[發明專利]智能網聯混合交通流環境下二次交通事故預防控制方法

有效

• 申請號: 202011030953.4
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112233418B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 徐鋮鋮;彭暢;王煒
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;H04W4/40;H04W84/18;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運紅

1.一種智能網聯混合交通流環境下二次交通事故預防控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1)構建智能網聯混合交通流環境下二次交通事故預防控制系統，包括信息指令發布設備、交通數據采集設備、控制模型與評價模型，交通指令發布設備與交通數據采集設備沿快速道路布設，控制模型與評價模型均為神經網絡模型，控制模型與評價模型共同組成控制-評價模型；

2)選擇可變信號板與RSU設備作為信息指令發布設備，可變信號板布設于交通龍門架上，懸于道路橫斷面上方，一臺龍門架掛有多片可變信號板，一片可變信號板針對一車道發布可變限速指令，可變限速指令包括“保持默認限速”、“下調限速”兩種，可變限速控制指令不區分車道，同一斷面的所有車道具有相同的限速，RSU設備同樣安裝于龍門架上，一臺龍門架僅需一臺RSU設備，通信半徑L₁米，采用DSRC通信技術，RSU既可發布與可變信號板相同的限速指令，也可同時發布反映下游事故情況的安全信息，RSU發布控制指令和安全信息的周期為t秒，包含可變信號板與RSU的一臺龍門架即為一道控制斷面，斷面間距設為L₂米；

3)選擇流量監測攝像頭作為交通數據采集設備，間隔地布設于交通龍門架與單懸臂桿上，懸于道路橫斷面上方，一臺龍門架或一支懸臂桿即為一道探測斷面，掛有多臺攝像頭，一臺攝像頭針對一車道，監控上游L₃米長區間，每隔t秒采集監控區間內的車道占用率％、速度m/s、排隊長度m交通信息，車道占用率反映交通密度，當一車道被機動車完全占滿時對應的占用率為100％，多道探測斷面共同采集的交通信息經過預處理后共同組成交通狀態，探測斷面間距設為L₄米，當探測斷面與控制斷面重合時，攝像頭與可變信號板共用相同的龍門架；當探測斷面位于倆控制斷面中間時，攝像頭安裝于單臂懸臂桿上；

4)構造一神經網絡作為控制-評價模型，包含控制模型與評價模型兩部分，控制模型與評價模型共用相同的輸入層和中間層，僅輸出層不同，每隔一個控制周期T，神經網絡以交通狀態作為輸入值，同時輸出控制策略與控制策略的價值，其中控制策略為可變限速控制，引導上游來車提前于合理斷面處減速；價值為一個實數，是對控制策略的綜合效益的量化；

所述步驟4)中，量化控制-評價模型于kT時刻輸出的動作A_kT的實際效果，計算該控制周期結束后的(k+1)T時刻的獎勵值R_(k+1)T：

式中，S_kT，spd即為修正交通狀態S_kT中與速度有關的元素集合，路段速度均值MEAN(S_kT，spd)與標準差S.D.(S_kT，spd)共同定義實際獎勵值定義為修正獎勵值，在的基礎上加入針對限速控制的修正因子具體定義如下：

在至少一個斷面的限速控制被激活時，修正因子由兩項乘積而成，第一項中V_limit(m/s)為具體的限速大小，MEAN(S_kT，spd)為路段速度均值，第二項中為期望的限速控制斷面占總斷面的比例，(k+1)T時刻的獎勵值R_(k+1)T定義為相對于的增量。

2.根據權利要求1所述的一種智能網聯混合交通流環境下二次交通事故預防控制方法，其特征在于，所述步驟2)中，安全信息包括更新時間、事故位置、封閉車道情況以及排隊長度四類信息，安全信息在事故上游事故斷面上游L₅米范圍內有效，由該范圍內的RSU設備發布給安裝OBU設備的網聯車，并通過車車通信轉發給其它網聯車，所有網聯車僅轉發一次安全信息，且不重復接收相同的安全信息，安全信息中的排隊長度由沿線攝像頭所采集的速度信息推算，包括以下步驟：

1)基于樣條插值算法對事故斷面上游L₅米范圍內所采集的速度信息進行補充差值，補充至Num組數據，使得位置估算精度為50米；

2)在采用有序聚類方法對上述Num組速度數據進行聚類，設置聚類組數為2，分別表示排隊與未排隊，則被歸入排隊類的路段的長度即為排隊長度。