導語(yu)：合流區多(duo)車協調控制方法探(tan)討一文(wen)來(lai)源于網友上傳，不代表本站觀(guan)點，若需要原(yuan)創文(wen)章(zhang)可咨詢客(ke)服老師(shi)，歡(huan)迎參考。

摘要：在智能網聯技術背景下，針對高速公路車輛合流過程中存在的安全沖突，利用合作博弈論中的夏普利值解法，提出了智能網聯環境下的合流區多車協調控制方法，并利用MATLAB在不同運行(xing)場(chang)景、不同合作程(cheng)度下(xia)對提出的(de)(de)協調(diao)(diao)控(kong)制方法(fa)進(jin)行(xing)仿真分析，驗(yan)證了(le)高速(su)公路合流(liu)過程(cheng)中車(che)輛(liang)(liang)沖突的(de)(de)潛在原因和規律。結(jie)果(guo)表(biao)明：本(ben)文(wen)提出的(de)(de)多車(che)協調(diao)(diao)控(kong)制方法(fa)能夠極大減少車(che)輛(liang)(liang)組避(bi)免交通沖突總共所需虛擬支付成(cheng)本(ben)，相比(bi)于非合作博弈(yi)條件均能降低16%~21%，且對多個(ge)車(che)輛(liang)(liang)的(de)(de)協調(diao)(diao)控(kong)制效果(guo)比(bi)對兩輛(liang)(liang)或單個(ge)車(che)輛(liang)(liang)的(de)(de)效果(guo)更好。

