[发明专利]基于变邻域搜索算法的考虑行人通行的交叉口调度方法

说明书

本发明公开了基于变邻域搜索算法的考虑行人通行的交叉口调度方法，在车路协同系统中，基于通信模块与计算机模块统一的交叉口管理器获取通过自动交叉口区域车辆的运行信息，交叉口管理器根据信息，通过设计出的基于人均最小延迟的通用框架制定出交叉口内网联自动驾驶汽车与行人的通行顺序，同时设计了一种可变邻域搜索算法来进行优化，求得车辆和行人的最优通过方案。本发明以高承载车辆有更高的通行权通过交叉口为特点之一，与传统的驱动交通信号控制相比更能减少车辆的延迟，更加关注自动交叉口的安全性和效率。

技术领域

本发明涉及基于变邻域搜索算法的考虑行人通行的交叉口调度方法，属于交通工程与自动化领域。

背景技术

随着网联自动驾驶汽车的不断发展，进一步推动了车路协同系统的建设，同时也提出了自动交叉口管理的问题。

然而，现有的大部分自动交叉口工程没有考虑到行人，针对自动交叉口管理中行人交通的研究很少。这在研究领域有所空缺的同时给城市交通管理和控制带来了很多实际问题。因此有必要提出考虑到行人的可行方案。

现有的研究大多以车辆延误或行驶时间作为优化目标或评价指标，大多数自动交叉口管理中没有一个框架对高承载车辆给予更高的优先级，而鼓励公共交通和拼车是缓解交通拥堵的有效措施。因此考虑了行人与高承载车辆的自动交叉口管理会更接近于实际应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供基于变邻域搜索算法的考虑行人通行的交叉口调度方法，提出一个既允许车辆通过又允许行人通行的交叉口管理框架，得出了同时考虑了车辆和行人的最优通过方案。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

基于变邻域搜索算法的考虑行人通行的交叉口调度方法，包括如下步骤：

步骤1，对于车路协同系统下的自动交叉口，将其分为交叉口中心区和交叉口缓冲区；所述交叉口中心区定义为以自动交叉口的中心为圆心，半径为第一预设阈值的圆；所述交叉口缓冲区定义为以自动交叉口的中心为圆心的圆环，圆环的内圆半径为第一预设阈值，圆环的外圆半径为第二预设阈值；

步骤2，获取进入交叉口缓冲区的网联自动驾驶车辆的运行信息与到达交叉口中心区的行人的位置信息，基于人均最小延迟的通用框架，制定交叉口内网联自动驾驶车辆与行人的通行顺序；

交叉口内网联自动驾驶车辆与行人的通行顺序，用一个整数数组表示，数组分为确定部分和待定部分，确定部分代表的是交叉口中心区内的车辆和预定的行人信号，待定部分代表的是在交叉口缓冲区内而不在交叉口中心区内的车辆；

步骤3，对于进入交叉口缓冲区而尚未进入交叉口中心区的车辆，通过变邻域搜索算法对其通行顺序进行优化；

步骤4，根据优化后的车辆与行人的通行顺序，判断待定部分的车辆进入确定部分后是否与确定部分的行人存在潜在冲突，若存在潜在冲突，则采用投影控制方法确定车辆行驶轨迹，避免车辆与行人碰撞；否则，车辆的运行遵守车辆跟随模型，以最大速度通过交叉口，同时打开行人信号。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤1中，交叉口中心区覆盖整个十字交叉口以及部分进口道，第一预设阈值的取值范围为50-80米，第二预设阈值的取值范围为300-400米；进入交叉口缓冲区的网联自动驾驶车辆不得变道和超车，进入交叉口中心区的网联自动驾驶车辆不得改变车辆轨迹。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤2中，基于人均最小延迟的通用框架，以网联自动驾驶车辆和行人共同的人均延迟F最小化为目标，一段时间内乘车乘客的平均延误D_b定义为：

其中，为车辆i从进入交叉口缓冲区到离开交叉口的实际时间消耗，为不间断流情况下的期望时间消耗，为车辆i的乘客人数；