[發(fā)明專利]一種基于屏信號(hào)系統(tǒng)的BRT專用道的車輛借還道實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711069307.7
• 申請(qǐng)日: 2017-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN107945536B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董紅召;趙晨馨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G08G1/07
• 分類號(hào): G08G1/07;G08G1/087;G08G1/09
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

1.一種基于屏信號(hào)系統(tǒng)的BRT專用道的車輛借還道實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟：

1)屏信號(hào)燈組SSL用于車輛借還道提示信息的發(fā)布，首先對(duì)屏信號(hào)燈組SSL和車輛借還BRT專用道的換道區(qū)域進(jìn)行布局設(shè)計(jì)：屏信號(hào)燈組SSL設(shè)立于專用道右側(cè)路邊，并根據(jù)專用道路段長度及屏信號(hào)燈組SSL與交叉路口的距離分配在路段內(nèi)，兩個(gè)SSL燈組設(shè)置間距為350m到400m之間；專用道的車輛借還道區(qū)域設(shè)置于每個(gè)SSL道路行駛方向的前后兩側(cè)，通過屏信號(hào)燈組SSL的位置劃分BRT專用道車輛借還道的區(qū)域，在路段車輛行駛方向的SSL前方位置設(shè)置車輛借道區(qū)域，在SSL后方設(shè)置車輛還道區(qū)域；目標(biāo)車道車輛通過屏信號(hào)燈組判斷前方借還區(qū)是否允許車輛借還道，起到提前告知作用；

2)通過VII采集BRT車輛位置信息，根據(jù)BRT的位置判斷BRT是否沒有將要使用專用道，如果是，屏信號(hào)燈顯示普通車輛可以借道，如果否，屏信號(hào)燈顯示禁止普通車輛借道；

3)當(dāng)屏信號(hào)燈顯示普通車輛可以借道時(shí)，駕駛員選擇是否進(jìn)行借道區(qū)域借道，當(dāng)選擇借道時(shí)則在借道區(qū)完成借道措施從而實(shí)現(xiàn)專用道的借道行駛，否則保持原車道行駛；定義如下車輛，如表1所示，當(dāng)駕駛員在借道區(qū)選擇執(zhí)行借道措施時(shí)，車輛借道的換道過程必須在借道區(qū)完成，具有以下車輛協(xié)作關(guān)系：

車輛	描述
Car_B	當(dāng)前換道車輛
Car_A	鄰道后方車輛
Car_C	鄰道前方車輛
Car_D	Car_B前方車輛
Car_E	Car_A后方車輛

表1

第一種是通過Car_B的加速行為和Car_A的減速共同協(xié)作，在當(dāng)前換道空間內(nèi)完成借道過程；第二種是Car_B通過減速行為直到等待到下一個(gè)換道空間內(nèi)完成換道；車輛Car_B必須在借道區(qū)長度d_{b_area}內(nèi)完成換道，否則將失去換道機(jī)會(huì)，直到行駛到下一空間片的借道區(qū)；

在第一種方式下，Car_B的加速和Car_A的減速行為在換道過程的短時(shí)間內(nèi)可視為勻加減速過程，Car_B在d_{b_area}內(nèi)完成借道操作必須滿足公式(1)、(2)、(3)、(4)這些約束條件；公式(1)的意義為Car_B在換道時(shí)間t內(nèi)必須超過Car_A跟馳的車身當(dāng)量，公式(2)的意義為Car_B的加速條件受Car_D速度和跟馳距離的限制，公式(3)的意義為整個(gè)換道過程在借道區(qū)內(nèi)進(jìn)行，公式(4)的意義為Car_B受Car_C與Car_A間跟馳距離影響；

式中：為Car_B的換道傾角；v_B，a_B為Car_B的速度和加速度；v_A，a_A為Car_A的速度和加速度；v_D為Car_D的行駛速度；v_c為Car_C的行駛速度；d_ve為車輛跟馳距離的車身當(dāng)量，普通公交和社會(huì)車輛的車身當(dāng)量不同；d_acc為Car_B與Car_A的橫向間距，正值代表Car_B在前，負(fù)值代表Car_A在前；d_follow為Car_C與Car_A協(xié)作后的車輛間跟馳距離；

在第二種方式下，車輛通過增加換道時(shí)間的代價(jià)，換取換道過程中受到約束條件較少的結(jié)果，而這種保守?fù)Q道方式也符合駕駛員換道時(shí)措施謹(jǐn)慎的心態(tài)；該第二種方式下，車輛換道的約束條件如公式(5)、(6)所示；

式中：v_E為車輛Car_E的行駛速度；d_nf為Car_E與Car_A之間跟馳距離；

4)當(dāng)BRT駛?cè)雽Ｓ玫啦⑵冉璧绤^(qū)域時(shí)，該借道區(qū)域相應(yīng)的屏信號(hào)顯示在該專用道區(qū)域內(nèi)借道行駛的車輛禁止借道，提示專用道鄰道車輛注意車輛的還道，并指示借道車輛的駕駛員在還道區(qū)強(qiáng)制性地執(zhí)行還道措施；駕駛員強(qiáng)制性完成還道操作，還道過程必須在還道區(qū)完成，具有以下車輛協(xié)作關(guān)系：

假如沒有合適的換道空間，車輛只有等待換道時(shí)機(jī)的出現(xiàn)，相比借道過程，換道車輛前方車輛已經(jīng)換入目標(biāo)車道，所以源車道車輛不存在跟馳行為，在該方式下的換道情境類似于路段中車道合流變道的過程；目標(biāo)車道的交通流變化比借道過程更加豐富，在不同擁堵條件下的車輛換道還道情形各不相同，以路段車輛平均密度k為參數(shù)劃分路段擁堵尺度；將路段擁擠程度分為三類檔次：

第一類為寬松尺度，定義該寬松尺度下路段車輛平均密度k小于臨界密度k_e；此時(shí)目標(biāo)車道的跟馳距離大，車流量少，還道車輛的換道行為接近于 自由換道，換道成功率大；

第二類為嚴(yán)密尺度，定義該嚴(yán)密尺度下路段車輛平均密度k大于臨界密度k_e；還道車輛的換道成功率因?yàn)猷彽澜煌顟B(tài)變化而降低，此時(shí)車輛換道行為與車輛借道行為類似，其換道成功的約束條件為公式(1)、(3)、(4)；

第三類為擁堵尺度，該擁堵尺度下目標(biāo)車道的車輛跟馳距離d_follow已經(jīng)小于換道車輛的車身當(dāng)量，換道車輛已經(jīng)沒有足夠空間，此時(shí)換道車輛與目標(biāo)車道之間車速緩慢，還道車輛只能通過低速下試探強(qiáng)行插入車輛間間隙，當(dāng)車輛Car_A配合換道時(shí)則成功，若不能，只能等待下一間隙到來；

5)車輛還道結(jié)束后，返回步驟2)駕駛員可根據(jù)屏信號(hào)燈的新指示判斷是否可以再次借道。