[發明專利]智能網聯混合交通流信號交叉口車輛到達預測修正方法

有效

• 申請號: 202110793573.4
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113689692B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 劉攀;楊夢琳;俞灝;柏璐;季彥婕
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/0967;H04W4/44
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 陳月菊

1.一種智能網聯混合交通流信號交叉口車輛到達預測修正方法，其特征在于，所述修正方法包括以下步驟：

S1，在目標交叉口區域上游路段設置控制區；

S2，檢測進入控制區的車輛及其狀態，對于無網聯的人類駕駛車輛，獲取其前車信息，預測其到達交叉口時間；對于智能網聯車輛，提供前車預測信息和交叉口信號信息，智能網聯車輛自主設計其行駛軌跡，并反饋行駛軌跡和預計到達交叉口時間；

S3，當前時刻控制區內距離交叉口最近的車輛被標記為0號車輛，檢測其進入交叉口的時間，結合相應車輛的預測到達時間，判斷是否對控制區內其他車輛進行預測修正；若進行修正，則轉入步驟S4；否則，重新標記0號車輛，繼續步驟S3；

S4，自0號車輛起，按照編號升序依次對控制區內車輛到達預測時間進行修正；對于人類駕駛車輛，結合前車修訂后的預測到達時間，修正其預測到達時間；對于智能網聯車輛，通報其前車修正后的預測時間，供其進行行駛軌跡調整，并反饋更新的行駛軌跡和修正的預測到達時間；滿足終止條件后，停止修正，轉入步驟S3；

步驟S2中，在目標交叉口區域和其上游路段設置的控制區，布設交叉口智能控制單元、路側單元和交通檢測器，搭建中心式智能交叉口系統，與智能網聯車輛進行信息交互；中心式智能交叉口系統獲取進入控制區的車輛及其狀態，預測人類駕駛車輛到達交叉口時間，記錄智能網聯車輛反饋的行駛軌跡和預計到達交叉口時間；

步驟S3中，結合相應車輛的預測到達時間，判斷是否對控制區內車輛進行預測修正的過程包括以下步驟：

S31，將當前時刻距離停車線最近的車輛標記為初始0號車輛，其所在車道上后續車輛按照由近及遠的位置依次編號；

S32，查詢0號車輛的預測到達時間如果在預測到達時間之前、或晚于預測到達時間但仍在同一綠燈相位時間內檢測到該車到達，則進入步驟S33；否則進入步驟S34；

S33，將0號車輛的到達狀態信息傳輸至智能控制單元，進行閾值判斷：

其中為0號車輛實際達到時間，ε為預測誤差閾值；當實際到達時間和預測到達時間之間的誤差大于預測誤差閾值，轉入步驟S4進行到達預測修正；

S34，如果在預測到達時間所在綠燈相位結束時仍未檢測到0號車輛達到，智能控制單元則在綠燈相位結束時直接轉入步驟S4進行到達預測修正；

步驟S4中，按照編號升序依次對控制區內車輛到達預測時間進行修正的過程包括以下步驟：

S41，判斷當前修正的i號車輛和其前車i-1號車輛類型：

如果i號車輛為智能網聯車輛，i號車輛自主調整行駛軌跡并向智能控制單元發送最新軌跡和預測到達時間，結束對i號車輛的修正，轉入步驟S43；

如果i號車輛為無網聯的人類駕駛車輛，i-1號車輛為智能網聯車輛，智能控制單元根據最新前車軌跡重新預測HDV到達時間，結束對i號車輛的修正，轉入步驟S43；

如果i號車輛和i-1號車輛均為無網聯的人類駕駛車輛，進入步驟S42；

S42，當前車(i-1)修正后預測到達時間比修正前的提前了一個綠燈相位，即R是車輛行駛方向信號燈紅燈時長，后車預測到達時間調整為：

其中，是i號車輛修正后的預測到達時間，是僅受車輛動力系統和道路限速影響的最早到達時間，h_s是該交叉口i號車輛所在車道的車輛排隊消散飽和車頭時距，t_s是車輛啟動損失時間，G為車輛行駛方向信號燈有效綠燈時長；

當前車修正后的預測通過停車線的時間早于修正前的時間但仍在同一個綠燈相位中，即則后車預測到達時間調整為：

其中，是i號車輛修正前的預測到達時間，n^before和n^after分別是預測修正前后i號車在綠燈消散隊列中的位置，h(n^after)是相應位置車輛通過交叉口停車線時的車頭時距；

當前車修正后的預測到達時間比修正前晚了一個綠燈相位，即且前車在紅燈期間到達停車線，則后車預測到達時間調整為：

當前車修正后的預測到達時間比修正前晚了一個綠燈相位，即且前車在綠燈期間到達停車線，則后車預測到達時間調整為：

當前車修正后的預測進入交叉口的時間晚于修正前的時間但仍在同一個綠燈相位中，即且前車在紅燈期間到達停車線，則后車預測到達時間調整為：

當前車修正后的預測進入交叉口的時間晚于修正前的時間但仍在同一個綠燈相位中，即且前車在綠燈期間到達停車線，則后車預測到達時間調整為：

當0號車輛滿足第一條件時，當0號車輛滿足第二條件時，第一條件是在預測到達時間之前、或晚于預測時間但仍在同一綠燈相位時間內檢測到該車到達；第二條件是在預測到達時間所在綠燈相位結束時仍未檢測到車輛達到；

S43，判斷以下條件是否滿足：

①i＝N,其中N為控制區內0號車所在車道上車輛總數；

②i號車輛修正前后的預測時間滿足

若滿足以上任意一條，則結束步驟S43；否則令i＝i+1，轉入步驟S41。