關鍵(jian)詞：高(gao)速公路;合作(zuo)博(bo)弈;協調(diao)控制;仿真分析

1引言

高(gao)速(su)(su)(su)(su)公(gong)(gong)路(lu)(lu)合(he)(he)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)區是(shi)高(gao)速(su)(su)(su)(su)公(gong)(gong)路(lu)(lu)通(tong)(tong)(tong)(tong)行的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)(zhu)要入(ru)口，交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)需(xu)求在合(he)(he)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)斷面上驟升，其交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)相較于普通(tong)(tong)(tong)(tong)路(lu)(lu)段更加不穩定，車(che)(che)(che)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量更大，同(tong)時(shi)(shi)(shi)匝(za)道(dao)車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)與(yu)主(zhu)(zhu)(zhu)線車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)(su)(su)(su)度(du)差導致(zhi)比一般的(de)(de)(de)(de)(de)交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)合(he)(he)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)情(qing)形(xing)更為(wei)復(fu)雜。同(tong)時(shi)(shi)(shi)，在合(he)(he)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)區上匝(za)道(dao)路(lu)(lu)段的(de)(de)(de)(de)(de)匯(hui)入(ru)車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)需(xu)要加速(su)(su)(su)(su)至(zhi)主(zhu)(zhu)(zhu)線最(zui)低(di)限(xian)速(su)(su)(su)(su)才能(neng)(neng)(neng)完成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)合(he)(he)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)，而(er)提(ti)供(gong)(gong)緩沖的(de)(de)(de)(de)(de)加速(su)(su)(su)(su)車(che)(che)(che)道(dao)長度(du)有限(xian)，駕駛員對(dui)于換道(dao)需(xu)求更為(wei)緊迫，因此(ci)合(he)(he)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)對(dui)主(zhu)(zhu)(zhu)線道(dao)路(lu)(lu)交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)干擾更為(wei)嚴重，極(ji)大降低(di)通(tong)(tong)(tong)(tong)行效(xiao)率，甚(shen)至(zhi)導致(zhi)交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)安(an)(an)全(quan)隱患(huan)。隨著智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)網(wang)聯(lian)(lian)技術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)發展及(ji)在交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)專業的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)，路(lu)(lu)段內(nei)車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)和道(dao)路(lu)(lu)數(shu)據能(neng)(neng)(neng)夠(gou)進(jin)行共享、融合(he)(he)，實(shi)現車(che)(che)(che)—路(lu)(lu)—云(yun)的(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)息(xi)共享，中央控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)處理器通(tong)(tong)(tong)(tong)過(guo)對(dui)這(zhe)些(xie)(xie)數(shu)據進(jin)行收集(ji)加工，經過(guo)進(jin)一步的(de)(de)(de)(de)(de)分析計算(suan)，根據相應的(de)(de)(de)(de)(de)算(suan)法生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)區域內(nei)交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)協(xie)(xie)同(tong)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)策略，并(bing)(bing)實(shi)時(shi)(shi)(shi)精確地(di)將這(zhe)些(xie)(xie)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)信(xin)息(xi)發送(song)給(gei)逐個網(wang)聯(lian)(lian)車(che)(che)(che)，完成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)協(xie)(xie)同(tong)調(diao)控(kong)(kong)(kong)(kong)。國內(nei)外對(dui)此(ci)做了(le)(le)大量研(yan)究，AndreasA[1]等(deng)討論(lun)了(le)(le)在自動(dong)車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)進(jin)入(ru)高(gao)速(su)(su)(su)(su)公(gong)(gong)路(lu)(lu)上的(de)(de)(de)(de)(de)減速(su)(su)(su)(su)區時(shi)(shi)(shi)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)其速(su)(su)(su)(su)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)問題，將控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)問題公(gong)(gong)式化，并(bing)(bing)提(ti)供(gong)(gong)一個可以(yi)(yi)(yi)實(shi)時(shi)(shi)(shi)實(shi)現的(de)(de)(de)(de)(de)解(jie)析的(de)(de)(de)(de)(de)封閉形(xing)式的(de)(de)(de)(de)(de)解(jie)決方(fang)案，得到(dao)車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)在安(an)(an)全(quan)約(yue)束下的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)優加減速(su)(su)(su)(su)。WanJ等(deng)[2]基(ji)于網(wang)聯(lian)(lian)車(che)(che)(che)中的(de)(de)(de)(de)(de)移動(dong)群體感應技術(shu)（mobilecrowdsensing，MCS）提(ti)出了(le)(le)一種(zhong)高(gao)速(su)(su)(su)(su)公(gong)(gong)路(lu)(lu)路(lu)(lu)網(wang)情(qing)況下實(shi)時(shi)(shi)(shi)更新(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)預(yu)測與(yu)路(lu)(lu)徑選擇模(mo)型算(suan)法，通(tong)(tong)(tong)(tong)過(guo)仿真證(zheng)明能(neng)(neng)(neng)夠(gou)實(shi)現路(lu)(lu)網(wang)全(quan)局優化。王東柱等(deng)[3]研(yan)究了(le)(le)在車(che)(che)(che)聯(lian)(lian)網(wang)環(huan)境下，針對(dui)貨(huo)車(che)(che)(che)在匝(za)道(dao)合(he)(he)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)區運(yun)行和匯(hui)入(ru)所產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)安(an)(an)全(quan)隱患(huan)和沖突(tu)，以(yi)(yi)(yi)時(shi)(shi)(shi)間為(wei)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)約(yue)束條件構(gou)建(jian)了(le)(le)合(he)(he)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)區車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)預(yu)警控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)方(fang)法。楊敏(min)[4]以(yi)(yi)(yi)高(gao)速(su)(su)(su)(su)公(gong)(gong)路(lu)(lu)合(he)(he)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)區為(wei)背(bei)景，基(ji)于車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)行駛特征建(jian)立智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)網(wang)聯(lian)(lian)車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)協(xie)(xie)調(diao)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)程(cheng)，并(bing)(bing)提(ti)出了(le)(le)新(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)網(wang)聯(lian)(lian)自動(dong)駕駛車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)沖突(tu)解(jie)脫協(xie)(xie)調(diao)方(fang)法。羅(luo)孝羚等(deng)[5]為(wei)解(jie)決傳統匝(za)道(dao)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)大量運(yun)行延誤，提(ti)出了(le)(le)一種(zhong)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)網(wang)聯(lian)(lian)車(che)(che)(che)環(huan)境下的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)速(su)(su)(su)(su)匝(za)道(dao)匯(hui)入(ru)車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)軌跡優化的(de)(de)(de)(de)(de)兩階段模(mo)型，優化車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)依次通(tong)(tong)(tong)(tong)過(guo)沖突(tu)區域的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)序和車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)軌跡的(de)(de)(de)(de)(de)油耗(hao)。在上述(shu)研(yan)究的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)礎上，本(ben)文以(yi)(yi)(yi)高(gao)速(su)(su)(su)(su)公(gong)(gong)路(lu)(lu)合(he)(he)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)區為(wei)研(yan)究對(dui)象，構(gou)建(jian)車(che)(che)(che)—路(lu)(lu)—云(yun)協(xie)(xie)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)智(zhi)(zhi)慧高(gao)速(su)(su)(su)(su)公(gong)(gong)路(lu)(lu)合(he)(he)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)區協(xie)(xie)調(diao)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)框架，建(jian)立基(ji)于合(he)(he)作博弈(yi)論(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)沖突(tu)協(xie)(xie)調(diao)方(fang)法，實(shi)現匝(za)道(dao)車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)安(an)(an)全(quan)、高(gao)效(xiao)合(he)(he)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)，為(wei)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)管理制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)提(ti)供(gong)(gong)了(le)(le)決策依據和借鑒(jian)作用(yong)。

