CN112164217A - 一种自动驾驶车辆队列行驶管理***及其控制方法 - Google Patents

一种自动驾驶车辆队列行驶管理***及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自动驾驶车辆队列行驶管理***及其控制方法，包括：云计算模块、云控制模块及云存储模块；行驶管理***对车队的所有车辆进行统一控制，将相邻两车之间的距离缩短到最小安全距离；受控车队通过吸收自由行驶的自动驾驶车辆入队来降低平均每辆车的节油量，并通过云计算模块的远程数值分析计算得出最佳***位置，使得车队中所有车辆的节油量差别最小，实现公平受益。本发明可实现队列行驶的车辆自由入队、离队，并可使车队中各辆车在整个行程中的节油量收益均衡化。

Description

一种自动驾驶车辆队列行驶管理***及其控制方法
技术领域
本发明属于自动驾驶车辆队列行驶控制领域，具体指代一种考虑车辆风阻系数的自动驾驶车辆队列行驶管理***及其控制方法。
背景技术
近年来，随着环境问题越来越受到人们的重视，队列行驶技术及方法的研究日渐成为自动驾驶技术研究领域的一个重要分支。自动驾驶车辆进行队列行驶与单独行驶相比具有更节能，更环保、更安全的优点。研究表明，大约在车速v＝60km/h时，空气阻力与滚动阻力几乎相等，而当v＝150km/h时，空气阻力相当于滚动阻力的2倍甚至3倍，可见车辆在高速行驶时，发动机产生的大部分能量被用来克服空气阻力。若车辆采用队列行驶可以使后车处于前车的尾流区，能大幅度降低后车的空气阻力，进而降低车队的整体油耗量，减少尾气排放，且两车之间的间距越小，空气阻力越小；另外，在队列行驶中，车辆之间彼此信息相连，可以随时监控所有车辆的运行状态，当遇到紧急刹车的情况时，可以在极短的时间内完成制动动作，反应时间要快于车辆单独行驶，大大提高了行车的安全性。
因此，在公路上，单独行驶的自动驾驶车辆应加入到车队当中去，进行队列行驶，尽量减少公路上单独行驶的车辆。然而通过仿真研究表明，车辆在队列行驶时头部车辆和尾部车辆的空气阻力下降的较少，只有中部的车辆空气阻力下降较多，因此如何对自动驾驶车辆的队列行驶进行合理有效的管理，使得车队中的每辆车都能公平受益，且使利益尽量最大化成为有待解决的问题。
中国发明专利申请号为CN201710885105.3中涉及一种车辆队列行驶控制方法与管理平台，针对行驶队列中车辆的离队请求，先降低离队请求车辆及其后面车辆的车速，并在请求离队车辆与其相邻前车和相邻后车的相对距离均大于安全距离时，允许请求离队车辆离队。当所有请求离队的车辆离队后，先控制剩下降低车速行驶的车辆进行队列行驶，形成一个单独的队列，再控制该队列加速，与请求离队车辆前面行驶的车辆合并，进行队列行驶，合并形成一个队列。该队列行驶控制方法不仅能够实现行驶途中车辆的离队控制，还能在车辆离队后的部分车辆立即进行队列行驶并加速，最终形成一个整体的队列，实现更好的节油效率。
中国发明专利申请号为CN201710885106.8中涉及一种车辆队列行驶管理平台、控制方法和车载终端，车载终端上传的用户入队请求和出行信息，管理平台判断是否同意加入队列行驶，若同意需向对应的车载终端发送指令信息，该车载终端接收指令信息后，开始同步前面车辆的行车状态。该专利的队列行驶控制具有灵活性，不但适用于固定的汽车进行队列行驶，还能实现高速公路上的其他车辆根据需求加入队列，进而实现智能编队。
然而，上述现有队列行驶控制方法仅对车辆队列行驶时的编队方法进行了研究，主要集中于车辆入队和离队的控制研究，并没有从车队各车在行驶过程中所受的空气阻力不同这个角度出发去考虑各车之间利益平衡问题。目前，国内尚无技术研究过这一问题。
发明内容
针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自动驾驶车辆队列行驶管理***及其控制方法，以解决现有技术中暂无从车队各车在行驶过程中所受的空气阻力不同这个角度出发去考虑各车之间利益平衡的问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的一种自动驾驶车辆队列行驶管理***，包括：云计算模块、云控制模块及云存储模块；
