基于V2I网络通信改善车辆流动性的研究

基于V2I网络通信改善车辆流动性的研究

在城市中，交通信号灯和繁忙的十字路口是造成旅途时间变长、发动机空转，进而造成大量燃料燃烧和成吨废气排放的原因。如今蜂窝网络和专用短程通信技术使得V2I（车与网）的通信成为现实，车辆和交通信号灯之间可以通过设备进行通信。

首先，基于1个V2I集成模拟器、1个车辆模型和1个排放模型来模拟交叉路口的车辆行为，计算旅途延误时间及汽车废气排放和燃料消耗量。比较两种通信方式的特点：蜂窝网络延迟0.5s，传输范围非常远；专用短程通信延迟0.1s，但传输范围只有300m。试验结果表明，传播的范围比传播延迟对结果改善更加明显，所以使用蜂窝网络可实现V2I的通信。然后，设计了车辆的行为模型，其基于交通信号灯的颜色时间和驾驶员的反应时间，车辆只有当信号灯允许且安全的情况下才能进入十字路口，最大程度地模拟现实的交通状况。使用VTMicro排放模型进行仿真。

限速策略中的速度反馈控制系统根据V2I通信可以得到当前车辆的位置和速度、至十字路口的距离和信号灯的时间，来实时控制连接车辆的速度，从而达到减少车辆在十字路口的等待时间，减少空气污染物排放和降低燃料消耗的目的，并通过仿真和试验验证该策略的有效性。该绿色驾驶策略提出的分级控制方案源于V2I通信获得的信号灯和交通信息状况，用于计算限速策略中车辆行驶时的实时速度，从而控制车辆速度，大幅度减少车辆旅途的等待时间，并且能在很大程度上节省燃料并减少废气排放。该绿色驾驶策略在保证安全的前提下只需要很少的信息量，并且位置测量误差、通信系统延迟和交通条件的干扰对其产生的影响很小。

刊名：Transportation Research（英）

刊期：2016年第68期

作者：Gerard Aguilar Ubiergo et al

编译：黄晓峰