2智能網聯環境下的合流區多車協調控制方法

2.1合流區多車協調控(kong)制(zhi)框架

合(he)(he)(he)流(liu)區(qu)(qu)是(shi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)從匝道(dao)駛入(ru)高(gao)(gao)速(su)(su)公路(lu)(lu)(lu)(lu)路(lu)(lu)(lu)(lu)基本路(lu)(lu)(lu)(lu)段(duan)(duan)的(de)(de)(de)關鍵(jian)節(jie)點，路(lu)(lu)(lu)(lu)況相(xiang)(xiang)對(dui)于(yu)普通(tong)路(lu)(lu)(lu)(lu)段(duan)(duan)更為(wei)(wei)復雜，車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)速(su)(su)分(fen)布(bu)較不均勻(yun)，是(shi)交(jiao)(jiao)通(tong)沖突(tu)的(de)(de)(de)頻(pin)發(fa)(fa)區(qu)(qu)域。當主(zhu)線(xian)交(jiao)(jiao)通(tong)量(liang)(liang)(liang)較小時(shi)(shi)，最外(wai)側車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)道(dao)存在(zai)足夠的(de)(de)(de)換(huan)道(dao)機會(hui)和(he)(he)換(huan)道(dao)距離，合(he)(he)(he)流(liu)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)可(ke)經(jing)過(guo)(guo)(guo)加速(su)(su)后(hou)直接駛入(ru)主(zhu)線(xian)；但交(jiao)(jiao)通(tong)量(liang)(liang)(liang)逐漸增大(da)(da)時(shi)(shi)，匝道(dao)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)可(ke)能(neng)(neng)因無(wu)法安全(quan)(quan)匯(hui)入(ru)而被(bei)迫(po)排(pai)隊(dui)等(deng)待，而強制(zhi)(zhi)(zhi)換(huan)道(dao)行(xing)(xing)(xing)為(wei)(wei)則會(hui)對(dui)主(zhu)線(xian)交(jiao)(jiao)通(tong)流(liu)造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)影響較大(da)(da)，發(fa)(fa)生(sheng)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)碰(peng)撞(zhuang)的(de)(de)(de)風險(xian)也更大(da)(da)。智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)網(wang)(wang)(wang)(wang)聯(lian)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)是(shi)通(tong)過(guo)(guo)(guo)搭載(zai)先進(jin)的(de)(de)(de)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)載(zai)傳(chuan)感(gan)設備(bei)(bei)、控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)器(qi)裝置，融合(he)(he)(he)現代通(tong)信(xin)網(wang)(wang)(wang)(wang)絡技(ji)術(shu)，結合(he)(he)(he)云端中(zhong)(zhong)心(xin)計算(suan)和(he)(he)基礎(chu)技(ji)術(shu)支撐，實(shi)現車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)與駕駛員、道(dao)路(lu)(lu)(lu)(lu)信(xin)息(xi)(xi)(xi)、路(lu)(lu)(lu)(lu)側設備(bei)(bei)和(he)(he)云計算(suan)中(zhong)(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)化信(xin)息(xi)(xi)(xi)傳(chuan)遞和(he)(he)交(jiao)(jiao)互(hu)，替代人類甚至超越人類綜合(he)(he)(he)實(shi)現車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)安全(quan)(quan)、高(gao)(gao)效、舒適、綠(lv)色駕駛。智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)網(wang)(wang)(wang)(wang)聯(lian)環境下(xia)的(de)(de)(de)合(he)(he)(he)流(liu)區(qu)(qu)協(xie)調(diao)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)是(shi)利(li)用V2X通(tong)信(xin)技(ji)術(shu)采集(ji)(ji)并(bing)(bing)傳(chuan)輸控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)區(qu)(qu)域內車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)當前(qian)位置、速(su)(su)度(du)(du)等(deng)數據，通(tong)過(guo)(guo)(guo)云計算(suan)中(zhong)(zhong)心(xin)計算(suan)并(bing)(bing)預測合(he)(he)(he)流(liu)區(qu)(qu)內可(ke)能(neng)(neng)引發(fa)(fa)的(de)(de)(de)交(jiao)(jiao)通(tong)干(gan)擾和(he)(he)沖突(tu)，并(bing)(bing)反饋給相(xiang)(xiang)應的(de)(de)(de)網(wang)(wang)(wang)(wang)聯(lian)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)進(jin)行(xing)(xing)(xing)協(xie)調(diao)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，調(diao)整其(qi)駕駛行(xing)(xing)(xing)為(wei)(wei)，從而降低合(he)(he)(he)流(liu)行(xing)(xing)(xing)為(wei)(wei)對(dui)交(jiao)(jiao)通(tong)流(liu)的(de)(de)(de)干(gan)擾，避免車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)間發(fa)(fa)生(sheng)碰(peng)撞(zhuang)，具體協(xie)調(diao)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)場景如圖1所示。