[發(fā)明專(zhuān)利]一種車(chē)路協(xié)同環(huán)境下交叉口柵格化信號(hào)相位時(shí)長(zhǎng)計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710644319.1
• 申請(qǐng)日: 2017-08-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107248297B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張健;董書(shū)洋;冉斌;冒培培
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G08G1/07
• 分類(lèi)號(hào): G08G1/07;G06Q50/30
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專(zhuān)利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于交叉口內(nèi)部空間柵格化的車(chē)路協(xié)同環(huán)境下不可拆分車(chē)輛隊(duì)列在單點(diǎn)信號(hào)交叉口處信號(hào)相位時(shí)長(zhǎng)計(jì)算方法。該方法為：車(chē)路協(xié)同環(huán)境下，車(chē)輛通過(guò)車(chē)車(chē)/車(chē)路通信與周邊車(chē)輛及路側(cè)設(shè)施進(jìn)行數(shù)據(jù)與信息的交換，同時(shí)利用所得到的車(chē)輛實(shí)時(shí)位置、行駛速度、加速度等數(shù)據(jù)，通過(guò)運(yùn)用交叉口內(nèi)部空間柵格化的技術(shù)，計(jì)算車(chē)輛隊(duì)列安全通過(guò)交叉口沖突點(diǎn)所用的時(shí)間，并以此作為信號(hào)控制相位時(shí)間長(zhǎng)度的計(jì)算依據(jù)。本發(fā)明提出一種城市單點(diǎn)信號(hào)交叉口相位時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算方法，能夠充分利用交叉口內(nèi)部時(shí)空資源，有效提高交叉口處的交通運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)各方向車(chē)輛避免發(fā)生沖突并高效有序地通過(guò)交叉口。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車(chē)路協(xié)同駕駛控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種基于交叉口內(nèi)部空間柵格化的車(chē)路協(xié)同環(huán)境下不可拆分車(chē)輛隊(duì)列在單點(diǎn)信號(hào)交叉口處信號(hào)相位時(shí)長(zhǎng)計(jì)算方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展、城市化與工業(yè)化的速度加快，機(jī)動(dòng)車(chē)保有量也在不斷增加，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量已超過(guò)2.8億輛且仍保持高速增長(zhǎng)。由此產(chǎn)生了環(huán)境污染加重、交通事故數(shù)目上升、交通擁堵等一系列問(wèn)題、目前我國(guó)的交通擁堵已從北京、上海、廣州等特大型城市向省會(huì)城市、甚至二三線(xiàn)城市蔓延，嚴(yán)重制約著社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，形勢(shì)十分嚴(yán)峻。僅靠增加城市路網(wǎng)密度是無(wú)法充分解決現(xiàn)有的問(wèn)題的，不僅因?yàn)橐?guī)劃與修建道路存在著投入大、周期長(zhǎng)、難以跟上車(chē)輛增長(zhǎng)速度等問(wèn)題，受到土地與資金等各方面因素的制約，也因?yàn)槌鞘薪煌ㄏ到y(tǒng)規(guī)模巨大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造成交通問(wèn)題的因素?cái)?shù)目多并且相互影響。因此，需要從交通系統(tǒng)的角度出發(fā)，將車(chē)輛與道路綜合考慮，建設(shè)運(yùn)用多種現(xiàn)代高新技術(shù)的智能交通系統(tǒng)解決道路交通問(wèn)題。

