[发明专利]一种基于车路协同的快速道路可变限速控制方法

说明书

技术领域

本发明属于智能交通管理与控制技术领域，特别涉及一种基于车路协同的快速道路可变限速控制方法。

背景技术

随着人民生活水平的提高，我国汽车数量日益增加，根据公安部相关数据显示，截止2012年底，我国机动车保有量达到2.4亿余量，机动车驾驶人数达到2.6亿，而且在不断增长。剧增的机动车带来了巨大的交通压力，同时也对交通安全造成了很大的影响。数据表明，仅2010年，全国就发生交通事故210821起，事故造成死亡人数达6.5万之多。而在众多事故中，快速道路车辆超速、追尾碰撞占据了很大的比例，为人民生命财产安全带来了巨大损失。如何有效解决快速道路车辆限速以防止追尾碰撞这一问题，至关重要。

已有研究通过可变限速控制的方法，以期实现对快速道路上车辆速度的动态调整，从而降低事故风险，提高交通安全。然而，已有控制方法存在两个明显的缺陷，首先，已有限速控制基于路段检测器检测交通流数据，需要在快速道路上铺设大量检测器，不仅费用昂贵，维修不便，而且易对路面产生损害；其次，已有可变限速控制方法通过限速牌发布视觉限速信息，经常存在驾驶员未及时察觉动态限速信息或是不遵守限速要求的现象，在这种情况下可变限速控制效果就很难保障。

随着智能交通技术的迅猛发展，车路协同技术也得到了广泛关注。车路协同技术通过车辆、路侧设施、控制中心等模块的无线连接，能够实现信息的无线传递与交通的实时控制，因此为快速道路的可变限速控制奠定了非常良好的基础。经过发明人的深入研究发现，将车路协同技术应用于快速道路，通过车-路-控制中心这三者之间的紧密衔接，能够很好的实现可变限速控制，解决已有研究中存在的巨大缺陷。因此，基于车路协同技术的可变限速控制方法对改善我国快速道路的交通安全现状具有非常重要的工程运用价值。

发明内容

为克服已有可变限速控制的两大缺陷，有效降低道路交通事故率，改善交通安全，本发明的目的是提供一种基于车路协同的快速道路可变限速控制方法，通过车辆实时提供并传递交通信息，来避免铺设大量道路检测器；同时，通过控制中心-路侧情报板-车辆之间的信息传输与控制，来实现车辆的及时减速，克服已有控制方法存在的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于车路协同的可变限速控制方法，由车辆实时发送车辆信息至控制中心，控制中心根据车辆信息判断是否进行限速控制，不同快速道路路段采用不同限速值，采用路侧情报板发布限速信息并对车辆进行速度控制，具体步骤为：

1)将快速道路等间距分段，各路段编号为i＝1,2,…,I，在各路段设置路侧情报板，相邻两个路侧情报板之间的距离为L，设置快速道路初始限速值为V₀；

2)在各路段上运行的车辆实时发送车辆信息至控制中心，车辆信息包括车辆速度、位置、数量；

3)控制中心统计各路段i上所有车辆的车速平均值v_i与所有车辆的碰撞风险指标平均值Θ_i，i＝1,2,…,I，每周期统计一次，周期为Δt；

4)根据步骤3)中统计的数据判断是否启动可变限速控制，判断标准为：

其中：v_i(t-Δt)与v_i(t)为相邻两个周期路段i上运行车辆的速度平均值，I为总路段数，V_A为速度临界值；

若则启动可变限速控制，转入步骤5)；否则，不启动可变限速控制，保持初始限速值V₀，转入步骤11)；

5)根据步骤3)中统计的数据判断采用可变限速方案1或可变限速方案2，判断标准为：

其中：Θ_A为全路段碰撞风险指标临界值；

若成立，则启动可变限速方案1，转入步骤6)；否则，启动可变限速方案2，转入步骤8)；

6)根据步骤3)中统计的数据判断是否发布限速信息，判断标准为：

(v_i+1(t)-v_i(t))/L>Θ_B

其中：v_i+1(t)与v_i(t)分别为第t周期相邻两路段运行车辆的速度平均值，Θ_B为相邻路段碰撞风险指标临界值；

(v_i+1(t)-v_i(t))/L>Θ_B若成立，则不发布限速信息，转入步骤7)；否则，转入步骤10)；