[发明专利]车路协同环境下的无信号交叉口优化控制方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种车路协同环境下的无信号交叉口优化控制方法和系统。

背景技术

近年来，随着无线通信、自动控制、传感检测等技术的发展，CVIS(Cooperative Vehicle Infrastructure System，车路协同系统)逐渐兴起并成为智能交通领域的研究热点。CVIS是指基于无线通信、传感探测等技术获取车辆和道路信息，通过车-车、车-路通信进行信息交互和共享，实现车辆与基础设施之间智能协同与配合，达到优化利用系统资源、提高道路交通安全、缓解交通拥堵的目标。CVIS能全面获取车辆个体时空运行状态和道路网络交通状态信息，并能通过速度引导实现信号控制与交通流的动态交互，这为改进交通信号控制方法提供了良好的条件。

道路交叉口是公路网络或城市道路网络的基本节点，也往往是道路网中通行能力的“隘路”和交通冲突的“多发地”。对于交叉口交通拥堵问题常规的解决办法是增建新的道路或者拓宽原有道路的宽度，但是考虑到整个城市交通的投资预算以及城市在空间和资源上的有限性和稀缺性，这种治标不治本的办法并不可取。

目前，还没有利用CVIS对道路交叉口进行交通优化控制的方案。

发明内容

本发明的实施例提供了一种车路协同环境下的无信号交叉口优化控制方法和系统，以提高交叉路口的智能交通控制效率。

根据本发明的一个方面，提供了一种车路协同环境下的无信号交叉口优化控制方法，包括：

车载单元将车辆的行车状态信息发送给路侧设备，所述行车状态信息包括车辆的速度和位置，所述路侧设备将各个车载单元发送过来的行车状态信息发送给路侧管理设备；

所述路侧管理设备根据通过交叉口的各个车辆的行车状态信息，利用预先设定的交叉口信号优化模型计算出各个车辆的路权信息及车辆速度引导信息；

所述路侧管理设备将各个车辆的路权信息及车辆速度引导信息发送给所述路侧设备，所述路侧设备将路权信息及车辆速度引导信息发送给对应的车辆。

优选地，所述预先设定的交叉口信号优化模型基于通过交叉口的所有车辆的停车次数最少和延误时间最短而构建。

优选地，所述的车载单元将车辆的行车状态信息发送给路侧设备，所述行车状态信息包括车辆的速度和位置，所述路侧设备将各个车载单元发送过来的行车状态信息发送给路侧管理设备，包括：

车载单元通过传感器和车载电子设备采集车辆的行车状态信息，所述行车状态信息包括车辆的车辆ID、速度、加速度、位置和车体外形尺寸数据，通过无线通信网络将所述行车状态信息发送给路侧设备；

所述路侧设备根据接收到的交叉口的各个进口车道的所有车辆的行车状态信息，计算出各个进口车道的车流量、排队长度，将各个进口车道的所有车辆的行车状态信息，以及各个进口车道的车流量、排队长度通过无线通信网络发送给路侧管理设备。

优选地，所述的路侧管理设备根据通过交叉口的各个车辆的行车状态信息，利用预先设定的交叉口信号优化模型计算出各个车辆的路权信息及车辆速度引导信息，包括：

所述路侧管理设备计算出各个进口车道的初始绿灯时间g₀

g0=N0Qs+σ]]>

式中：N₀为当前周期各进口车道上排队车辆数的最大值，Q_s为单条进口车道的饱和流率，σ为车辆启动损失时间；

将滑动时间窗T平均分为M个时间间隔，每个时间间隔为ΔT，所述的路侧管理设备计算出各个进口车道的优化绿灯时间g_c(m)

g_c(m)＝g₀+(m-M/2)ΔT,m＝0,1,…,M