[發明專利]一種基于V2X技術的應急車輛通過交叉口的信號配時方法

有效

• 申請號: 202010610564.2
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN112071095B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 吳迪;余凱;顧童童;陶波;韓衛;張晟瑞
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G08G1/087
• 分類號: G08G1/087;G08G1/07
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 廖娜

本發明公開了一種基于V2X技術的應急車輛通過交叉口的信號配時方法，包括以下步驟：A1:通過V2X路面設備獲取行駛路徑上各路段車流量以及車輛行駛狀態數據并判斷車輛行駛路徑，并利用Davidson函數中行駛時間與交通流之間的對應關系，得出應急車輛在一段道路上的最短行駛時間，運用Dijkstra算法進行最短時間路徑尋優；A2:根據得出來的最短路徑確定路徑中交叉口的節點，計算交叉口的優化策略，并根據優化策略調整交叉口的交通信號。本發明能綜合實現應急車輛執行任務時的路徑選擇，并根據路徑選擇分配的實時虛擬信號燈動態調整規劃；使得應急車輛的出行更加高效；同時盡量降低單一交叉口信號燈相位變化對周圍路網通行效率的影響，實現全局規劃。

技術領域

本發明涉及交通信號技術領域，特別涉及一種基于V2X技術的應急車輛通過交叉口的信號配時方法。

背景技術

近幾年，隨著我國GDP的快速增長，城市規模不斷擴大，城市的交通也越來越擁堵。城市交通的擁堵不僅帶來嚴重的環境污染，還會延誤車輛出行時間，這對于應急車輛(包括警車、消防車、工程救險車、救護車和交通監理事故勘察車等)的正常工作帶來極大困難。當發生突發事件時，由于交通擁堵現狀，使得應急車輛常常滯留在道路上，難以在第一時間展開救援工作。并且應急車輛在優先通過交叉口時存在很大的安全隱患，易與正常行駛車輛發生沖突。

當代基于智能系統的應急車輛路徑優化得到很大改善。通過車輛檢測系統識別應急車輛類型，并利用車流量檢測系統規劃路徑、交通信息服務系統獲取路況信息實現應急車輛的路徑規劃。在獲取應急車輛位置的基礎上，計算應急車輛與紅綠燈路口之間的距離、預計通過時間，通過對信號燈的控制延長綠燈通行時長或縮短紅燈等待時長實現清空應急車輛前方排隊車輛，達到應急車輛順利通行。但該方式適用范圍有限:當道路車流量超過一定閾值時，信號燈控制對改善應急車輛通行效率的效果極其有限。

且現有研究大多針對應急車輛通過單一有信號燈交叉路口的通行效率問題，未全面考慮單一交叉口信號燈相位變化對周圍路網通行效率的影響，并且，如果遇到無信號燈交叉口，優化研究便不再適用，導致擁堵與出行風險現狀依然存在。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種基于V2X技術的應急車輛通過交叉口的信號配時方法，解決目前由于交通擁堵問題嚴重，導致應急車輛雖享有優先通行權，但在擁堵路段難以高效通行甚至發生事故，從而延誤最佳救援時間的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：

本發明一種基于V2X技術的應急車輛通過交叉口的信號配時方法，包括以下步驟：

A1:通過V2X路面設備獲取行駛路徑上各路段車流量以及車輛行駛狀態數據并判斷車輛行駛路徑，并利用Davidson函數中行駛時間與交通流之間的對應關系，得出應急車輛在一段道路上的最短行駛時間，然后將路段表示為圖論網絡中的弧，交叉口表示為網絡中的節點，最短行駛時間作為權重，運用Dijkstra算法進行最短時間路徑尋優；

A2:根據得出來的最短路徑確定路徑中交叉口的節點，計算交叉口的優化策略，并根據優化策略調整交叉口的交通信號。

作為本發明的一種優選技術方案，所述Davidson函數中行駛時間與交通流的關系如下：

λ為車道綠信比；x為車輛飽和度；c為信號周期時長；t_a為路段上的實際通行時間；z為服務水平參數；η₁為自行車對機動車的干擾系數；q_a為路段機動車流量；C_a為路段實用通行能力。

作為本發明的一種優選技術方案，所述優化策略的步驟如下：

1、對交叉口處的交通信號指令進行評價；

2、根據評價值采用Q學習算法進行訓練；