基于V2I網(wǎng)絡(luò)通信改善車輛流動(dòng)性的研究

在城市中，交通信號(hào)燈和繁忙的十字路口是造成旅途時(shí)間變長、發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)，進(jìn)而造成大量燃料燃燒和成噸廢氣排放的原因。如今蜂窩網(wǎng)絡(luò)和專用短程通信技術(shù)使得V2I（車與網(wǎng)）的通信成為現(xiàn)實(shí)，車輛和交通信號(hào)燈之間可以通過設(shè)備進(jìn)行通信。

首先，基于1個(gè)V2I集成模擬器、1個(gè)車輛模型和1個(gè)排放模型來模擬交叉路口的車輛行為，計(jì)算旅途延誤時(shí)間及汽車廢氣排放和燃料消耗量。比較兩種通信方式的特點(diǎn)：蜂窩網(wǎng)絡(luò)延遲0.5s，傳輸范圍非常遠(yuǎn)；專用短程通信延遲0.1s，但傳輸范圍只有300m。試驗(yàn)結(jié)果表明，傳播的范圍比傳播延遲對(duì)結(jié)果改善更加明顯，所以使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)V2I的通信。然后，設(shè)計(jì)了車輛的行為模型，其基于交通信號(hào)燈的顏色時(shí)間和駕駛員的反應(yīng)時(shí)間，車輛只有當(dāng)信號(hào)燈允許且安全的情況下才能進(jìn)入十字路口，最大程度地模擬現(xiàn)實(shí)的交通狀況。使用VTMicro排放模型進(jìn)行仿真。

限速策略中的速度反饋控制系統(tǒng)根據(jù)V2I通信可以得到當(dāng)前車輛的位置和速度、至十字路口的距離和信號(hào)燈的時(shí)間，來實(shí)時(shí)控制連接車輛的速度，從而達(dá)到減少車輛在十字路口的等待時(shí)間，減少空氣污染物排放和降低燃料消耗的目的，并通過仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證該策略的有效性。該綠色駕駛策略提出的分級(jí)控制方案源于V2I通信獲得的信號(hào)燈和交通信息狀況，用于計(jì)算限速策略中車輛行駛時(shí)的實(shí)時(shí)速度，從而控制車輛速度，大幅度減少車輛旅途的等待時(shí)間，并且能在很大程度上節(jié)省燃料并減少廢氣排放。該綠色駕駛策略在保證安全的前提下只需要很少的信息量，并且位置測量誤差、通信系統(tǒng)延遲和交通條件的干擾對(duì)其產(chǎn)生的影響很小。

刊名：Transportation Research（英）

刊期：2016年第68期

作者：Gerard Aguilar Ubiergo et al

編譯：黃曉峰