[发明专利]网联环境下信号交叉口逆向可变车道的动态管控方法

说明书

本发明公开了一种网联环境下信号交叉口逆向可变车道的动态管控方法，适用于信号交叉口为逆时针单边轮放相位，且道路上行驶的所有车辆均为网联自动驾驶车辆，该方法根据当前周期内的信号配时、进口道左转车道数、左转车辆流量、上一相位右转流量及相邻出口道数量，采用相应算法计算本周期内所述进口道逆向可变车道允许开启的时间段、数量以及长度。本发明提出的动态管控方法有助于提高信号交叉口的通行能力，降低车辆总体延误，从而为网联自动驾驶环境下信号交叉口进口道的交通组织优化提供方法支撑。

技术领域

本发明属于智能交通管控领域，具体是网联环境下信号交叉口逆向可变车道的动态管控方法。

背景技术

交叉口作为道路交通网络中的关键节点，是交通流汇聚和分散的主要场所，也是交通拥堵的主要发生地。为了提高道路通行效率，缓解交叉口的交通拥堵，国内外研究学者提出了一系列非常规交叉口的设计与控制方法，并将其运用到实际中。交叉口逆向可变车道是变向交通管理的一种新兴形式，主要设置在信号控制交叉口的出口道内侧，既具有出口道行车道功能又具有进口左转导向车道功能，能有效缓解交叉口高峰时段的左转过饱和拥堵情况，且设置成本不高，目前正逐步在一些城市中应用，并取得不错效果。

但相关研究也表明，逆向可变车道在提升交叉口通行效益的同时，也存在安全隐患问题，且其稳定性差，易受微观驾驶行为影响。且目前的逆向可变车道的设置均为静态的，不能根据左转交通量的大小和当前的交叉口绿灯时长与信号周期来动态调整逆向可变车道开启的时间段、数量和长度，从而造成车道时间资源浪费和通行能力下降。

自动驾驶技术和车联网技术被认为是缓解交叉口交通拥堵、提高通行效益的有效方法。如何利用自动驾驶技术和车联网技术的优势来对信号交叉口逆向可变车道进行动态管控便显得至关重要了。

发明内容

本发明为克服现有技术存在的不足之处，提供网联环境下信号交叉口逆向可变车道的动态管控方法，以期望根据当前周期内的信号配时、左转车道数、左转车辆流量、上一相位右转流量及相邻出口道数量，采用相应算法计算本周内逆向可变车道数开启的时间段、数量以及长度，提高道路资源的利用率，降低车辆总体延误，从而提高交叉口的整体通行能力。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本发明一种网联环境下信号交叉口逆向可变车道的动态管控方法的特点在于，所述信号交叉口包含信号灯，且所述信号灯的亮灯相位为逆时针单边轮放相位；所述网联环境为道路上所有车辆均是网联自动驾驶车辆；假设所述信号交叉口中当前被管控的进口道序号为j，则第j个进口道的上一相位对应的进口道序号为j-1；令所述第j个进口道上的左转进口道数量为其中，令所述第j个进口道左侧相邻的出口道数量为其中，以第j个进口道左侧相邻的出口道的部分道路段作为所述第j个进口道的逆向可变车道；且所述第j个进口道的逆向可变车道仅允许第j个进口道的左转车辆使用；

所述动态管控方法包括以下步骤：

步骤1获取信号交叉口任意一条左转进口道的饱和流量，记为G_z；获取信号交叉口任意一条出口道的饱和流量，记为G_m；获取所述第j个进口道上的左转进口道数量获取所述第j个进口道的左侧相邻出口道数量获取所述第j个进口道的左转车流对应的出口道数量

步骤2获取第i个信号灯周期T_i内信号交叉口的周期时长C_i、所述第j个进口道的绿灯时间所述第j个进口道的上游路段左转车辆的到达率获取第i-1个信号灯周期T_i-1内所述第j个进口道的剩余左转车辆数

步骤3利用式(1)计算第i个信号灯周期T_i内所述第j个进口道上的左转车道的通行能力利用式(2)计算第i个信号灯周期T_i内所述第j个进口道的左转车辆数