[发明专利]一种基于V2X技术的应急车辆通过交叉口的信号配时方法

说明书

本发明公开了一种基于V2X技术的应急车辆通过交叉口的信号配时方法，包括以下步骤：A1:通过V2X路面设备获取行驶路径上各路段车流量以及车辆行驶状态数据并判断车辆行驶路径，并利用Davidson函数中行驶时间与交通流之间的对应关系，得出应急车辆在一段道路上的最短行驶时间，运用Dijkstra算法进行最短时间路径寻优；A2:根据得出来的最短路径确定路径中交叉口的节点，计算交叉口的优化策略，并根据优化策略调整交叉口的交通信号。本发明能综合实现应急车辆执行任务时的路径选择，并根据路径选择分配的实时虚拟信号灯动态调整规划；使得应急车辆的出行更加高效；同时尽量降低单一交叉口信号灯相位变化对周围路网通行效率的影响，实现全局规划。

技术领域

本发明涉及交通信号技术领域，特别涉及一种基于V2X技术的应急车辆通过交叉口的信号配时方法。

背景技术

近几年，随着我国GDP的快速增长，城市规模不断扩大，城市的交通也越来越拥堵。城市交通的拥堵不仅带来严重的环境污染，还会延误车辆出行时间，这对于应急车辆(包括警车、消防车、工程救险车、救护车和交通监理事故勘察车等)的正常工作带来极大困难。当发生突发事件时，由于交通拥堵现状，使得应急车辆常常滞留在道路上，难以在第一时间展开救援工作。并且应急车辆在优先通过交叉口时存在很大的安全隐患，易与正常行驶车辆发生冲突。

当代基于智能系统的应急车辆路径优化得到很大改善。通过车辆检测系统识别应急车辆类型，并利用车流量检测系统规划路径、交通信息服务系统获取路况信息实现应急车辆的路径规划。在获取应急车辆位置的基础上，计算应急车辆与红绿灯路口之间的距离、预计通过时间，通过对信号灯的控制延长绿灯通行时长或缩短红灯等待时长实现清空应急车辆前方排队车辆，达到应急车辆顺利通行。但该方式适用范围有限:当道路车流量超过一定阈值时，信号灯控制对改善应急车辆通行效率的效果极其有限。

且现有研究大多针对应急车辆通过单一有信号灯交叉路口的通行效率问题，未全面考虑单一交叉口信号灯相位变化对周围路网通行效率的影响，并且，如果遇到无信号灯交叉口，优化研究便不再适用，导致拥堵与出行风险现状依然存在。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于V2X技术的应急车辆通过交叉口的信号配时方法，解决目前由于交通拥堵问题严重，导致应急车辆虽享有优先通行权，但在拥堵路段难以高效通行甚至发生事故，从而延误最佳救援时间的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种基于V2X技术的应急车辆通过交叉口的信号配时方法，包括以下步骤：

A1:通过V2X路面设备获取行驶路径上各路段车流量以及车辆行驶状态数据并判断车辆行驶路径，并利用Davidson函数中行驶时间与交通流之间的对应关系，得出应急车辆在一段道路上的最短行驶时间，然后将路段表示为图论网络中的弧，交叉口表示为网络中的节点，最短行驶时间作为权重，运用Dijkstra算法进行最短时间路径寻优；

A2:根据得出来的最短路径确定路径中交叉口的节点，计算交叉口的优化策略，并根据优化策略调整交叉口的交通信号。

作为本发明的一种优选技术方案，所述Davidson函数中行驶时间与交通流的关系如下：

λ为车道绿信比；x为车辆饱和度；c为信号周期时长；t_a为路段上的实际通行时间；z为服务水平参数；η₁为自行车对机动车的干扰系数；q_a为路段机动车流量；C_a为路段实用通行能力。

作为本发明的一种优选技术方案，所述优化策略的步骤如下：

1、对交叉口处的交通信号指令进行评价；

2、根据评价值采用Q学习算法进行训练；