所述云计算模块包含：车间距计算模块、数值仿真计算模块及评价指标计算模块；
车间距计算模块用于根据车辆的制动性能计算出相邻两车辆之间的最小安全距离；
数值仿真计算模块用于根据车队中各车辆采集上传的车队行驶数据以及车辆信息进行相应的数值仿真计算；
评价指标计算模块用于根据上述数值仿真结果计算得到最佳***位置评价指标值，并进行比较得出最佳***位置；
所述云控制模块用于根据云计算模块计算得到的最佳***位置生成相应的控制指令，控制车辆的动力***、制动***、转向***，来完成加速、减速、变道操作；
所述云存储模块用于存储车队信息、车队行驶数据、数值模拟数据及车型的三维数模。
进一步地，所述数值模拟数据为车队中各车辆通过每一次数值模拟所得出的空气阻力系数值。
进一步地，所述最佳***位置评价指标值的具体计算方法为：
a、计算车队中每个车辆自入队以来的平均单位时间节油量，其计算公式为：
Figure BDA0002679455420000021
式中，ΔQiave表示车队第i个车辆自入队以来的平均单位时间节油量，ni表示从车队第i个车辆入队时刻到当前时刻时间内的车队变动次数(车辆入队或离队)，tk表示在车队第i个车辆入队以来的第k-1次车队变动与第k次车队变动的时间间隔，
Figure BDA0002679455420000022
表示车队第i个车辆在时间间隔段tk内的单位时间节油量；
Figure BDA0002679455420000023
的计算公式为：
Figure BDA0002679455420000031
式中，Qi表示车队第i个车辆单独行驶时的单位时间油耗，
Figure BDA0002679455420000032
表示车队第i个车辆在时间间隔段tk内的单位时间油耗，K表示单位换算系数，bi表示车队第i个车辆的燃油消耗率，Ci表示车队第i个车辆单独行驶时的空气阻力系数，
Figure BDA0002679455420000033
表示车队第i个车辆在时间间隔段tk内的空气阻力系数，Ai表示车队第i个车辆的迎风面积，ρoil表示燃油密度，ρair表示空气密度，ηi表示车队第i个车辆传动系的机械效率；
对于本次入队的车辆，
Figure BDA0002679455420000034
式中，ΔQave为该车的平均单位时间节油量，Q表示该车辆单独行驶时的单位时间油耗，Qr表示该车辆入队后的单位时间油耗；
b、计算新车队中所有车辆平均单位时间节油量的标准差σ，所得的σ值为最佳***位置评价指标值。
本发明的一种自动驾驶车辆队列行驶的控制方法，步骤如下：
(1)车队在高速道路上无障碍正常行驶时，车队的车速为u0，相邻两车辆之间的距离为最小安全距离Li，Li的计算公式为：
Figure BDA0002679455420000035
式中，Li表示车队第i个车辆与第i+1个车辆之间的最小安全距离，si表示车队第i个车辆的制动距离，sy表示预留距离，为一设定值，τ′i、τ″i分别表示车队第i个车辆消除制动间隙时间和第i个车辆制动压力上升时间，ai表示车队第i个车辆的最大制动减速度；若计算得到的Li小于两车辆之间的最小可正常行驶距离Lmin，则Li取为Lmin；
(2)当有自由行驶的自动驾驶车辆有入队行驶意向时，如下：
(21)有入队意向的自由行驶车辆发送入队请求信号、车辆信息、车辆行程信息给行驶管理***，行驶管理***根据所述车辆发送的信息来判断是否准许所述车辆入队；
(22)根据所述车辆上传的车型信息，调出所述车辆对应的车型的三维数模以及车队的三维数模，对所述车辆***每一个可***位置后的所形成的新车队进行数值模拟计算，数值模拟计算时，车速设置为u0，新车队中相邻两车辆之间的距离调整到最小安全间距Li，通过数值模拟计算得出车队中每个车辆的空气阻力系数；
(23)对所述车辆***每一个可***位置后的所形成的新车队，根据数值模拟计算所得到的结果进行最佳***位置评价指标的计算；
