[發明專利]人機混合駕駛環境下交叉口信號控制參數的優化方法

有效

• 申請號: 201911380492.0
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111091722B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 蔣賢才;尚慶鵬;姚麗
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G08G1/07
• 分類號: G08G1/07;G08G1/08
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

1.一種人機混合駕駛環境下交叉口信號控制參數的優化方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、實時收集交叉口各進口、流向的車輛通行需求數據；

步驟二、確立人機混合車道的功能；

步驟三、在控制系統中設定信號相位方案；

步驟四、根據不同信號相位方案，設定對應的配時參數；

步驟一中，實時收集交叉口各進口、流向的車輛通行需求數據的方法為：在南北方向全部相位放行結束時刻，采集東西方向第r進口左轉車流與直行車流中，有人駕駛車道、混合駕駛車道、無人駕駛車道上停車排隊的車輛數東西方向全部相位放行結束時刻，采集南北方向第r進口左轉車流與直行車流中，有人駕駛車道、混合駕駛車道、無人駕駛車道上停車排隊的車輛數

步驟二中，人機混合車道的功能通過如下方法確定：根據歷史同時段采集到的各流向有人駕駛、自動駕駛車輛到達數量，基于同進口同流向不同屬性車道，即有人駕駛車道、混合駕駛車道和無人駕駛車道的流率比接近原則，重新劃分各相位進口車道的功能與屬性；

步驟三中，每個周期在先放行東西進口，再放行南北進口的情況下，東西進口信號相位方案按如下規則確定：

①若[max(y_pl,1，y_pl,3)+max(y_pt,1，y_pt,3)]≤[max(y_pl,1，y_pt,1)+max(y_pl,3，y_pt,3)]，則采用對稱放行相位方案；

②若[max(y_pl,1，y_pt,1)+max(y_pl,3，y_pt,3)]≤[max(y_pl，1，y_pl,3)+max(y_pt,1，y_pt,3)]，則采用單進口輪流放行相位方案；

y_pl,r為第r進口左轉車流流量比，

y_pt,r為第r進口直行車流流量比，

確立信號相位方案的具體操作如下：

每個周期在先放行南北進口，再放行東西進口的情況下，南北進口信號相位方案按如下規則確定：

①若[max(y_pl,1，y_pl,3)+max(y_pt,1，y_pt,3)]≤[max(y_pl,1，y_pt,1)+max(y_pl,3，y_pt,3)]，則采用對稱放行相位方案；

②若[max(y_pl,1，y_pt,1)+max(y_pl,3，y_pt,3)]≤[max(y_pl，1，y_pl,3)+max(y_pt,1，y_pt,3)]，則采用單進口輪流放行相位方案；

y_pl,r為第r進口左轉車流流量比，

y_pt,r為第r進口直行車流流量比，

其中，分別為第r進口左轉車流、直行車流中，有人駕駛車道、混合駕駛車道、無人駕駛車道的飽和流率，單位為pcu/h；

步驟四中，確立信號配時參數方案具體操作如下：

在對稱放行相位情況下，按照先左轉再直行的順序放行，包括如下步驟：

步驟a、左轉相位的設定

在本相位清空排隊車輛期間，若后續到達車輛能在排隊車輛清空時抵達交叉口停車線，則這部分車輛安排在本相位內放行，在最大誘導速度約束下，可界定本相位各類車道放行車輛的路段邊界長度，即：

l_pl,1、l_pl,2、l_pl,3分別為左轉車流中，有人駕駛專用車道、混合駕駛車道、自動駕駛專用車道的啟動損失時間，V_max為最大誘導限速，分別為第r進口左轉車流中有人駕駛專用車道、混合駕駛車道、自動駕駛專用車道的條數；

記上一相位結束時范圍內有人駕駛車道、混合駕駛車道、自動駕駛車道上行駛的車輛數分別為則該左轉相位綠燈時長確立方法如下：

若則：

其中，l_r為第r進口路段的長度，此時，所有在途車輛的速度誘導方案需確保本相位綠燈期間以車隊的形式離開停車線，且后車不能超過前車；

若受上游交叉口控制的影響，超出l_r部分的車輛無法進行速度誘導，此時，以l_r范圍內排隊的車輛和在途的車輛作為本相位綠燈配時的基礎，確立初始的綠燈時長，即：

其中

為在上一相位結束時，本相位，即東西左轉相位路段l_r上有人駕駛車道、混合駕駛車道、自動駕駛車道上正在行駛的車輛數；同樣，所有在途車輛的速度誘導方案需確保本相位綠燈期間以車隊的形式離開停車線，且后車不能超過前車；

轉入本相位運行；

步驟b、直行相位的設定

左轉相位結束時刻，直行相位的綠燈時長設定過程與左轉相位相同。

2.根據權利要求1所述的人機混合駕駛環境下交叉口信號控制參數的優化方法，其特征在于，步驟四中，確立信號配時參數方案具體操作如下：

在單進口輪流放行相位情況下，按照先東進口獨立相位，再西進口獨立相位的順序放行，包括如下步驟：

步驟a、東進口獨立相位放行

在本相位清空排隊車輛期間，若后續到達車輛能在排隊車輛清空時抵達交叉口停車線，則這部分車輛安排在本相位內放行，在最大誘導速度約束下，可界定本相位各類車道放行車輛的路段邊界長度，即：

l_pl,1、l_pl,2、l_pl,3、l_pt,1、l_pt,2、l_pt,3分別為左轉車流、直行車流中，有人駕駛專用車道、混合駕駛車道、自動駕駛專用車道的啟動損失時間，V_max為最大誘導限速，分別為東進口左轉車流、直行車流中，有人駕駛專用車道、混合駕駛車道、自動駕駛專用車道的條數；

記上一相位結束時東進口范圍內左轉車流中，有人駕駛車道、混合駕駛車道、自動駕駛車道上行駛的車輛數分別為范圍內直行車流中，有人駕駛車道、混合駕駛車道、自動駕駛車道上行駛的車輛數分別為

則左轉相位綠燈時間為：

若則：

其中，l₁為東進口上游路段的長度，此時，所有在途車輛的速度誘導方案需確保本相位綠燈期間以車隊的形式離開停車線，且后車不能超過前車；

若受上游交叉口控制的影響，超出l₁部分的車輛無法進行速度誘導，此時，以l₁范圍內排隊的車輛和在途的車輛作為本相位綠燈配時的基礎，確立初始的綠燈時長，即：

其中

為在上一相位結束時，本相位，即東進口獨立相位路段l₁上左轉車流、直行車流中，有人駕駛車道、混合駕駛車道、自動駕駛車道上正在行駛的車輛數；同樣，所有在途車輛的速度誘導方案需確保本相位綠燈期間以車隊的形式離開停車線，且后車不能超過前車；

轉入本相位運行；

步驟b、西進口獨立相位放行

東進口獨立相位結束時刻，西進口獨立相位的綠燈時長設定方法與所述左轉相位的設定方法相同。