專利名稱：車網(wǎng)路多系統(tǒng)融合的智能交互系統(tǒng)及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種智能交通控制系統(tǒng)及其控制方法，特別是關于一種車網(wǎng)路多系統(tǒng)融合的智能交互系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術：
隨著能源危機和環(huán)境污染的日益加劇，新能源車輛尤其是電動車，得到了各國政府的青睞，在最近幾年中得到了快速的發(fā)展。但是，電動車的急劇增加，也會對電網(wǎng)系統(tǒng)與交通系統(tǒng)產(chǎn)生負面的影響。比如對電網(wǎng)系統(tǒng)而言，電動車集中在某一個區(qū)域內充電，可能會造成電網(wǎng)局部負荷過大；對于交通系統(tǒng)而言，電動車需要長時間充電的特性會造成充電站附近區(qū)域內的電動車數(shù)目增多，交通負荷增大，通行效率降低。同時，電動車輛行駛里程不足，交通情況多變，若無有效的信息通信手段，駕駛員無法合理安排出行，會導致電動車輛無法到達目的地的問題。另外，隨著未來充電站規(guī)模的提高，如何利用通信技術減輕駕駛員負擔，使電動車輛自動進入充電位進行充電也值得探討。

發(fā)明內容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠將電動車與先進的交通設施和電網(wǎng)系統(tǒng)通過日益發(fā)展的無線通信手段集合成一個車網(wǎng)路多系統(tǒng)融合的智能交互系統(tǒng)及其控制方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案:一種車網(wǎng)路多系統(tǒng)融合的智能交互系統(tǒng)，其特征在于:它包括 一交通監(jiān)控中心、一電網(wǎng)監(jiān)控中心、若干電動車、若干路邊基站和若干充電站；所述電動車內設置有車載監(jiān)控系統(tǒng)、車載無線通信系統(tǒng)和車載顯示模塊；所述充電站內設置有通信基站、充電位和充電樁；所述交通監(jiān)控中心通過纜線分別雙向連接所述電網(wǎng)監(jiān)控中心和各所述路邊基站；所述電網(wǎng)監(jiān)控中心通過纜線分別雙向連接各所述通信基站；所述通信基站通過纜線連接所述充電樁；所述電動車的車載監(jiān)控系統(tǒng)通過車載無線通信系統(tǒng)，經(jīng)各所述路邊基站與所述交通監(jiān)控中心無線通信，經(jīng)各所述通信基站與所述充電站無線通信。上述的車網(wǎng)路多系統(tǒng)融合的智能交互系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟:1)設置一智能交互系統(tǒng)，包括一交通監(jiān)控中心、一電網(wǎng)監(jiān)控中心、若干電動車、若干路邊基站和若干充電站；所述電動車內設置有車載監(jiān)控系統(tǒng)、車載無線通信系統(tǒng)和車載顯示模塊；所述充電站內設置有通信基站、充電位和充電樁；2)各通信基站將充電站當前的電力負荷信息發(fā)送給電網(wǎng)監(jiān)控中心；3)電網(wǎng)監(jiān)控中心根據(jù)各充電站的電力負荷信息，得到整個電網(wǎng)的電網(wǎng)負荷，并發(fā)送給交通監(jiān)控中心；4)各路邊基站實時探測路況信息，并發(fā)送給交通監(jiān)控中心；