(24)对所述车辆***每一个可***位置后的所形成的新车队的最佳***位置评价指标进行比较，选取评价指标最小的***位置作为最佳***位置，根据最佳***位置在车队中所处的位置，对车队进行入队控制；
(25)将最终所形成的新车队的数值模拟信息及行驶信息进行存储；
(3)当有车队中的车辆请求离队时，如下：
(31)根据请求离队车辆在车队中所处的位置，对车队进行离队控制：
(32)对所述车辆离队后所形成的新车队进行数值模拟计算，得出车队中每个车辆的空气阻力系数，对新车队的数值模拟信息及行驶信息进行存储。
进一步地，所述步骤(21)的具体判断过程为：
(211)判断车队中车辆的数量是否达到车队的上限车辆数Nmax，若未达到，则进入步骤(212)；若达到则拒绝该车辆的入队请求，通讯连接中断；
(212)判断该车辆的类型与车队车辆的类型是否相同，若相同，则进入步骤(213)，若不相同则拒绝该车辆的入队请求，通讯连接中断；
(213)判断是否存有该车辆对应车型的三维数模，若有，则进入步骤(214)，若没有则拒绝该车辆的入队请求，通讯连接中断，并将该车辆对应车型缺少信息进行记录，用于定期更新所存储的车型的三维数模；
(214)判断该车辆与车队的同行距离是否大于可入队最小同行距离S，若大于，则准许该车辆入队并进入步骤(22)，否则拒绝该车辆的入队请求，通讯连接中断。
进一步地，所述步骤(211)中上限车辆数Nmax为不影响正常交通行驶的一定值，对于不同类型的车辆，该值有所不同。
进一步地，所述步骤(214)中可入队最小同行距离S是根据大数据分析得出的车队变动对车队正常行驶影响在可接受范围内的一定值。
进一步地，所述步骤(23)中的具体计算方法为：
(231)计算车队中每个车辆自入队以来的平均单位时间节油量，其计算公式为：
Figure BDA0002679455420000051
式中，ΔQiave表示车队第i个车辆自入队以来的平均单位时间节油量，ni表示从车队第i个车辆入队时刻到当前时刻时间内的车队变动次数(车辆入队或离队)，tk表示在车队第i个车辆入队以来的第k-1次车队变动与第k次车队变动的时间间隔，
Figure BDA0002679455420000052
表示车队第i个车辆在时间间隔段tk内的单位时间节油量；
Figure BDA0002679455420000053
的计算公式为：
Figure BDA0002679455420000054
式中，Qi表示车队第i个车辆单独行驶时的单位时间油耗，
Figure BDA0002679455420000055
表示车队第i个车辆在时间间隔段tk内的单位时间油耗，K表示单位换算系数，bi表示车队第i个车辆的燃油消耗率，Ci表示车队第i个车辆单独行驶时的空气阻力系数，
Figure BDA0002679455420000056
表示车队第i个车辆在时间间隔段tk内的空气阻力系数，Ai表示车队第i个车辆的迎风面积，ρoil表示燃油密度，ρair表示空气密度，ηi表示车队第i个车辆传动系的机械效率；
对于本次入队的车辆，
Figure BDA0002679455420000057
式中，ΔQave为该车的平均单位时间节油量，Q表示该车辆单独行驶时的单位时间油耗，Qr表示该车辆入队后的单位时间油耗；
(232)计算新车队中所有车辆平均单位时间节油量的标准差σ，所得的σ值为最佳***位置评价指标值。
进一步地，所述步骤(24)中对车队进行入队控制具体方法为：
(241)若最佳***位置在车队最前端，控制入队车辆加速行驶，当该车辆超越车队头车一段距离后，变入车队所在车道，并减速，使该车辆与车队原头车之间的距离缩短为最小安全距离，该车辆成为车队头车；
(242)若最佳***位置在车队最末端，控制入队车辆减速行驶，当该车辆落后于车队尾车一段距离后，变入车队所在车道，并加速，使该车辆与车队原尾车之间的距离缩短为最小安全距离，该车辆成为车队尾车；
(243)若最佳***位置在车队中部，控制最佳***位置后方的车辆减速，拉大最佳***位置前后车辆的间距，当间距拉大到一定值后，控制入队车辆汇入该位置，再控制后方车辆加速，使所有车辆之间的间隙均调整为最小安全距离。
