車路協(xié)同環(huán)境下的無信號交叉口優(yōu)化控制方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及智能交通技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種車路協(xié)同環(huán)境下的無信號交叉口優(yōu) 化控制方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著無線通信、自動控制、傳感檢測等技術(shù)的發(fā)展，CVIS(Cooperative Vehicle Infrastructure System，車路協(xié)同系統(tǒng)）逐漸興起并成為智能交通領(lǐng)域的研宄熱 點(diǎn)。CVIS是指基于無線通信、傳感探測等技術(shù)獲取車輛和道路信息，通過車-車、車-路通 信進(jìn)行信息交互和共享，實(shí)現(xiàn)車輛與基礎(chǔ)設(shè)施之間智能協(xié)同與配合，達(dá)到優(yōu)化利用系統(tǒng)資 源、提高道路交通安全、緩解交通擁堵的目標(biāo)。CVIS能全面獲取車輛個(gè)體時(shí)空運(yùn)行狀態(tài)和道 路網(wǎng)絡(luò)交通狀態(tài)信息，并能通過速度引導(dǎo)實(shí)現(xiàn)信號控制與交通流的動態(tài)交互，這為改進(jìn)交 通信號控制方法提供了良好的條件。
[0003] 道路交叉口是公路網(wǎng)絡(luò)或城市道路網(wǎng)絡(luò)的基本節(jié)點(diǎn)，也往往是道路網(wǎng)中通行能力 的"隘路"和交通沖突的"多發(fā)地"。對于交叉口交通擁堵問題常規(guī)的解決辦法是增建新的 道路或者拓寬原有道路的寬度，但是考慮到整個(gè)城市交通的投資預(yù)算以及城市在空間和資 源上的有限性和稀缺性，這種治標(biāo)不治本的辦法并不可取。
[0004] 目前，還沒有利用CVIS對道路交叉口進(jìn)行交通優(yōu)化控制的方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種車路協(xié)同環(huán)境下的無信號交叉口優(yōu)化控制方法和系 統(tǒng)，以提高交叉路口的智能交通控制效率。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種車路協(xié)同環(huán)境下的無信號交叉口優(yōu)化控制方 法，包括：
[0007] 車載單元將車輛的行車狀態(tài)信息發(fā)送給路側(cè)設(shè)備，所述行車狀態(tài)信息包括車輛的 速度和位置，所述路側(cè)設(shè)備將各個(gè)車載單元發(fā)送過來的行車狀態(tài)信息發(fā)送給路側(cè)管理設(shè) 備；
[0008] 所述路側(cè)管理設(shè)備根據(jù)通過交叉口的各個(gè)車輛的行車狀態(tài)信息，利用預(yù)先設(shè)定的 交叉口信號優(yōu)化模型計(jì)算出各個(gè)車輛的路權(quán)信息及車輛速度引導(dǎo)信息；
[0009] 所述路側(cè)管理設(shè)備將各個(gè)車輛的路權(quán)信息及車輛速度引導(dǎo)信息發(fā)送給所述路側(cè) 設(shè)備，所述路側(cè)設(shè)備將路權(quán)信息及車輛速度引導(dǎo)信息發(fā)送給對應(yīng)的車輛。
[0010] 優(yōu)選地，所述預(yù)先設(shè)定的交叉口信號優(yōu)化模型基于通過交叉口的所有車輛的停車 次數(shù)最少和延誤時(shí)間最短而構(gòu)建。
[0011] 優(yōu)選地，所述的車載單元將車輛的行車狀態(tài)信息發(fā)送給路側(cè)設(shè)備，所述行車狀態(tài) 信息包括車輛的速度和位置，所述路側(cè)設(shè)備將各個(gè)車載單元發(fā)送過來的行車狀態(tài)信息發(fā)送 給路側(cè)管理設(shè)備，包括：
[0012] 車載單元通過傳感器和車載電子設(shè)備采集車輛的行車狀態(tài)信息，所述行車狀態(tài)信 息包括車輛的車輛ID、速度、加速度、位置和車體外形尺寸數(shù)據(jù)，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將所述 行車狀態(tài)信息發(fā)送給路側(cè)設(shè)備；
[0013] 所述路側(cè)設(shè)備根據(jù)接收到的交叉口的各個(gè)進(jìn)口車道的所有車輛的行車狀態(tài)信息， 計(jì)算出各個(gè)進(jìn)口車道的車流量、排隊(duì)長度，將各個(gè)進(jìn)口車道的所有車輛的行車狀態(tài)信息，以 及各個(gè)進(jìn)口車道的車流量、排隊(duì)長度通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給路側(cè)管理設(shè)備。
[0014] 優(yōu)選地，所述的路側(cè)管理設(shè)備根據(jù)通過交叉口的各個(gè)車輛的行車狀態(tài)信息，利用 預(yù)先設(shè)定的交叉口信號優(yōu)化模型計(jì)算出各個(gè)車輛的路權(quán)信息及車輛速度引導(dǎo)信息，包括：
[0015] 所述路側(cè)管理設(shè)備計(jì)算出各個(gè)進(jìn)口車道的初始綠燈時(shí)間g(l