為(wei)(wei)更好(hao)地提出合(he)(he)(he)流(liu)區(qu)(qu)多車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)協(xie)調(diao)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)方法，對(dui)本文所采用的(de)(de)(de)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)網(wang)(wang)(wang)(wang)聯(lian)技(ji)術(shu)作出如下(xia)假設：（1）合(he)(he)(he)流(liu)區(qu)(qu)場景內均為(wei)(wei)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)網(wang)(wang)(wang)(wang)聯(lian)自(zi)動駕駛車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)（CAV），控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)區(qu)(qu)內存在(zai)具備(bei)(bei)云計算(suan)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)央集(ji)(ji)中(zhong)(zhong)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)器(qi)，通(tong)過(guo)(guo)(guo)無(wu)線(xian)通(tong)信(xin)技(ji)術(shu)獲取路(lu)(lu)(lu)(lu)側單(dan)(dan)元和(he)(he)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)載(zai)設備(bei)(bei)發(fa)(fa)送(song)的(de)(de)(de)打包信(xin)息(xi)(xi)(xi)，并(bing)(bing)將控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)指令發(fa)(fa)送(song)給每個車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)。（2）路(lu)(lu)(lu)(lu)側單(dan)(dan)元通(tong)過(guo)(guo)(guo)高(gao)(gao)精度(du)(du)定位和(he)(he)多途(tu)徑信(xin)息(xi)(xi)(xi)融合(he)(he)(he)技(ji)術(shu)準(zhun)確獲取主(zhu)線(xian)、匝道(dao)上車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)數量(liang)(liang)(liang)、位置和(he)(he)速(su)(su)度(du)(du)等(deng)信(xin)息(xi)(xi)(xi)，車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)-車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)-路(lu)(lu)(lu)(lu)側單(dan)(dan)元之間形成(cheng)一個自(zi)組織的(de)(de)(de)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)載(zai)網(wang)(wang)(wang)(wang)絡進(jin)行(xing)(xing)(xing)信(xin)息(xi)(xi)(xi)交(jiao)(jiao)互(hu)。（3）不考慮延時(shi)(shi)和(he)(he)誤差，智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)網(wang)(wang)(wang)(wang)聯(lian)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)主(zhu)要(yao)通(tong)過(guo)(guo)(guo)V2X技(ji)術(shu)傳(chuan)輸、接受數據信(xin)息(xi)(xi)(xi)，現有(you)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)聯(lian)網(wang)(wang)(wang)(wang)通(tong)信(xin)技(ji)術(shu)延時(shi)(shi)已(yi)小于(yu)50ms，隨著技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展，認(ren)為(wei)(wei)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)網(wang)(wang)(wang)(wang)聯(lian)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)均具備(bei)(bei)高(gao)(gao)傳(chuan)輸速(su)(su)率的(de)(de)(de)網(wang)(wang)(wang)(wang)絡，精確無(wu)誤地發(fa)(fa)送(song)并(bing)(bing)接受中(zhong)(zhong)央集(ji)(ji)中(zhong)(zhong)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)器(qi)和(he)(he)路(lu)(lu)(lu)(lu)側單(dan)(dan)元的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)關信(xin)息(xi)(xi)(xi)。（4）所有(you)網(wang)(wang)(wang)(wang)聯(lian)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)均具有(you)良好(hao)運行(xing)(xing)(xing)性能(neng)(neng)，且對(dui)非必要(yao)的(de)(de)(de)協(xie)調(diao)駕駛意愿程度(du)(du)進(jin)行(xing)(xing)(xing)提前(qian)設置，底層(ceng)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)單(dan)(dan)元能(neng)(neng)較好(hao)地接收并(bing)(bing)執行(xing)(xing)(xing)中(zhong)(zhong)央集(ji)(ji)中(zhong)(zhong)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)器(qi)下(xia)達的(de)(de)(de)指令。