5)各電動車的車載監(jiān)控系統(tǒng)實時獲取當前電動車的車況信息，并通過車載無線通信系統(tǒng)經(jīng)路邊基站發(fā)送給交通監(jiān)控中心；6)交通監(jiān)控中心將車況信息和路況信息進行分析處理，綜合成交通信息，經(jīng)路邊基站和車載無線通信系統(tǒng)發(fā)送給車載監(jiān)控系統(tǒng)。所述步驟4)中，當各路邊基站將路況信息送給交通監(jiān)控中心時，同時將路況信息經(jīng)路邊基站發(fā)送給車載監(jiān)控系統(tǒng)；由車載監(jiān)控系統(tǒng)將交通信息、路況信息和電動車的車況信息進行融合，計算未來行駛過程中所需驅動力矩及平均速度，進而得到電動車剩余里程的估算結果，未來行駛過程中的功率消耗與行駛距離的關系和最終電動車在未來的通行過程中在各條道路上的電能能耗，并通過車載顯示模塊告知駕駛員。所述步驟6)中，交通監(jiān)控中心將交通信息發(fā)給車載監(jiān)控系統(tǒng)時，同時根據(jù)電網(wǎng)負荷信息、車況信息和交通信息，預測各充電站可能進行充電的電動車數(shù)量，并發(fā)送給電網(wǎng)監(jiān)控中心；電網(wǎng)監(jiān)控中心根據(jù)各充電站可能進行充電的電動車數(shù)量，生成對各充電站的電力監(jiān)控命令，并發(fā)送給各通信基站；同時，電網(wǎng)監(jiān)控中心對電網(wǎng)系統(tǒng)負荷進行安全調控，為各充電站調整配給功率。所述步驟6)中，交通監(jiān)控中心將交通信息發(fā)給車載監(jiān)控系統(tǒng)時，同時根據(jù)車況信息、路況信息、交通信息和電網(wǎng)負荷信息，統(tǒng)一為每一輛電動車規(guī)劃最優(yōu)的充電站位置，以及相應的到達該位置的最優(yōu)路徑；并經(jīng)路邊基站發(fā)送給車載監(jiān)控系統(tǒng)和車載顯示模塊，告知駕駛員鼓勵其前往此充電站充電。完成所述步驟6)后執(zhí)行以下步驟:7)根據(jù)車況信息、路況信息、交通信息和電網(wǎng)負荷信息，統(tǒng)一為每一電動車規(guī)劃最優(yōu)的充電站位置和相應的到達該位置的最優(yōu)路徑，并經(jīng)路邊基站發(fā)送給各電動車的車載監(jiān)控系統(tǒng)；8)車載監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)對車況信息、交通信息和最優(yōu)行駛路徑的分析結果，為電動車進行導航，并將結果發(fā)送到車載顯示模塊，駕駛員利用導航信息進行駕駛；9)車載監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)車況信息和交通信息，計算出當前電動車的自車速度上限、行車加速度上限和制動減速度上限，并將結果發(fā)送給車載顯示模塊，以控制電動車3能耗最低為控制目標，對跟車的安全距離計算進行優(yōu)化，并將優(yōu)化得到的目標力矩值用于控制電動車；10 )車載監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)車況信息和交通信息，確定電動車通過交叉路口的速度，既能夠連續(xù)通過交叉路口，又能夠合理利用制動能量回收；同時，在電動車通過交叉路口時，計算出電動車與前車的安全距離，進而協(xié)調電動車制動能量回收以及制動距離。當電動車進入充電站充電時，通過車載無線通信系統(tǒng)與通信基站的無線通信聯(lián)系，為電動車提供導航，步驟如下:①通信基站探測充電站內的電力負荷信息，空閑充電樁數(shù)量、位置及最大充電 功率，并發(fā)送給車載監(jiān)控系統(tǒng)；②車載監(jiān)控系統(tǒng)實時獲取當前電動車的車況信息，此信息包括周圍車輛的相對位置及其運動關系；其中運動關系是指在未來一段時間段內的自車與周圍車輛的速度和加速度，以避免潛在的碰撞可能車載監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)車況信息和電力負荷信息，確定從當前位置到達空閑充電位通行路徑，利用電動車的前輪主動轉向系統(tǒng)以及電動車的轉矩分配裝置，自行前往充電位。