[發明專利]一種基于實時車輛軌跡的信號交叉口兩難區控制方法

有效

• 申請號: 201410513065.6
• 申請日: 2014-09-29
• 公開（公告）號: CN104282161A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 唐克雙;孔濤;李克平
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G08G1/08
• 分類號: G08G1/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

技術領域

本發明涉及交通控制領域，尤其是涉及一種基于實時車輛軌跡的信號交叉口兩難區控制方法。

背景技術

在信控交叉口范圍內，存在一個現象叫做兩難區，分為一類兩難區和二類兩難區，兩難區的存在極大地影響了交叉口的交通安全。一類兩難區的定義是在交叉口以限速行駛的車輛在黃燈結束時既無法在停止線前安全停車又無法安全通過交叉口的一段空間區域。圖1為一類兩難區原理圖，Xs表示能夠安全停在停止線前的最小距離，如果黃燈啟亮時車輛到停止線的距離小于Xs，則車輛無法安全停在停止線以內。Xc表示車輛能在黃燈間隔內駛出停車線的最大距離。如果黃燈啟亮時車輛距停止線的距離大于Xc，則黃燈結束前車輛無法駛出交叉口。二類兩區的定義是從90％的車輛會減速停車的距離開始，到只有10％的車輛會減速停車的距離結束。一些研究中，通過車輛行駛到停止線的時間來界定第二類兩難區范圍，根據不同地方的觀測數據，通常有2.5s～5.0s，2.0s～4.5s，3.0s～5.0/6.0s和1.7s～4.7s。圖2為二類兩難區原理圖。

傳統的兩難區控制方法包括一類兩難保護控制方法和二類兩難區保護控制方法。目前使用最多的兩難區保護控制系統是綠燈時間延長系統(GES)。綠燈時間延長系統是通過在交叉口前方一定距離設置檢測器，通過檢測器對車輛進行檢測，若滿足一定條件，則對綠燈時間進行延長，直到不滿足條件，或者綠燈時間達到最大綠燈時間，切換相位。常見的綠燈延長系統包括單檢測器兩難區控制系統、雙檢測器兩難區控制系統、多檢測器兩難區控制系統。較為常用的兩難區保護控制系統還包括DCS系統，大車優先系統，SOS系統等等。這些常用的兩難區保護控制系統往往是基于傳統的線圈檢測方式，不能夠對車輛進行實時檢測，對車輛狀態的判斷與實際情況有一定的偏差，從而影響防護效果。所以常用的兩難區控制系統存在的問題是：

1)檢測信息利用不足。傳統的兩難區控制系統往往采用線圈檢測器，很難做到對車輛的實時狀態檢測，從而對車輛的狀態信息不能持續準確地判斷。

2)防護效果不足。受限于傳統的檢測方式的缺陷，使得控制算法層面存在不足，最終導致防護效果不足。

但是，在如今的交通信息化背景下，檢測手段的多樣化使得車輛的實時軌跡獲取成為可能，車輛實時軌跡的可以用來開發更為先進的兩難區控制策略。本發明針對傳統的兩難區控制策略在新型交通檢測信息利用方面的不足，對全息檢測環境下的信號控制方法進行探索性研究，該方法針對郊區高速交叉口，可以根據實時檢測的車輛速度、位置、車型等信息，在考慮一類兩難區和二類兩難區的潛在危害程度以及小汽車和卡車在車輛性能方面的差異的基礎上，估計當前時刻兩難區內的車輛數以及預測未來兩難區內的車輛數，以兩難區內車輛數最少為控制目標，兼顧控制效率的前提下，判斷相位切換的時刻。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種安全性高、易于實施、方法先進的基于實時車輛軌跡的交叉口信號相位控制方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于實時車輛軌跡的信號交叉口兩難區控制方法，包括以下步驟：

1)根據交叉口的全息檢測裝置，獲取將要通過交叉口車輛的狀態信息；

2)根據得到的將要通過交叉口車輛的狀態信息進行交叉口信號相位控制，通過獲取當前時刻位于一類兩難區和二類兩難區的車輛數量以及預測接下來的時間內的一類兩難區和二類兩難區的車輛數量，來確定是否需要延長綠燈時間。

所述的步驟2)具體包括以下步驟：

201)判斷當前綠燈時間是否大于最小綠燈時間g_min，若為是，進行步驟202)，若為否，則進行步驟211)，最小綠燈時間g_min的計算式為：

gmin=7+Lpvp-I]]>

其中，L_p為行人過街道長度，v_p為行人過街步速，取1.2m/s，I為綠燈間隔時間；