2.2基(ji)于合作(zuo)博弈的多車(che)輛協調過程

合作(zuo)博(bo)弈理論廣泛應(ying)用于經濟學(xue)、交通等各個學(xue)科(ke)，解決個體利(li)益與整體利(li)益的博(bo)弈問(wen)題，主要包括占優解法和估(gu)值解法[6]。本文以(yi)估(gu)值解法中的夏普(pu)利(li)值為基(ji)礎模型(xing).

3仿真分析

3.1仿真場(chang)景(jing)描述

當智能網(wang)聯(lian)車輛(liang)(liang)1意(yi)(yi)圖(tu)(tu)從匝道(dao)(dao)上合流匯入主線，中(zhong)央(yang)控(kong)制(zhi)(zhi)中(zhong)心將(jiang)主線最(zui)外側前后行(xing)(xing)(xing)駛(shi)的(de)(de)車輛(liang)(liang)2、3與(yu)其視(shi)為(wei)一個(ge)車輛(liang)(liang)組。若(ruo)三輛(liang)(liang)智能網(wang)聯(lian)車輛(liang)(liang)均繼(ji)續保持原有(you)行(xing)(xing)(xing)駛(shi)狀(zhuang)態，不(bu)(bu)進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)任何協(xie)調(diao)(diao)(diao)時，車輛(liang)(liang)組將(jiang)在(zai)(zai)合流過程(cheng)中(zhong)于沖突點發生車輛(liang)(liang)碰撞(zhuang)；當任一網(wang)聯(lian)車輛(liang)(liang)意(yi)(yi)圖(tu)(tu)接受協(xie)調(diao)(diao)(diao)控(kong)制(zhi)(zhi)時，各車輛(liang)(liang)根據不(bu)(bu)同的(de)(de)配合程(cheng)度進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)協(xie)同駕駛(shi)，在(zai)(zai)當前車道(dao)(dao)上進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)相應加減(jian)速或換道(dao)(dao)完成協(xie)調(diao)(diao)(diao)控(kong)制(zhi)(zhi)目標，避(bi)免本(ben)次(ci)交通沖突。為(wei)簡化(hua)仿真(zhen)過程(cheng)，將(jiang)沖突協(xie)調(diao)(diao)(diao)區域長度設置為(wei)100m。分(fen)別在(zai)(zai)不(bu)(bu)同的(de)(de)l取值，不(bu)(bu)同的(de)(de)v取值共3種情形(xing)下(xia)，將(jiang)虛擬支(zhi)(zhi)付成本(ben)來源方程(cheng)中(zhong)的(de)(de)k1取值進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)變化(hua)，同時k2=1-k1，分(fen)析(xi)網(wang)聯(lian)網(wang)聯(lian)駕駛(shi)車輛(liang)(liang)在(zai)(zai)plan1～plan5不(bu)(bu)同控(kong)制(zhi)(zhi)情形(xing)及不(bu)(bu)同的(de)(de)a、b、c取值下(xia)產生的(de)(de)協(xie)調(diao)(diao)(diao)結果，利用MATLAB軟件(jian)建立上述虛擬支(zhi)(zhi)付成本(ben)模型，計算并比較進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)合作(zuo)博(bo)弈(yi)協(xie)調(diao)(diao)(diao)控(kong)制(zhi)(zhi)條(tiao)件(jian)與(yu)非合作(zuo)博(bo)弈(yi)的(de)(de)虛擬支(zhi)(zhi)付成本(ben)。仿真(zhen)場景參數如下(xia)表(biao)2所示：