进一步地，所述步骤(31)中对车队进行离队控制具体包括：
(311)若请求离队车辆在车队最前端，控制请求离队车辆加速行驶，拉大其与后方车辆距离，当距离拉大到一定值后，控制该车辆变道，变道完成后该车辆恢复自身控制行驶状态，通讯连接中断；
(312)若请求离队车辆在车队最末端，控制请求离队车辆减速行驶，拉大其与前方车辆距离，当距离拉大到一定值后，控制该车辆变道，变道完成后该车辆恢复自身控制行驶状态，通讯连接中断；
(313)若请求离队车辆在车队中部，控制该车辆以及其后方的车辆减速，拉大该车辆与前后车辆的间距，当间距拉大到一定值后，控制该车辆变道；变道完成后该车辆恢复自身控制行驶状态，通讯连接中断，控制离队车辆后方的车辆加速，使所有车辆之间的间隙均调整为最小安全距离。
本发明的有益效果：
本发明使用云端的行驶管理***对整个自动驾驶车队进行控制，由于其对各车辆控制的同步性，可以使相邻两车的距离尽可能缩短，各车的空气阻力系数尽可能减小，进而使每辆车的燃料消耗尽量降低。
本发明可将道路上单独行驶的自动驾驶车辆吸收到车队之中，缓解交通压力，提高道路上车辆的通行效率。同时，借助云计算技术，对车辆的每一种入列方法进行远程数值模拟分析，得出一个最佳入列方案，使得车队中的每个车辆都能较为公平的享受到队列行驶带来的节油效益。
附图说明
图1为本发明***原理框图；
图2为车辆入队请求处理及计算流程图；
图3为车辆入队控制流程图；
图4为车辆离队控制流程图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
参照图1所示，本发明的一种自动驾驶车辆队列行驶管理***，包括：云计算模块、云控制模块及云存储模块；
所述云计算模块包含：车间距计算模块、数值仿真计算模块及评价指标计算模块；
车间距计算模块用于根据车辆的制动性能计算出相邻两车辆之间的最小安全距离；
数值仿真计算模块用于根据车队中各车辆采集上传的车队行驶数据以及车辆信息进行相应的数值仿真计算；
评价指标计算模块用于根据上述数值仿真结果计算得到最佳***位置评价指标值，并进行比较得出最佳***位置；
所述云控制模块用于根据云计算模块计算得到的最佳***位置生成相应的控制指令，控制车辆的动力***、制动***、转向***，来完成加速、减速、变道操作；
所述云存储模块用于存储车队信息、车队行驶数据、数值模拟数据及车型的三维数模。
其中，所述数值模拟数据为车队中各车辆通过每一次数值模拟所得出的空气阻力系数值。
所述最佳***位置评价指标值的具体计算方法为：
a、计算车队中每个车辆自入队以来的平均单位时间节油量，其计算公式为：
Figure BDA0002679455420000071
式中，ΔQiave表示车队第i个车辆自入队以来的平均单位时间节油量，ni表示从车队第i个车辆入队时刻到当前时刻时间内的车队变动次数(车辆入队或离队)，tk表示在车队第i个车辆入队以来的第k-1次车队变动与第k次车队变动的时间间隔，
Figure BDA0002679455420000072
表示车队第i个车辆在时间间隔段tk内的单位时间节油量；
Figure BDA0002679455420000073
的计算公式为：
Figure BDA0002679455420000074
式中，Qi表示车队第i个车辆单独行驶时的单位时间油耗，
Figure BDA0002679455420000075
表示车队第i个车辆在时间间隔段tk内的单位时间油耗，K表示单位换算系数，bi表示车队第i个车辆的燃油消耗率，Ci表示车队第i个车辆单独行驶时的空气阻力系数，
Figure BDA0002679455420000076
表示车队第i个车辆在时间间隔段tk内的空气阻力系数，Ai表示车队第i个车辆的迎风面积，ρoil表示燃油密度，ρair表示空气密度，ηi表示车队第i个车辆传动系的机械效率；
对于本次入队的车辆，
Figure BDA0002679455420000081
式中，ΔQave为该车的平均单位时间节油量，Q表示该车辆单独行驶时的单位时间油耗，Qr表示该车辆入队后的单位时间油耗；