本發(fā)明由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點:1、本發(fā)明通過設立交通監(jiān)控中心、電網(wǎng)監(jiān)控中心、路邊基站和充電站內通信基站等較為完善的交通設施和當前廣泛使用的網(wǎng)絡信息化手段，實現(xiàn)了電動車組成的集群與電網(wǎng)系統(tǒng)、交通系統(tǒng)的多系統(tǒng)有機融合，使得為多個系統(tǒng)進行優(yōu)化成為可能，從而得以實現(xiàn)電網(wǎng)與交通的安全高效運行，電動車的充電需求得以滿足。2、本發(fā)明能夠根據(jù)路況信息、車況信息，估算電動車可以行駛的剩余里程，幫助駕駛員更合理地安排出行計劃，解決了電動車駕駛員對電動車里程不足的擔憂，提高了駕駛員對使用電動車的信心。3、本發(fā)明當電動車大規(guī)模進入運營后，能夠對電動車的充電需求進行預測，進而作為電網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理的依據(jù)，同時通過合理地為電動車推薦最優(yōu)充電站位置和推薦最優(yōu)行駛路徑，避免道路擁堵，防止電網(wǎng)局部負荷過高，保證電網(wǎng)系統(tǒng)與交通系統(tǒng)的高效安全運行，并緩解了駕駛員出行便利要求與電動車充電時間長的矛盾。4、本發(fā)明利用充電站內通信基站實現(xiàn)在充電站內的自動行駛，因此可以保證電動車進入充電站內可以快速到達空閑充電位，避免電動車在充電站內的停留，提高駕駛便利性。5、本發(fā)明利用電動車作為分布式可移動的儲能單元，發(fā)揮電動車組成的集群與電網(wǎng)系統(tǒng)進行雙向能量交互的功能，使電網(wǎng)負荷平穩(wěn)；同時，利用電動車與交通系統(tǒng)的實時信息交互，獲知周圍車輛的行駛狀況，以安全與節(jié)能駕駛為目標，實現(xiàn)電動車輛在道路中的駕駛輔助功能。本發(fā)明實現(xiàn)了電動車與智能電網(wǎng)系統(tǒng)和智能交通系統(tǒng)之間的協(xié)調優(yōu)化，提高了電動車的行車安全，節(jié)約電動車行駛過程中的電能消耗，可以廣泛用于智能交通系統(tǒng)的管理控制中。


圖1是本發(fā)明智能交互系統(tǒng)組成示意2是本發(fā)明各系統(tǒng)連接示意圖
具體實施例方式如圖1、圖2所示，本發(fā)明車網(wǎng)路多系統(tǒng)融合的智能交互系統(tǒng)包括一交通監(jiān)控中心
1、一電網(wǎng)監(jiān)控中心2、若干電動車3、若干路邊基站4和若干充電站5。其中電動車3內設置有車載監(jiān)控系統(tǒng)31、車載無線通信系統(tǒng)32和車載顯示模塊33 ;充電站5內設置有通信基站51、充電位52和充電樁53。交通監(jiān)控中心I通過纜線連接電網(wǎng)監(jiān)控中心2和各路邊基站4 ;電網(wǎng)監(jiān)控中心2通過纜線連接各通信基站51 ;通信基站51通過纜線連接充電樁52 ；車載監(jiān)控系統(tǒng)31通過車載無線通信系統(tǒng)32經(jīng)路邊基站4和通信基站51實現(xiàn)與交通監(jiān)控中心I和充電站5的無線通信。本發(fā)明的交通監(jiān)控中心I收集來自各個路邊基站4的信息，并接收來自電網(wǎng)監(jiān)控中心2的信息，以保證電網(wǎng)負荷安 全為目標，考慮到實時交通及電網(wǎng)狀況，并結合一段時間內的預測結果，統(tǒng)一為每一電動車3規(guī)劃最優(yōu)的充電站5位置，并制定相應的行車路徑，以緩解交通擁堵并保證電網(wǎng)安全。