[發明專利]一種十字路口的交通流量評估方法

有效

• 申請號: 201710149512.8
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN106846812B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 張錚;陳斌;陳天雄
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/065
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文穎

1.一種十字路口的交通流量評估方法，包括以下幾個步驟：

步驟一：獲取安全跟馳距離與前后車速度、加速度之間的關系；

設某時刻前車的速度為v_i，后車的速度為v_i+1，前車以加速度a₀′剎車，后車在經過剎車遲滯時間T_s后以最大加速度a₀急剎車，則從前車緊急剎車到兩車都停車，前車行駛的距離為：

后車行駛的距離分為兩部分，當前車開始剎車時，后車需要剎車遲滯時間T_s做出反應，在這段時間內，后車依然按照前面的加速度進行勻加速行駛，這段時間內行駛的距離為S₁；經過剎車遲滯時間后，后車迅速以最大的加速度進行減速，這段時間內行駛的距離為S₂，設加速與減速時的加速度數值相同，則

則從前車緊急剎車到兩車都停車，后車行駛的距離一共為：

則兩車的安全跟馳距離L_s為：

步驟二：獲取啟動遲滯時間與車間距的關系；

設車間距為前車車尾到后車車頭的距離，當紅燈變為綠燈時，設第一輛車啟動時的啟動遲滯時間為零，當兩車的間距為基準車間距L₀時，后車啟動遲滯時間為T_SS＝T₀，當兩車間距增大到最大車間距L_M后，后車啟動遲滯時間為T_SS＝0，即前車不動，后車便進行加速，經過剎車遲滯時間T_s后再以最大加速度進行減速，而前后車不致發生碰撞，即：

設啟動遲滯時間與車間距成反比，得到后車的啟動遲滯時間隨著車間距L_P變化的關系式：

步驟三：獲取后車加速度隨前車加速度以及前后兩車速度的變化規律；

排隊通過十字道路交叉口的車輛，后車啟動后，前后兩車的相對速度和距離隨時會發生變化，為保持前后兩車間的安全跟馳距離，后車須主動調整車速，設某時刻前后兩車的車速分別為v_i和v_i+1，在時間間隔Δt內，前車車速變化為Δv_i，經過T_s的剎車遲滯時間后，后車Δt內車速變化為Δv_i+1；在這一變化過程中，兩車由于速度變化行駛的距離分別為：

Δs_i＝v_iΔt，Δs_i+1＝v_i+1Δt (7)

假設兩車在該時間段內均以前一時刻的速度行駛，變速過程后，兩車間的安全跟馳距離為：

其中：分別為后車與前車行駛的距離，兩車間距變化為：

L′_s-L_s＝Δs_i-Δs_i+1 (9)

得到:

忽略二次小項并由可得：

獲取后車的加速度a_i+1隨前車加速度a_i以及前后兩車速度的變化規律為：

其中：a_i≤a₀；

步驟四：建立交通流量評估模型，獲取單位時長內通過路口的車流量；

包括以下幾個環節：

a.設定剎車遲滯時間T_S、最大啟動遲滯時間T₀、前車最大加速度a₀′、后車最大加速度a₀、基準車間距L₀、車間距L_P、車輛長度L_c、黃燈時間恒為t_y、紅燈時長與綠燈時長相等，分別為t_r、t_g；

b.綠燈亮時，第一輛車立即以加速度a₀′啟動，第二輛車經過啟動遲滯時間T_SS后啟動，此時令i＝2，i表示車輛編號；

c.設經過時間(i-1)T_SS后，第i輛車開始啟動，其加速度變化規律符合式(12)，且速度達到v₀后不再增加；

d.對第i輛車的加速度，即式(12)進行積分，得到第i輛車在啟動后t_g-(i-1)T_SS時間內的行駛距離為L_tgi；

e.判斷其行駛距離是否滿足條件L_tgi＞(n-1)(L_c+L_p)，其中n為車輛總數，若滿足，則第i輛車可以通過紅綠燈，令i＝i+1，返回環節c；若不滿足，則在T_g時長的綠燈期間通過十字道路交叉口的車輛數為n＝i-1；

f.得到每小時通過十字道路交叉口的車流量為q_m＝3600n/(t_g+t_r+t_y)。