b、计算新车队中所有车辆平均单位时间节油量的标准差σ，所得的σ值为最佳***位置评价指标值。
本发明的一种自动驾驶车辆队列行驶的控制方法，步骤如下：
(1)车队在高速道路上无障碍正常行驶时，车队的车速为u0，相邻两车辆之间的距离为最小安全距离Li，Li的计算公式为：
Figure BDA0002679455420000082
式中，Li表示车队第i个车辆与第i+1个车辆之间的最小安全距离，si表示车队第i个车辆的制动距离，sy表示预留距离，为一设定值，τ′i、τ″i分别表示车队第i个车辆消除制动间隙时间和第i个车辆制动压力上升时间，ai表示车队第i个车辆的最大制动减速度；若计算得到的Li小于两车辆之间的最小可正常行驶距离Lmin，则Li取为Lmin；
(2)当有自由行驶的自动驾驶车辆有入队行驶意向时，参照图2所示，如下：
(21)有入队意向的自由行驶车辆发送入队请求信号、车辆信息、车辆行程信息给行驶管理***，行驶管理***根据所述车辆发送的信息来判断是否准许所述车辆入队；
(22)根据所述车辆上传的车型信息，调出所述车辆对应的车型的三维数模以及车队的三维数模，对所述车辆***每一个可***位置后的所形成的新车队使用商用CFD软件进行数值模拟计算，数值模拟计算时，车速设置为u0，新车队中相邻两车辆之间的距离调整到最小安全间距Li，通过数值模拟计算得出车队中每个车辆的空气阻力系数；
(23)对所述车辆***每一个可***位置后的所形成的新车队，根据数值模拟计算所得到的结果进行最佳***位置评价指标的计算；
(24)对所述车辆***每一个可***位置后的所形成的新车队的最佳***位置评价指标进行比较，选取评价指标最小的***位置作为最佳***位置，根据最佳***位置在车队中所处的位置，对车队进行入队控制；
(25)将最终所形成的新车队的数值模拟信息及行驶信息进行存储；
(3)当有车队中的车辆请求离队时，如下：
(31)根据请求离队车辆在车队中所处的位置，对车队进行离队控制：
(32)对所述车辆离队后所形成的新车队进行数值模拟计算，得出车队中每个车辆的空气阻力系数，对新车队的数值模拟信息及行驶信息进行存储。
所述步骤(21)的具体判断过程为：
(211)判断车队中车辆的数量是否达到车队的上限车辆数Nmax，若未达到，则进入步骤(212)；若达到则拒绝该车辆的入队请求，通讯连接中断；
(212)判断该车辆的类型与车队车辆的类型是否相同，若相同，则进入步骤(213)，若不相同则拒绝该车辆的入队请求，通讯连接中断；
(213)判断是否存有该车辆对应车型的三维数模，若有，则进入步骤(214)，若没有则拒绝该车辆的入队请求，通讯连接中断，并将该车辆对应车型缺少信息进行记录，用于定期更新所存储的车型的三维数模；
(214)判断该车辆与车队的同行距离是否大于可入队最小同行距离S，若大于，则准许该车辆入队并进入步骤(22)，否则拒绝该车辆的入队请求，通讯连接中断。
所述步骤(211)中上限车辆数Nmax为不影响正常交通行驶的一定值，对于不同类型的车辆，该值有所不同。
所述步骤(214)中可入队最小同行距离S是根据大数据分析得出的车队变动对车队正常行驶影响在可接受范围内的一定值。
参照图3所示，所述步骤(23)中的具体计算方法为：
(231)计算车队中每个车辆自入队以来的平均单位时间节油量，其计算公式为：
Figure BDA0002679455420000091
式中，ΔQiave表示车队第i个车辆自入队以来的平均单位时间节油量，ni表示从车队第i个车辆入队时刻到当前时刻时间内的车队变动次数(车辆入队或离队)，tk表示在车队第i个车辆入队以来的第k-1次车队变动与第k次车队变动的时间间隔，
Figure BDA0002679455420000092
表示车队第i个车辆在时间间隔段tk内的单位时间节油量；
Figure BDA0002679455420000101
的计算公式为：
Figure BDA0002679455420000102
式中，Qi表示车队第i个车辆单独行驶时的单位时间油耗，
Figure BDA0002679455420000103