本發(fā)明的電網(wǎng)監(jiān)控中心2收集各個充電站6的電力負荷等信息，對電網(wǎng)負荷進行計算與預測，將電力監(jiān)控的命令傳輸給各個充電站6。并將電網(wǎng)的負荷信息以及充電站5的負荷信息發(fā)送給交通監(jiān)控中心1，由交通監(jiān)控中心進行統(tǒng)一優(yōu)化。本發(fā)明的車載監(jiān)控系統(tǒng)31實時監(jiān)控電動車3自身的剩余電量、當前位置、駕駛員的充電需求、駕駛員的駕駛習慣等車況信息，并通過車載無線通信系統(tǒng)32將這些信息經(jīng)路邊基站4發(fā)送給交通監(jiān)控中心I。同時，通過車載無線通信系統(tǒng)32接收外界信息，比如推薦的充電站位置、行駛路徑、路側交通信息等。車載監(jiān)控系統(tǒng)31還可以將電動車3自身的車況信息與外界信息相結合，實現(xiàn)自動駕駛功能。車載顯示模塊53能夠顯示電動車輛的剩余歷程、剩余電量、推薦充電站位置，推薦行車路徑、智能駕駛過程中的加速度限制等信息。本發(fā)明的路邊基站4收集基站附近的車輛速度、位置、目的地、剩余電量、駕駛員充電需求、車輛當前位置等路況信息，并將其傳輸給交通監(jiān)控中心I ;同時，將交通監(jiān)控中心傳回的數(shù)據(jù)，包括為每輛車推薦充電站位置、路徑規(guī)劃信息以及路側交通信息等發(fā)送給每一輛電動車3。
本發(fā)明的充電站5內設置有通信基站51，通信基站51可以將充電站5當前的電力負荷信息發(fā)送給電網(wǎng)監(jiān)控中心2，同時接收電網(wǎng)監(jiān)控中心2發(fā)來的調控電力負荷的信息并發(fā)給充電站5。當電動車3進入充電站5時，可以與電動車3進行無線通信，為電動車3在站內進行自動導航，幫助電動車3快速進入充電位52，避免充電站5內擁堵。同時通過與充電樁53之間的纜線連接，記錄并監(jiān)控正在充電的電動車3的充電信息，并將這些信息傳回電網(wǎng)監(jiān)控中心2。通信基站51還接收來自電網(wǎng)監(jiān)控中心2的信息，結合每輛電動車3的充電策略，實現(xiàn)電能的雙向流動(此為已有技術，不再贅述)，利用電能回饋電網(wǎng)。本發(fā)明的意義在于將電動車集群、電網(wǎng)系統(tǒng)、交通系統(tǒng)進行有機的集合，利用信息化的手段，實現(xiàn)了各系統(tǒng)之間的雙向通信，使對多個系統(tǒng)進行優(yōu)化成為可能，能夠實現(xiàn)電網(wǎng)與交通的安全高效運行，使電動車的充電需求得以滿足。下面列舉采用本發(fā)明智能交互系統(tǒng)的控制方法在各種情況下的多個實施例。實施例1:進行電動車剩余里程的估算1、路邊基站4實時探測路況信息，并發(fā)送給交通監(jiān)控中心I和電動車3 ；2、電動車3的車載監(jiān)控系統(tǒng)31實時獲取當前電動車3自身的車況信息，并通過車載無線通信系統(tǒng)31 (在下面的描述中為簡潔起見，將其省略)經(jīng)路邊基站4發(fā)送給交通監(jiān)控中心I ;此時的車況信息主要包括電池的荷電狀態(tài)、當前位置、目的地位置、車載電器耗能、制動能量回收效率、車輛參數(shù)；車輛參數(shù)主要包括胎壓、乘員數(shù)目，空氣動力學性能等；3、交通監(jiān)控中心I將車況信息和路況信息進行分析處理，綜合成交通信息，并經(jīng)路邊基站4發(fā)送給車載監(jiān)控系統(tǒng)31 ；4、車載監(jiān)控系統(tǒng)31將交通信息、路況信息和電動車3自身的車況信息進行融合，計算未來行駛過程中所需驅動力矩及平均速度大小，進而得到未來行駛過程中的功率消耗與行駛距離的關系，獲知電動車3在未來的通行過程中在各條道路上的電能能耗；并通過車載顯示模塊33告知駕駛員，從而解決了電動車3駕駛員對電動車3里程不足的擔憂。