3.2仿(fang)真(zhen)結果分析

針對(dui)網(wang)聯(lian)(lian)車(che)(che)(che)(che)組(zu)3種運(yun)行場(chang)景，假(jia)設三輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)車(che)(che)(che)(che)均(jun)存在調(diao)(diao)(diao)整意愿，且(qie)a=1、b=2、c=3，即(ji)(ji)匝道車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)1協(xie)(xie)(xie)調(diao)(diao)(diao)配合(he)(he)(he)程(cheng)度(du)最高(gao)，主(zhu)(zhu)線車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)2、3配合(he)(he)(he)程(cheng)度(du)依(yi)次(ci)減弱，對(dui)智能(neng)網(wang)聯(lian)(lian)環境下(xia)高(gao)速(su)公路(lu)合(he)(he)(he)流(liu)區(qu)進行仿真測試，得到支付(fu)成本(ben)差(cha)值△Cpi隨k1的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化曲線如圖2所(suo)示。從(cong)圖中(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)(ke)以(yi)看出(chu)：由于(yu)plan4表(biao)示為僅車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)2參與協(xie)(xie)(xie)調(diao)(diao)(diao)駕駛(shi)(shi)，與非(fei)合(he)(he)(he)作(zuo)(zuo)博(bo)弈(yi)(yi)(yi)控制(zhi)情(qing)形相(xiang)同(tong)，則△Cp4=0。其(qi)他運(yun)行場(chang)景下(xia)網(wang)聯(lian)(lian)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)合(he)(he)(he)作(zuo)(zuo)博(bo)弈(yi)(yi)(yi)與非(fei)合(he)(he)(he)作(zuo)(zuo)博(bo)弈(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)虛(xu)(xu)擬(ni)支付(fu)成本(ben)差(cha)值△Cpi始終(zhong)呈上(shang)升(sheng)趨勢，△Cpi與k1、k2變(bian)化密切相(xiang)關(guan)，且(qie)△Cp1均(jun)大(da)(da)于(yu)△Cp2、△Cp3、△Cp5，即(ji)(ji)同(tong)條件下(xia)plan1的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)(he)(he)作(zuo)(zuo)博(bo)弈(yi)(yi)(yi)協(xie)(xie)(xie)調(diao)(diao)(diao)控制(zhi)效(xiao)果(guo)始終(zhong)最優，多(duo)車(che)(che)(che)(che)協(xie)(xie)(xie)調(diao)(diao)(diao)控制(zhi)效(xiao)果(guo)明顯(xian)優于(yu)兩車(che)(che)(che)(che)或單車(che)(che)(che)(che)協(xie)(xie)(xie)調(diao)(diao)(diao)控制(zhi)。對(dui)比場(chang)景1、2可(ke)(ke)知，網(wang)聯(lian)(lian)駕駛(shi)(shi)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)距離潛(qian)在沖突(tu)(tu)點(dian)位置更(geng)(geng)大(da)(da)時(shi)，△Cp1、△Cp3、△Cp5相(xiang)對(dui)略小，合(he)(he)(he)作(zuo)(zuo)博(bo)弈(yi)(yi)(yi)協(xie)(xie)(xie)調(diao)(diao)(diao)控制(zhi)迫(po)切性越(yue)低(di)，效(xiao)果(guo)越(yue)不明顯(xian)；對(dui)比場(chang)景1、3可(ke)(ke)知，最外側(ce)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)行駛(shi)(shi)速(su)度(du)更(geng)(geng)大(da)(da)時(shi)，合(he)(he)(he)作(zuo)(zuo)博(bo)弈(yi)(yi)(yi)條件與非(fei)合(he)(he)(he)作(zuo)(zuo)博(bo)弈(yi)(yi)(yi)虛(xu)(xu)擬(ni)支付(fu)成本(ben)變(bian)化差(cha)明顯(xian)增大(da)(da)，說明合(he)(he)(he)作(zuo)(zuo)博(bo)弈(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)協(xie)(xie)(xie)調(diao)(diao)(diao)控制(zhi)效(xiao)果(guo)受行駛(shi)(shi)速(su)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)影響程(cheng)度(du)較(jiao)大(da)(da)，合(he)(he)(he)流(liu)區(qu)內的(de)(de)(de)(de)(de)匝道車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)與主(zhu)(zhu)線車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度(du)差(cha)是(shi)產生合(he)(he)(he)流(liu)沖突(tu)(tu)的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵因素，通(tong)過降低(di)主(zhu)(zhu)線車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)行駛(shi)(shi)速(su)度(du)能(neng)夠更(geng)(geng)有(you)效(xiao)應對(dui)和避(bi)免交通(tong)沖突(tu)(tu)。圖3為當k1=0.9，場(chang)景1、2、3中(zhong)(zhong)(zhong)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)組(zu)中(zhong)(zhong)(zhong)在不同(tong)協(xie)(xie)(xie)調(diao)(diao)(diao)合(he)(he)(he)作(zuo)(zuo)程(cheng)度(du)下(xia)合(he)(he)(he)作(zuo)(zuo)博(bo)弈(yi)(yi)(yi)虛(xu)(xu)擬(ni)支付(fu)成本(ben)與cj與非(fei)合(he)(he)(he)作(zuo)(zuo)情(qing)形cj*之間的(de)(de)(de)(de)(de)對(dui)比。可(ke)(ke)以(yi)看出(chu)3種場(chang)景下(xia)cj較(jiao)cj*的(de)(de)(de)(de)(de)成本(ben)較(jiao)低(di)率(lv)均(jun)穩定在16%～21%左右(you)，說明通(tong)過基于(yu)合(he)(he)(he)作(zuo)(zuo)博(bo)弈(yi)(yi)(yi)論的(de)(de)(de)(de)(de)協(xie)(xie)(xie)調(diao)(diao)(diao)控制(zhi)方法能(neng)有(you)效(xiao)降低(di)網(wang)聯(lian)(lian)駕駛(shi)(shi)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)組(zu)總共所(suo)需付(fu)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)虛(xu)(xu)擬(ni)支付(fu)成本(ben)。比較(jiao)a均(jun)等(deng)于(yu)1時(shi)，不同(tong)b、c情(qing)況下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)總虛(xu)(xu)擬(ni)支付(fu)成本(ben)，發現網(wang)聯(lian)(lian)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)組(zu)協(xie)(xie)(xie)調(diao)(diao)(diao)合(he)(he)(he)作(zuo)(zuo)程(cheng)度(du)越(yue)強，所(suo)需的(de)(de)(de)(de)(de)總虛(xu)(xu)擬(ni)支付(fu)成本(ben)越(yue)低(di)，合(he)(he)(he)作(zuo)(zuo)博(bo)弈(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)也(ye)更(geng)(geng)優。