表示车队第i个车辆在时间间隔段tk内的单位时间油耗，K表示单位换算系数，bi表示车队第i个车辆的燃油消耗率，Ci表示车队第i个车辆单独行驶时的空气阻力系数，
Figure BDA0002679455420000104
表示车队第i个车辆在时间间隔段tk内的空气阻力系数，Ai表示车队第i个车辆的迎风面积，ρoil表示燃油密度，ρair表示空气密度，ηi表示车队第i个车辆传动系的机械效率；
对于本次入队的车辆，
Figure BDA0002679455420000105
式中，ΔQave为该车的平均单位时间节油量，Q表示该车辆单独行驶时的单位时间油耗，Qr表示该车辆入队后的单位时间油耗；
(232)计算新车队中所有车辆平均单位时间节油量的标准差σ，所得的σ值为最佳***位置评价指标值。
所述步骤(24)中对车队进行入队控制具体方法为：
(241)若最佳***位置在车队最前端，控制入队车辆加速行驶，当该车辆超越车队头车一段距离后，变入车队所在车道，并减速，使该车辆与车队原头车之间的距离缩短为最小安全距离，该车辆成为车队头车；
(242)若最佳***位置在车队最末端，控制入队车辆减速行驶，当该车辆落后于车队尾车一段距离后，变入车队所在车道，并加速，使该车辆与车队原尾车之间的距离缩短为最小安全距离，该车辆成为车队尾车；
(243)若最佳***位置在车队中部，控制最佳***位置后方的车辆减速，拉大最佳***位置前后车辆的间距，当间距拉大到一定值后，控制入队车辆汇入该位置，再控制后方车辆加速，使所有车辆之间的间隙均调整为最小安全距离。
参照图4所示，所述步骤(31)中对车队进行离队控制具体包括：
(311)若请求离队车辆在车队最前端，控制请求离队车辆加速行驶，拉大其与后方车辆距离，当距离拉大到一定值后，控制该车辆变道，变道完成后该车辆恢复自身控制行驶状态，通讯连接中断；
(312)若请求离队车辆在车队最末端，控制请求离队车辆减速行驶，拉大其与前方车辆距离，当距离拉大到一定值后，控制该车辆变道，变道完成后该车辆恢复自身控制行驶状态，通讯连接中断；
(313)若请求离队车辆在车队中部，控制该车辆以及其后方的车辆减速，拉大该车辆与前后车辆的间距，当间距拉大到一定值后，控制该车辆变道；变道完成后该车辆恢复自身控制行驶状态，通讯连接中断，控制离队车辆后方的车辆加速，使所有车辆之间的间隙均调整为最小安全距离。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动驾驶车辆队列行驶管理***，其特征在于，包括：云计算模块、云控制模块及云存储模块；
所述云计算模块包含：车间距计算模块、数值仿真计算模块及评价指标计算模块；
车间距计算模块用于根据车辆的制动性能计算出相邻两车辆之间的最小安全距离；
数值仿真计算模块用于根据车队中各车辆采集上传的车队行驶数据以及车辆信息进行相应的数值仿真计算；
评价指标计算模块用于根据上述数值仿真结果计算得到最佳***位置评价指标值，并进行比较得出最佳***位置；
所述云控制模块用于根据云计算模块计算得到的最佳***位置生成相应的控制指令，控制车辆的动力***、制动***、转向***，来完成加速、减速、变道操作；
所述云存储模块用于存储车队信息、车队行驶数据、数值模拟数据及车型的三维数模。
2.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆队列行驶管理***，其特征在于，所述数值模拟数据为车队中各车辆通过每一次数值模拟所得出的空气阻力系数值。
3.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆队列行驶管理***，其特征在于，所述最佳***位置评价指标值的具体计算方法为：
a、计算车队中每个车辆自入队以来的平均单位时间节油量，其计算公式为：
Figure FDA0002679455410000011
式中，ΔQiave表示车队第i个车辆自入队以来的平均单位时间节油量，ni表示从车队第i个车辆入队时刻到当前时刻时间内的车队变动次数，tk表示在车队第i个车辆入队以来的第k-1次车队变动与第k次车队变动的时间间隔，