實施例2:預測大規(guī)模電動車的充電需求及電網(wǎng)系統(tǒng)負荷安全調控1、各通信基站51將充電站5當前的電力負荷信息發(fā)送給電網(wǎng)監(jiān)控中心2 ；2、電網(wǎng)監(jiān)控中心2根據(jù)各充電站5的電力負荷信息，得到整個電網(wǎng)的電網(wǎng)負荷，并發(fā)送給交通監(jiān)控中心I ;3、各電動車3的車載監(jiān)控系統(tǒng)31實時獲取當前電動車3的車況信息，并經(jīng)路邊基站4發(fā)送給交通監(jiān)控中心I ;此時的車況信息主要包括選擇何種充電模式、預定的目的地位置、預先選定的充電站6位置和駕駛員歷史充電信息。4、路邊基站4實時探測路況信息，并發(fā)送給交通監(jiān)控中心I ;5、交通監(jiān)控中心I將車況信息和路況信息進行分析處理，綜合成交通信息，并根據(jù)電網(wǎng)負荷信息、車況信息和交通信息，預測各充電站5可能進行充電的電動車3數(shù)量，并發(fā)送給電網(wǎng)監(jiān)控中心2;6、電網(wǎng)監(jiān)控中心2根據(jù)各充電站5可能進行充電的電動車3的數(shù)目，生成對各充電站5的電力監(jiān)控命令，并發(fā)送給各通信基站51 ;同時，電網(wǎng)監(jiān)控中心2調配電力負荷，為各充電站5調整配給功率，保證電網(wǎng)安全。實施例3:為電動車推薦最優(yōu)充電站位置和相應的最優(yōu)行駛路徑1、各通信基 站51探測充電站5當前電力負荷信息，并發(fā)送給電網(wǎng)監(jiān)控中心2 ；
2、電網(wǎng)監(jiān)控中心2根據(jù)各充電站5的電力負荷信息，得到整個電網(wǎng)的電網(wǎng)負荷，并發(fā)送給交通監(jiān)控中心I ;3、各電動車3的車載監(jiān)控系統(tǒng)31實時獲取當前電動車3的車況信息，并經(jīng)路邊基站4發(fā)送給交通監(jiān)控中心I ;此時的車況信息主要包括電池電量、車輛當前位置、駕駛員充電需求和目的地；4、路邊基站4探測路況信息，并發(fā)送給交通監(jiān)控中心I ;5、交通監(jiān)控中心I將眾多車況信息和路況信息進行分析處理，綜合成交通信息，并根據(jù)車況信息、路況信息、交通信息和電網(wǎng)負荷信息，統(tǒng)一為每一輛電動車3規(guī)劃最優(yōu)的充電站5位置，以及相應到達該位置的最優(yōu)路徑；然后經(jīng)路邊基站4發(fā)送給各電動車3，各電動車3通過車載顯示模塊33告知駕駛員，以鼓勵駕駛員前往此充電站5充電。實施例4:實現(xiàn)電動車的智能自動駕駛1、各通信基站51探測充電站5當前的電力負荷信息，并發(fā)送給電網(wǎng)控制中心2 ；2、電網(wǎng)控制中心2根據(jù)各充電站5的電力負荷信息，得到整個電網(wǎng)的電網(wǎng)負荷信息，并發(fā)送給交通監(jiān)控中心I ;
3、各電動車3的車載監(jiān)控系統(tǒng)31實時獲取當前電動車3的車況信息，并經(jīng)路邊基站4發(fā)送給交通監(jiān)控中心I ;此時的車況信息主要是充電需求信息；4、路邊基站4探測路況信息，并發(fā)送給交通監(jiān)控中心；5、交通監(jiān)控中心I對車況信息與路況信息進行分析處理，并綜合成交通信息；6、交通監(jiān)控中心I根據(jù)車況信息、電網(wǎng)負荷信息和路況信息,統(tǒng)一為每一輛電動車3規(guī)劃最優(yōu)的充電站5位置和相應的到達該位置的最優(yōu)路徑，并經(jīng)路邊基站5發(fā)送給各電動車3的車載監(jiān)控系統(tǒng)31 ；7、車載監(jiān)控系統(tǒng)31根據(jù)對車況信息、交通信息和最優(yōu)行駛路徑的分析結果，為電動車3設計導航，并將結果發(fā)送到車載顯示模塊33，駕駛員利用導航信息進行駕駛；8、車載監(jiān)控系統(tǒng)31根據(jù)車況信息和交通信息，計算出當前電動車3的自車速度上限、行車加速度上限和制動減速度上限，并將結果發(fā)送給車載顯示模塊33，以控制電動車3能耗最低為控制目標，對跟車的安全距離計算進行優(yōu)化，并將優(yōu)化得到的目標力矩值用于控制電動車3。優(yōu)化過程要結合駕駛員的歷史駕駛操作行為、剩余電池的能量以及出行目的地的距離，在保證達到目的地的基礎上，盡量符合駕駛員的操作感受。9、在電動車3通過交叉路口時，車載監(jiān)控系統(tǒng)31根據(jù)車況信息和交通信息，確定電動車3通過交叉路口的速度，保證既能夠連續(xù)通過交叉路口，又能夠合理利用制動能量回收；同時，在電動車3通過交叉路口時，計算出電動車3與前車的安全距離，進而協(xié)調電動車制動能量回收以及制動距離，實現(xiàn)通過交通燈安全、節(jié)能，制動能量回收(此為已有技術，不再贅述)的能量最大化效果。實施例5:電動車在充電站內的自動導航I)通信基站51探測充電站5內的電力負荷信息，空閑充電樁53數(shù)量、位置及最大充電功率，并發(fā)送給車載監(jiān)控系統(tǒng)31 ；2)車載監(jiān)控系統(tǒng)31實時獲取當前電動車3的車況信息，此信息包括周圍車輛的相對位置及其運動關系；其中運動關系是指在未來一段時間段內的自車與周圍車輛的速度和加速度，以避免潛在的碰撞可能。
3)車載監(jiān)控系統(tǒng)31根據(jù)車況信息和電力負荷信息，確定從當前位置到達空閑充電位52的通行路徑，利用電動車3的前輪主動轉向系統(tǒng)以及電動車3的轉矩分配裝置，實現(xiàn)電動車3自主跟隨該通行路徑，實現(xiàn)電動車3在充電站5內自行前往充電位52的功能。上述實施例中，交通監(jiān)控中心I將車況信息和路況信息進行分析處理，是指根據(jù)車況信息和路況信息，計算出各路段的車輛通行密度、通行平均速度，并將不同路段的車輛通行密度、通行平均速度數(shù)據(jù)進行整理，綜合成當前路網(wǎng)實時的交通信息。具體的計算方法為已有技術，在此不再贅述。上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結構、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本發(fā)明 的保護范圍之外。
權利要求
1.一種車網(wǎng)路多系統(tǒng)融合的智能交互系統(tǒng)，其特征在于:它包括一交通監(jiān)控中心、一電網(wǎng)監(jiān)控中心、若干電動車、若干路邊基站和若干充電站；所述電動車內設置有車載監(jiān)控系統(tǒng)、車載無線通信系統(tǒng)和車載顯示模塊；所述充電站內設置有通信基站、充電位和充電樁；所述交通監(jiān)控中心通過纜線分別雙向連接所述電網(wǎng)監(jiān)控中心和各所述路邊基站；所述電網(wǎng)監(jiān)控中心通過纜線分別雙向連接各所述通信基站；所述通信基站通過纜線連接所述充電樁；所述電動車的車載監(jiān)控系統(tǒng)通過車載無線通信系統(tǒng)，經(jīng)各所述路邊基站與所述交通監(jiān)控中心無線通信，經(jīng)各所述通信基站與所述充電站無線通信。