[0016]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種車路協(xié)同環(huán)境下的無信號交叉口優(yōu)化控制方法，其特征在于，包括： 車載單元將車輛的行車狀態(tài)信息發(fā)送給路側(cè)設(shè)備，所述行車狀態(tài)信息包括車輛的速度 和位置，所述路側(cè)設(shè)備將各個(gè)車載單元發(fā)送過來的行車狀態(tài)信息發(fā)送給路側(cè)管理設(shè)備； 所述路側(cè)管理設(shè)備根據(jù)通過交叉口的各個(gè)車輛的行車狀態(tài)信息，利用預(yù)先設(shè)定的交叉 口信號優(yōu)化模型計(jì)算出各個(gè)車輛的路權(quán)信息及車輛速度引導(dǎo)信息； 所述路側(cè)管理設(shè)備將各個(gè)車輛的路權(quán)信息及車輛速度引導(dǎo)信息發(fā)送給所述路側(cè)設(shè)備， 所述路側(cè)設(shè)備將路權(quán)信息及車輛速度引導(dǎo)信息發(fā)送給對應(yīng)的車輛。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車路協(xié)同環(huán)境下的無信號交叉口優(yōu)化控制方法，其特征 在于，所述預(yù)先設(shè)定的交叉口信號優(yōu)化模型基于通過交叉口的所有車輛的停車次數(shù)最少和 延誤時(shí)間最短而構(gòu)建。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的一種車路協(xié)同環(huán)境下的無信號交叉口優(yōu)化控制方法， 其特征在于，所述的車載單元將車輛的行車狀態(tài)信息發(fā)送給路側(cè)設(shè)備，所述行車狀態(tài)信息 包括車輛的速度和位置，所述路側(cè)設(shè)備將各個(gè)車載單元發(fā)送過來的行車狀態(tài)信息發(fā)送給路 側(cè)管理設(shè)備，包括： 車載單元通過傳感器和車載電子設(shè)備采集車輛的行車狀態(tài)信息，所述行車狀態(tài)信息包 括車輛的車輛ID、速度、加速度、位置和車體外形尺寸數(shù)據(jù)，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將所述行車 狀態(tài)信息發(fā)送給路側(cè)設(shè)備； 所述路側(cè)設(shè)備根據(jù)接收到的交叉口的各個(gè)進(jìn)口車道的所有車輛的行車狀態(tài)信息，計(jì)算 出各個(gè)進(jìn)口車道的車流量、排隊(duì)長度，將各個(gè)進(jìn)口車道的所有車輛的行車狀態(tài)信息，以及各 個(gè)進(jìn)口車道的車流量、排隊(duì)長度通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給路側(cè)管理設(shè)備。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種車路協(xié)同環(huán)境下的無信號交叉口優(yōu)化控制方法，其特征 在于，所述的路側(cè)管理設(shè)備根據(jù)通過交叉口的各個(gè)車輛的行車狀態(tài)信息，利用預(yù)先設(shè)定的 交叉口信號優(yōu)化模型計(jì)算出各個(gè)車輛的路權(quán)信息及車輛速度引導(dǎo)信息，包括： 所述路側(cè)管理設(shè)備計(jì)算出各個(gè)進(jìn)口車道的初始綠燈時(shí)間gQ
式中：Ntl為當(dāng)前周期各進(jìn)口車道上排隊(duì)車輛數(shù)的最大值，Qs為單條進(jìn)口車道的飽和流 率，σ為車輛啟動損失時(shí)間； 將滑動時(shí)間窗T平均分為M個(gè)時(shí)間間隔，每個(gè)時(shí)間間隔為ΛΤ，所述的路側(cè)管理設(shè)備計(jì) 算出各個(gè)進(jìn)口車道的優(yōu)化綠燈時(shí)間gjm) gc (m) = g〇+(m-M/2) Δ T，m = 0, 1，…，M 選取第一個(gè)時(shí)間間隔，所述路側(cè)管理設(shè)備根據(jù)所述初始綠燈時(shí)間g〇、第一個(gè)時(shí)間間隔 對應(yīng)的優(yōu)化綠燈時(shí)間g。(Hl1)，各個(gè)進(jìn)口車道上各個(gè)車輛距離所述交叉口的距離值和車輛的 速度，計(jì)算出各個(gè)進(jìn)口車道上各個(gè)車輛的路權(quán)信息及車輛速度引導(dǎo)信息，計(jì)算出各個(gè)進(jìn)口 車道上所有車輛的停車次數(shù)和延誤時(shí)間，根據(jù)各個(gè)進(jìn)口車道上所有車輛的停車次數(shù)和延誤 時(shí)間計(jì)算出所述第一個(gè)時(shí)間間隔對應(yīng)的綜合優(yōu)化值； 選取下一個(gè)時(shí)間間隔，按照上述第一個(gè)時(shí)間間隔對應(yīng)的綜合優(yōu)化值的計(jì)算方法，計(jì)算 出下一個(gè)時(shí)間間隔對應(yīng)的綜合優(yōu)化值，依次類推，所述路側(cè)管理計(jì)算出每個(gè)時(shí)間間隔對應(yīng) 的綜合優(yōu)化值； 所述路側(cè)管理設(shè)備將所有時(shí)間間隔對應(yīng)的綜合優(yōu)化值進(jìn)行比較，選取綜合優(yōu)化值最小 的時(shí)間間隔對應(yīng)的優(yōu)化綠燈時(shí)間作為最終的優(yōu)化綠燈時(shí)間，選取綜合優(yōu)化值最小的時(shí)間間 隔對應(yīng)的各個(gè)車輛的路權(quán)信息及車輛速度引導(dǎo)信息作為最終的各個(gè)車輛的路權(quán)信息及車 輛速度引導(dǎo)信息。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的車路協(xié)同環(huán)境下的無