Figure FDA0002679455410000012
表示车队第i个车辆在时间间隔段tk内的单位时间节油量；
Figure FDA0002679455410000013
的计算公式为：
Figure FDA0002679455410000014
式中，Qi表示车队第i个车辆单独行驶时的单位时间油耗，
Figure FDA0002679455410000015
表示车队第i个车辆在时间间隔段tk内的单位时间油耗，K表示单位换算系数，bi表示车队第i个车辆的燃油消耗率，Ci表示车队第i个车辆单独行驶时的空气阻力系数，
Figure FDA0002679455410000021
表示车队第i个车辆在时间间隔段tk内的空气阻力系数，Ai表示车队第i个车辆的迎风面积，ρoil表示燃油密度，ρair表示空气密度，ηi表示车队第i个车辆传动系的机械效率；
对于本次入队的车辆，
Figure FDA0002679455410000022
式中，ΔQave为该车的平均单位时间节油量，Q表示该车辆单独行驶时的单位时间油耗，Qr表示该车辆入队后的单位时间油耗；
b、计算新车队中所有车辆平均单位时间节油量的标准差σ，所得的σ值为最佳***位置评价指标值。
4.一种自动驾驶车辆队列行驶的控制方法，其特征在于，步骤如下：
(1)车队在高速道路上无障碍正常行驶时，车队的车速为u0，相邻两车辆之间的距离为最小安全距离Li，Li的计算公式为：
Figure FDA0002679455410000023
式中，Li表示车队第i个车辆与第i+1个车辆之间的最小安全距离，si表示车队第i个车辆的制动距离，sy表示预留距离，为一设定值，τ′i、τ″i分别表示车队第i个车辆消除制动间隙时间和第i个车辆制动压力上升时间，ai表示车队第i个车辆的最大制动减速度；若计算得到的Li小于两车辆之间的最小可正常行驶距离Lmin，则Li取为Lmin；
(2)当有自由行驶的自动驾驶车辆有入队行驶意向时，如下：
(21)有入队意向的自由行驶车辆发送入队请求信号、车辆信息、车辆行程信息给行驶管理***，行驶管理***根据所述车辆发送的信息来判断是否准许所述车辆入队；
(22)根据所述车辆上传的车型信息，调出所述车辆对应的车型的三维数模以及车队的三维数模，对所述车辆***每一个可***位置后的所形成的新车队进行数值模拟计算，数值模拟计算时，车速设置为u0，新车队中相邻两车辆之间的距离调整到最小安全间距Li，通过数值模拟计算得出车队中每个车辆的空气阻力系数；
(23)对所述车辆***每一个可***位置后的所形成的新车队，根据数值模拟计算所得到的结果进行最佳***位置评价指标的计算；
(24)对所述车辆***每一个可***位置后的所形成的新车队的最佳***位置评价指标进行比较，选取评价指标最小的***位置作为最佳***位置，根据最佳***位置在车队中所处的位置，对车队进行入队控制；
(25)将最终所形成的新车队的数值模拟信息及行驶信息进行存储；
(3)当有车队中的车辆请求离队时，如下：
(31)根据请求离队车辆在车队中所处的位置，对车队进行离队控制：
(32)对所述车辆离队后所形成的新车队进行数值模拟计算，得出车队中每个车辆的空气阻力系数，对新车队的数值模拟信息及行驶信息进行存储。
5.根据权利要求4所述的自动驾驶车辆队列行驶的控制方法，其特征在于，所述步骤(21)的具体判断过程为：
(211)判断车队中车辆的数量是否达到车队的上限车辆数Nmax，若未达到，则进入步骤(212)；若达到则拒绝该车辆的入队请求，通讯连接中断；
(212)判断该车辆的类型与车队车辆的类型是否相同，若相同，则进入步骤(213)，若不相同则拒绝该车辆的入队请求，通讯连接中断；
(213)判断是否存有该车辆对应车型的三维数模，若有，则进入步骤(214)，若没有则拒绝该车辆的入队请求，通讯连接中断，并将该车辆对应车型缺少信息进行记录，用于定期更新所存储的车型的三维数模；
(214)判断该车辆与车队的同行距离是否大于可入队最小同行距离S，若大于，则准许该车辆入队并进入步骤(22)，否则拒绝该车辆的入队请求，通讯连接中断。