2.如權利要求1所述的車網(wǎng)路多系統(tǒng)融合的智能交互系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟: 1)設置一智能交互系統(tǒng)，包括一交通監(jiān)控中心、一電網(wǎng)監(jiān)控中心、若干電動車、若干路邊基站和若干充電站；所述電動車內設置有車載監(jiān)控系統(tǒng)、車載無線通信系統(tǒng)和車載顯示模塊；所述充電站內設置有通信基站、充電位和充電樁； 2)各通信基站將充電站當前的電力負荷信息發(fā)送給電網(wǎng)監(jiān)控中心； 3)電網(wǎng)監(jiān)控中心根據(jù)各充電站的電力負荷信息，得到整個電網(wǎng)的電網(wǎng)負荷，并發(fā)送給交通監(jiān)控中心； 4)各路邊基站實時探測路況信息，并發(fā)送給交通監(jiān)控中心； 5)各電動車的車載監(jiān)控系統(tǒng)實時獲取當前電動車的車況信息，并通過車載無線通信系統(tǒng)經(jīng)路邊基站發(fā)送給交通監(jiān)控中心； 6)交通監(jiān)控中心將車況信息和路況信息進行分析處理，綜合成交通信息，經(jīng)路邊基站和車載無線通信系統(tǒng)發(fā)送給車載監(jiān)控系統(tǒng)。
3.如權利要求2所述的車網(wǎng)路多系統(tǒng)融合的智能交互系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述步驟4)中，當各路邊基站將路況信息送給交通監(jiān)控中心時，同時將路況信息經(jīng)路邊基站發(fā)送給車載監(jiān)控系統(tǒng)；由車載監(jiān)控系統(tǒng)將交通信息、路況信息和電動車的車況信息進行融合，計算未來行駛過程中所需驅動力矩及平均速度，進而得到電動車剩余里程的估算結果，未來行駛過程中的功率消耗與行駛距離的關系和最終電動車在未來的通行過程中在各條道路上的電能能耗，并通過車載顯示模塊告知駕駛員。
4.如權利要求2所述的車網(wǎng)路多系統(tǒng)融合的智能交互系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述步驟6)中，交通監(jiān)控中心將交通信息發(fā)給車載監(jiān)控系統(tǒng)時，同時根據(jù)電網(wǎng)負荷信息、車況信息和交通信息，預測各充電站可能進行充電的電動車數(shù)量，并發(fā)送給電網(wǎng)監(jiān)控中心；電網(wǎng)監(jiān)控中心根據(jù)各充電站可能進行充電的電動車數(shù)量，生成對各充電站的電力監(jiān)控命令，并發(fā)送給各通信基站；同時，電網(wǎng)監(jiān)控中心對電網(wǎng)系統(tǒng)負荷進行安全調控，為各充電站調整配給功率。
5.如權利要求2所述的車網(wǎng)路多系統(tǒng)融合的智能交互系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述步驟6)中，交通監(jiān)控中心將交通信息發(fā)給車載監(jiān)控系統(tǒng)時，同時根據(jù)車況信息、路況信息、交通信息和電網(wǎng)負荷信息，統(tǒng)一為每一輛電動車規(guī)劃最優(yōu)的充電站位置，以及相應的到達該位置的最優(yōu)路徑；并經(jīng)路邊基站發(fā)送給車載監(jiān)控系統(tǒng)和車載顯示模塊，告知駕駛員鼓勵其前往此充電站充電。
