[发明专利]混合交通交叉路口的信号灯与车辆的协同控制方法

权利要求书

1.一种混合交通交叉路口的信号灯与车辆的协同控制方法，其特征在于，包括：

步骤1，车辆在临近交叉路口的过程中依次经过观察区、控制区及冲突区，该冲突区为两相交车道的交叉重叠区域；

步骤2，在时刻，控制区内形成数量为N(t)的1+n模式的混合队列，并定义控制区内所有混合队列的序列集合为步骤2中，控制区内形成1+n模式的混合队列的方法包括：当有一辆ICV进入控制区后，该车作为头车ICV，并检索其后方观察区内的n辆HDV作为跟随车辆，组成1+n模式的混合队列，定义前后顺序由头车ICV进入控制区的时刻先后决定；其中，ICV是智能网联车，HDV是驾驶员驾驶车辆；

步骤3，确定第i混合队列的信息集其中，X(t)_i为第i混合队列在时刻的状态；R_i为第i混合队列与前方混合队列的冲突关系；C_i为第i混合队列内的车辆数目；为头车ICV到达停止线的时刻；

步骤4，根据第i混合队列的信息集I_i(t)和第i-1混合队列的信息集I_i-1(t)，判断第i混合队列与第i-1混合队列的相位是否共存，如果是，进入步骤5；否则进入步骤6；步骤4中，判断第i混合队列与第i-1混合队列的相位是否共存的方法具体包括：将交叉路口采用八相位双环结构具体描述为：第一相序环包括顺序为φ₁—φ₂—φ₃—φ₄的四个相位，第二相序环包括顺序为φ₅—φ₆—φ₇—φ₈的四个相位，第一相序环与第二相序环之间均存在一个相序阻隔将对应相序环分成两部分；对于交叉路口任意两个混合队列对应的相位φ_i和φ_j，i≠j，当且仅当处于不同相序环中，且没有被相序阻隔分开时，相位φ_i和φ_j判定为共存；

步骤5，由信息集I_i(t)和信息集I_i-1(t)确定头车ICV到达停止线的时刻

步骤6，由信息集I_i(t)确定头车ICV到达停止线的时刻

步骤7，根据头车ICV到达停止线的时刻及约束条件，确定最优速度轨迹，其中，约束条件包括相邻前后两车之间的安全距离d_safe以及道路允许车辆行驶的最高速度v_max；

步骤8，判断步骤7的最优速度轨迹在实际执行中与前车距离是否小于安全距离d_safe，如果是，进入步骤9；否则进入步骤10；

步骤9，将头车ICV降级为HDV，使头车ICV以驾驶员跟车模型行驶，并结束控制；

步骤10，判断头车ICV是否到达停车线，如果是，则结束控制；否则进入步骤8。

2.如权利要求1所述的混合交通交叉路口的信号灯与车辆的协同控制方法，其特征在于，步骤1中，控制区的纵向行驶距离设定为第一距离阈值，观察区的纵向行驶距离设定为第二距离阈值。

3.如权利要求1至2中任一项所述的混合交通交叉路口的信号灯与车辆的协同控制方法，其特征在于，步骤7之前还包括：

步骤11，判断是否存在异常车辆，如果是，则在第i混合队列相位前，为异常车辆设置通行相位；其中，异常车辆包括未被包含在任何所述混合队列中的HDV以及步骤9中被降级为HDV的ICV；

步骤12，更新序列集合并按照步骤3至步骤6的方法确定头车ICV到达停止线的时刻

4.如权利要求1所述的混合交通交叉路口的信号灯与车辆的协同控制方法，其特征在于，针对每一个相位φ_i，实际分配的相位时长t_i表示为式(18)：

式(18)中，为有效的实际绿灯时长，为黄灯时长，黄灯时长表示为式(19)：

式(19)中，W_lane为车道的宽度，v_max为道路允许车辆行驶的最高速度，为黄灯时长。