車(chē)路協(xié)同系統(tǒng)(cooperative vehicle-infrastructure system,CVIS)是包含于智能交通系統(tǒng)中的具體部分。車(chē)路協(xié)同系統(tǒng)以無(wú)線(xiàn)通信、傳感探測(cè)、GPS技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)與圖像處理技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ)，獲取車(chē)輛位置、速度、運(yùn)行狀況與相關(guān)道路狀況等信息，并通過(guò)車(chē)車(chē)、車(chē)路通信進(jìn)行信息交互與共享，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛之間、車(chē)輛與道路設(shè)施之間的智能協(xié)同與配合。同時(shí)，車(chē)輛通過(guò)車(chē)聯(lián)網(wǎng)環(huán)境將自身信息上傳至系統(tǒng)的中央處理器，中央處理器運(yùn)用其強(qiáng)大的信息處理與分析能力，實(shí)現(xiàn)為車(chē)輛傳送實(shí)時(shí)路況、規(guī)劃最優(yōu)路線(xiàn)以及計(jì)算交叉口信號(hào)相位的最優(yōu)解等功能，從而達(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)。

對(duì)現(xiàn)有研究進(jìn)行分析，結(jié)果表明當(dāng)前對(duì)于車(chē)路協(xié)同環(huán)境下的單點(diǎn)交叉口處信號(hào)控制模型多數(shù)以單個(gè)車(chē)輛為對(duì)象進(jìn)行構(gòu)建，并未將車(chē)輛組織為車(chē)隊(duì)形式進(jìn)行考慮。而車(chē)路協(xié)同環(huán)境下，通過(guò)智能車(chē)載設(shè)備與路側(cè)設(shè)備等設(shè)施相結(jié)合，利用車(chē)車(chē)通信、車(chē)路通信等技術(shù)獲取車(chē)輛實(shí)時(shí)位置、行駛速度等信息將道路上行駛的車(chē)輛組織為智能車(chē)隊(duì)形式，能夠減小車(chē)輛行駛間距、以車(chē)輛自動(dòng)駕駛系統(tǒng)進(jìn)行輔助駕駛以提高反應(yīng)靈敏度，具有提高道路通行能力、節(jié)省燃料資源等優(yōu)點(diǎn)，也是未來(lái)車(chē)路協(xié)同的發(fā)展方向之一。本發(fā)明利用車(chē)路協(xié)同技術(shù)提供的車(chē)輛實(shí)時(shí)位置信息以及行駛速度等信息，基于交叉口內(nèi)部空間柵格化，提出一種城市單點(diǎn)信號(hào)交叉口相位時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算方法，從而實(shí)現(xiàn)各方向車(chē)輛避免發(fā)生沖突，安全有序且高效地通過(guò)交叉口。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于交叉口內(nèi)部空間柵格化的單點(diǎn)信號(hào)交叉口處相位放行時(shí)間計(jì)算方法。交叉口內(nèi)部空間柵格化指將交叉口內(nèi)部以各方向車(chē)道線(xiàn)的延伸線(xiàn)將交叉口劃分為多個(gè)子格，從而可將不同方向車(chē)隊(duì)軌跡交叉所產(chǎn)生的沖突點(diǎn)劃入不同子格并將其稱(chēng)為沖突格。在兩個(gè)沖突方向車(chē)隊(duì)放行過(guò)程中，當(dāng)某一相位末，某方向的車(chē)隊(duì)完全駛離沖突格后即可對(duì)另一方向車(chē)隊(duì)進(jìn)行放行，而不必等待對(duì)方完全駛離交叉口，從而可以達(dá)到減少車(chē)輛延誤的目的，從而降低車(chē)輛平均停車(chē)等待時(shí)間、減少車(chē)輛平均停車(chē)次數(shù)，實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)信號(hào)交叉口處交通的高效運(yùn)行，為達(dá)此目的，本發(fā)明提供一種車(chē)路協(xié)同環(huán)境下交叉口柵格化信號(hào)相位時(shí)長(zhǎng)計(jì)算方法，所述的交叉口內(nèi)部空間柵格化指在交叉口內(nèi)部，根據(jù)各個(gè)進(jìn)口道車(chē)道線(xiàn)的延伸線(xiàn)將交叉口內(nèi)部空間劃分為多個(gè)柵格，將沖突點(diǎn)按其位置分配入對(duì)應(yīng)的柵格中，含有沖突點(diǎn)的柵格稱(chēng)為沖突格，具體步驟如下：