4結語

（1）通(tong)(tong)過分析在(zai)(zai)高速(su)(su)公路(lu)合(he)流區內(nei)智能(neng)(neng)網聯車輛(liang)組在(zai)(zai)不同試(shi)驗場景(jing)下，基于(yu)合(he)作(zuo)博弈(yi)(yi)論的(de)協(xie)調控(kong)制方法(fa)的(de)作(zuo)用效果，解釋了車輛(liang)在(zai)(zai)合(he)流過程中所(suo)潛(qian)藏(zang)的(de)規律(lv)，通(tong)(tong)過降低主(zhu)線車輛(liang)行駛速(su)(su)度，減少與(yu)匝道車輛(liang)的(de)速(su)(su)度差能(neng)(neng)夠有利于(yu)應(ying)對和避(bi)免交通(tong)(tong)沖突(tu)。（2）通(tong)(tong)過對比(bi)合(he)作(zuo)博弈(yi)(yi)協(xie)調控(kong)制方法(fa)和非合(he)作(zuo)博弈(yi)(yi)條件的(de)虛擬支(zhi)付(fu)成本(ben)(ben)，本(ben)(ben)文所(suo)提(ti)出的(de)多車協(xie)調控(kong)制方法(fa)在(zai)(zai)不同場景(jing)下均能(neng)(neng)降低16%~21%的(de)虛擬支(zhi)付(fu)成本(ben)(ben)，且車輛(liang)合(he)作(zuo)程度越高，車輛(liang)避(bi)免沖突(tu)的(de)所(suo)付(fu)出的(de)代價越小。

作者:方爍(shuo)翔 徐良杰 單位:武漢理工大學