[發明專利]一種車路協同環境下的應急車輛誘導方法

有效

• 申請號: 202011064689.6
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112216130B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 龍科軍;武思嘉;谷健;吳偉;何石堅;魏雋君;劉洋
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G08G1/087
• 分類號: G08G1/087
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 鄒大堅

1.一種車路協同環境下的應急車輛誘導方法，其特征在于，步驟包括：

步驟S1：圈定路網內應急車輛路徑搜索空間，構建動態交通路網；

步驟S2：獲取應急車輛優先通行請求；

步驟S3：確定路徑規劃備選方案集；

步驟S4：構建雙層規劃模型；其中，上層為應急車道布設位置和應急車輛最優路徑的優化，采用多目標優化模型，目標包括應急車輛行程時間最短，社會車輛、公交車運行效率最高；下層為路網多用戶交通均衡配流，即在交通分配過程中，以車輛間相互影響最小為目標，建立多用戶均衡模型，最終達到網絡的均衡；所述步驟S4中，上層為多目標優化模型，即：求解變量—路網內應急車道的布設；優化目標—應急車輛行程時間最短，社會車輛、公交車運行效率最高；所述步驟S4中，下層模型為多用戶均衡模型，即同類型的車輛在同一個交通路網中行駛時會對彼此產生不對稱的影響；對涉及兩種車輛進行交通分配：公交車和社會車輛，分別用b,c表示，其中m＝b,c；對任意時段，運用以下交通配流模型，來得到平衡條件下的路段交通流量，對于任意類別的用戶，同時出發的各類用戶有最小的相同旅行成本，其他未被利用路徑各類用戶的旅行成本大于或等于最小旅行成本；

上式中，為公交車和社會車輛在路段車流量，為公交車和社會車輛在路段的實時阻抗；

步驟S5：利用遺傳算法求解模型；采用遺傳算法求解雙層應急路徑規劃模型的上層模型，并在模型中內嵌F-W算法求解下層模型；

步驟S6：生成應急車道與路徑規劃組合優化最優方案。

2.根據權利要求1所述的車路協同環境下的應急車輛誘導方法，其特征在于，所述步驟S1包括：

步驟S101：對物理路網進行抽象描述，以有向圖G(N,A)來表示路網，N＝{n_i}為節點集合，A為道路網絡有向弧集，O為起點集合，D為訖點集合,故O,D∈N為起訖點集，有向鏈路集A＝{Link1,Link2,Link3,...,Link15,Link16}

＝{(Node1,Node2),(Node2,Node3)(Node1,Node4),...(Node5,Node8),(Node8,Node9)}

其中，部分鏈路中某些車道符合設置應急車道的要求被設置為應急車道，則該鏈路表示為一對并行鏈路，H表示這些鏈路對的集合，即：

H＝{(Link2,Link13),(Link3,Link14),(Link9,Link15),(Link12,Link16)},在該集合中選擇路段是否布設應急車道，即其不符合布設條件的路段用集合B來表示，該集合中路段不考慮應急車道布設問題，只進行交通分配；

步驟S102：引入應急車道與路徑關聯系數

若路徑p上不存在應急車道l；

若應急車道l在路徑p上，C＝{Link13,Link14,Link15,Link16}，C為應急車道備選集。

3.根據權利要求1所述的車路協同環境下的應急車輛誘導方法，其特征在于，所述步驟S2中基于車路協同方法，路側單元與車載單元之間建立無線通信，獲得模型建立所需參數；即首先根據OD信息來確定應急車輛行駛路徑的搜索空間；當應急車輛進入應急搜索范圍時，路側單元與車載單元之間建立無線通信連接，進行信息交互；路側單元根據得到的應急車輛的OD信息、路況信息數據來計算應急車輛在各車道的行駛時間，將信息發送給遠程服務端；車載單元獲得到車輛車速、車輛位置，并與路側終端進行信息交流，同時車載單元向遠程服務端發送路徑規劃要求。

4.根據權利要求1所述的車路協同環境下的應急車輛誘導方法，其特征在于，所述步驟S3中，分析路網狀態，對應急車輛進行路徑誘導，確定空間內路徑規劃的備選方案集；首先在正常狀態下，默認應急車輛走應急車道比不走應急車道快，而應急車道的設置是動態的，將具有應急車道設置條件的車道臨時設置為動態應急車道，進而得到適用于布設應急車道的備選集C。

5.根據權利要求4所述的車路協同環境下的應急車輛誘導方法，其特征在于，所述步驟S3中，匯總所有具有設置應急車道條件的車道的路徑，得到備選路徑集N_i，N_i＝{(①-②-③-⑥-⑨),(①-②-③-⑥-⑤-⑧-⑨),(①-④-⑤-⑧-⑨)...}。

6.根據權利要求1-5中任意一項所述的車路協同環境下的應急車輛誘導方法，其特征在于，所述步驟S5包括：

步驟S501：初始化，設定編碼方案及各參數；

步驟S502：運用F-W算法求解下層模型，初步分配路網交通流量，得到平衡狀態下的各類車輛流量；

步驟S503：在路網中選擇備選方案中的一定系列節點，組成一個初試種群，來計算上層模型目標函數值；

步驟S504：計算每個節點的個體適應度，按照適應度的大小進行選擇，適應度大的個體選擇性小，反之，適應度小的選擇性大；選出優良的個體，組成新的種群；

步驟S505：對新的種群執行交叉及變異操作,產生新的后代；

步驟S506：反復迭代，生成最優解。