头车最佳时空轨迹，然后，利用IDM跟驰模型计算跟随车辆的行驶速度，从

而使编组车辆最大效率的通过交叉口。最后，利用SUMO构建的仿真实验表明：本研究提出的

车辆轨迹优化算法可显著提高信号灯前车辆的通行效率，在三种不同的交通饱和度条件下，相

对于无速度引导场景，车辆延误分别降低了8.56%、12.42%、64.79%，燃油消耗分别降低了

17.21%、18.34%、12.64%；相对于逻辑控制场景，延误分别降低了-1.31%、2.63%、60.83%，燃油消

耗分别降低了2.47%、7.91%、2.28%。

关键词：智能交通；车辆轨迹优化；交通效率与能耗；编组识别；SUMO

中图分类号：U491文献标志码：ADOI：10.19961/ki.1672-4747.2023.08.004

Trajectoryoptimizationofvehiclesatisolatedintersection

inaconnectedandautomatedenvironment

11*1,2

FENGHongyan,KANGLeilei,LIULan

（1.SchoolofTransportationandLogistics,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu611756,China；

2.NationalUnitedEngineeringLaboratoryofIntegratedandIntelligentTransportation,Chengdu611756,China）

Abstract：：Toenhancetrafficefficiencyatsignallightsfromtheperspectiveofreducingvehiclede-

layandminimizingfuelconsumption,thisstudyproposesavehicleplatoonidentifi