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摘要：本发明涉及一种基于IVCPS的时空多尺度应急优先通行轨迹规划方法，属于智能交通管理与控制领域。该方法从多时空尺度对高速公路应急车辆优先通行场景进行划分，形成车辆层、车队层和路段层三个时空尺度；在路段层，结合Petri网和线性时序逻辑，将优先通行问题转化为最优可达性问题，在保证应急车辆优先通行的同时，最小化对社会车辆通行效率的影响；在车辆层和车队层，提出面向混合车队的应急优先多车协同控制方法，通过车辆模型和车队模型的建立，以及基于控制障碍函数的分层控制策略，实现应急车辆与社会车辆的高效协调。

主权项：1.一种基于IVCPS的时空多尺度应急优先通行轨迹规划方法，其特征在于：该方法从多时空尺度对高速公路应急车辆优先通行场景进行划分，形成车辆层、车队层和路段层三个时空尺度；在所述路段层，规划应急车辆的全局优先通行轨迹，并指导车队层的编队优化和车辆层的运动控制；在所述车辆层和车队层，收集实时状态信息并传递至路段层，为路段层的轨迹生成提供依据；该方法采用Petri网和时序逻辑规范相结合的方式，实现应急车辆优先通行轨迹的求解：首先将STLSignalTemporalLogic约束转化为CBFControlBarrierFunction约束，结合动力学模型和CBF约束分别设计车辆层控制器和车队层控制器；设计车辆层和车队层协同的车辆-车队分层控制权重分配机制：通过在车辆层控制器中引入一个权重系数，该权重系数为车队层向车辆层下发的CBF约束的权重系数，用于调整车辆层和车队层控制器的控制权分配，从而实现车辆层和车队层控制指令的动态协调，适应不同的任务需求和场景；构建高速公路着色Petri网模型，用于反映车辆在高速公路上的移动和变道行为；结合高速公路着色Petri网模型和线性时序逻辑规范，构建一个统一描述车辆行为和应急车辆优先通行规则的组合Petri网，从而将应急车辆优先通行轨迹规划问题转化为求解该组合Petri网的最优可达性问题；构建MILP模型用于求解组合Petri网的最优可达性问题得到最优执行序列，将该最优执行序列转化为适用于高速公路着色Petri网模型的执行序列，通过优化该执行序列得到应急车辆的优先通行轨迹；通过车辆层、车队层和路段层三个时空尺度的协同优化来执行该优先通行轨迹。

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百度查询： 重庆大学 一种基于IVCPS的时空多尺度应急优先通行轨迹规划方法