6.如權利要求2所述的車網(wǎng)路多系統(tǒng)融合的智能交互系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:完成所述步驟6)后執(zhí)行以下步驟:7 )根據(jù)車況信息、路況信息、交通信息和電網(wǎng)負荷信息，統(tǒng)一為每一電動車規(guī)劃最優(yōu)的充電站位置和相應的到達該位置的最優(yōu)路徑，并經(jīng)路邊基站發(fā)送給各電動車的車載監(jiān)控系統(tǒng)； 8)車載監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)對車況信息、交通信息和最優(yōu)行駛路徑的分析結果，為電動車進行導航，并將結果發(fā)送到車載顯示模塊，駕駛員利用導航信息進行駕駛； 9)車載監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)車況信息和交通信息，計算出當前電動車的自車速度上限、行車加速度上限和制動減速度上限，并將結果發(fā)送給車載顯示模塊，以控制電動車3能耗最低為控制目標，對跟車的安全距離計算進行優(yōu)化，并將優(yōu)化得到的目標力矩值用于控制電動車； 10)車載監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)車況信息和交通信息，確定電動車通過交叉路口的速度，既能夠連續(xù)通過交叉路口，又能夠合理利用制動能量回收；同時，在電動車通過交叉路口時，計算出電動車與前車的安全距離，進而協(xié)調電動車制動能量回收以及制動距離。
7.如權利要求2所述的車網(wǎng)路多系統(tǒng)融合的智能交互系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:當電動車進入充電站充電時，通過車載無線通信系統(tǒng)與通信基站的無線通信聯(lián)系，為電動車提供導航，步驟如下: ①通信基站探測充電站內的電力負荷信息，空閑充電樁數(shù)量、位置及最大充電功率，并發(fā)送給車載監(jiān)控系統(tǒng)； ②車載監(jiān)控系統(tǒng)實時獲取當前電動車的車況信息，此信息包括周圍車輛的相對位置及其運動關系；其中運動關系是指在未來一段時間段內的自車與周圍車輛的速度和加速度，以避免潛在的碰撞可能； ③車載監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)車況信息和電力負荷信息，確定從當前位置到達空閑充電位通行路徑，利用電動車的前輪主動轉向系統(tǒng)以及電動車的轉矩分配裝置，自行前往充電位。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車網(wǎng)路多系統(tǒng)融合的智能交互系統(tǒng)及其控制方法，其中系統(tǒng)包括一種車網(wǎng)路多系統(tǒng)融合的智能交互系統(tǒng)，其特征在于它包括一交通監(jiān)控中心、一電網(wǎng)監(jiān)控中心、若干電動車、若干路邊基站和若干充電站；電動車內設置有車載監(jiān)控系統(tǒng)、車載無線通信系統(tǒng)和車載顯示模塊；充電站內設置有通信基站、充電位和充電樁；交通監(jiān)控中心通過纜線分別雙向連接電網(wǎng)監(jiān)控中心和各路邊基站；電網(wǎng)監(jiān)控中心通過纜線分別雙向連接各通信基站；通信基站通過纜線連接充電樁；電動車的車載監(jiān)控系統(tǒng)通過車載無線通信系統(tǒng)，經(jīng)各路邊基站與交通監(jiān)控中心無線通信，經(jīng)各通信基站與充電站無線通信。本發(fā)明可以廣泛用于智能交通管理控制過程中。
文檔編號G08G1/0962GK103236177SQ20131009887
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月26日 優(yōu)先權日2013年3月26日
發(fā)明者李克強, 張書瑋, 羅禹貢, 朱陶, 連小珉, 王建強, 楊殿閣, 鄭四發(fā) 申請人:清華大學