6.根据权利要求5所述的自动驾驶车辆队列行驶的控制方法，其特征在于，所述步骤(211)中上限车辆数Nmax为不影响正常交通行驶的一定值，对于不同类型的车辆，该值有所不同。
7.根据权利要求4所述的自动驾驶车辆队列行驶的控制方法，其特征在于，所述步骤(214)中可入队最小同行距离S是根据大数据分析得出的车队变动对车队正常行驶影响在可接受范围内的一定值。
8.根据权利要求4所述的自动驾驶车辆队列行驶的控制方法，其特征在于，所述步骤(23)中的具体计算方法为：
(231)计算车队中每个车辆自入队以来的平均单位时间节油量，其计算公式为：
Figure FDA0002679455410000041
式中，ΔQiave表示车队第i个车辆自入队以来的平均单位时间节油量，ni表示从车队第i个车辆入队时刻到当前时刻时间内的车队变动次数，tk表示在车队第i个车辆入队以来的第k-1次车队变动与第k次车队变动的时间间隔，
Figure FDA0002679455410000042
表示车队第i个车辆在时间间隔段tk内的单位时间节油量；
Figure FDA0002679455410000043
的计算公式为：
Figure FDA0002679455410000044
式中，Qi表示车队第i个车辆单独行驶时的单位时间油耗，
Figure FDA0002679455410000045
表示车队第i个车辆在时间间隔段tk内的单位时间油耗，K表示单位换算系数，bi表示车队第i个车辆的燃油消耗率，Ci表示车队第i个车辆单独行驶时的空气阻力系数，
Figure FDA0002679455410000046
表示车队第i个车辆在时间间隔段tk内的空气阻力系数，Ai表示车队第i个车辆的迎风面积，ρoil表示燃油密度，ρair表示空气密度，ηi表示车队第i个车辆传动系的机械效率；
对于本次入队的车辆，
Figure FDA0002679455410000047
式中，ΔQave为该车的平均单位时间节油量，Q表示该车辆单独行驶时的单位时间油耗，Qr表示该车辆入队后的单位时间油耗；
(232)计算新车队中所有车辆平均单位时间节油量的标准差σ，所得的σ值为最佳***位置评价指标值。
9.根据权利要求4所述的自动驾驶车辆队列行驶的控制方法，其特征在于，所述步骤(24)中对车队进行入队控制具体方法为：
(241)若最佳***位置在车队最前端，控制入队车辆加速行驶，当该车辆超越车队头车一段距离后，变入车队所在车道，并减速，使该车辆与车队原头车之间的距离缩短为最小安全距离，该车辆成为车队头车；
(242)若最佳***位置在车队最末端，控制入队车辆减速行驶，当该车辆落后于车队尾车一段距离后，变入车队所在车道，并加速，使该车辆与车队原尾车之间的距离缩短为最小安全距离，该车辆成为车队尾车；
(243)若最佳***位置在车队中部，控制最佳***位置后方的车辆减速，拉大最佳***位置前后车辆的间距，当间距拉大到一定值后，控制入队车辆汇入该位置，再控制后方车辆加速，使所有车辆之间的间隙均调整为最小安全距离。
10.根据权利要求4所述的自动驾驶车辆队列行驶的控制方法，其特征在于，所述步骤(31)中对车队进行离队控制具体包括：
(311)若请求离队车辆在车队最前端，控制请求离队车辆加速行驶，拉大其与后方车辆距离，当距离拉大到一定值后，控制该车辆变道，变道完成后该车辆恢复自身控制行驶状态，通讯连接中断；
(312)若请求离队车辆在车队最末端，控制请求离队车辆减速行驶，拉大其与前方车辆距离，当距离拉大到一定值后，控制该车辆变道，变道完成后该车辆恢复自身控制行驶状态，通讯连接中断；
(313)若请求离队车辆在车队中部，控制该车辆以及其后方的车辆减速，拉大该车辆与前后车辆的间距，当间距拉大到一定值后，控制该车辆变道；变道完成后该车辆恢复自身控制行驶状态，通讯连接中断，控制离队车辆后方的车辆加速，使所有车辆之间的间隙均调整为最小安全距离。
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