CN110176138B - 一种路口级的主动交通诱导方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种路口级的主动交通诱导方法,包括路口级的主动交通诱导策略分析、判断车辆到达周期的交通状态、判断车速为合理车速的标准、根据车辆到达周期的交通状态和信号状态,实施对应的路口级主动交通诱导算法;通过路口级的主动交通诱导策略分析,确定了诱导范围为诱导区域和排队范围;然后设置了4个标准来判断车速是否为合理速度;接着当车辆进入诱导区域时,判断车辆到达周期的交通状态,即未饱和、准饱和、过饱和状态;最后根据不同的交通状态,以及车辆到达周期的信号状态,实施对应的路口级主动交通诱导算法,从而实现车辆进入路口时减少停车次数和等待时间。
Description
技术领域
本发明涉及诱导方法领域,具体涉及一种路口级的主动交通诱导方法。
背景技术
传统交通环境下,驾驶员对速度调整的决定来自于对车头间距、前车速度和临道交通条 件的主观判断。特别是当行驶的车辆到达交叉口范围时,驾驶员很难确定当前剩余有效绿灯 时间或有效红灯时间,以及等待的车队的长度。因此驾驶员无法通过合理调整车速,以期望 的效果通过交叉口。驾驶员所能获得的信息的缺乏是交叉口延误形成的一个重要因素。
如果可以在路口进行主动交通诱导,即对车辆行驶速度进行诱导,引导车辆合理地调整 行驶车速,那么可以使得车辆在经过交叉口时,不停车或者停车时间缩短,从而降低交叉口 延误,减少交通拥堵和环境污染,提升行车效率。
发明内容
有鉴于此,为解决上述现有技术中的问题,本发明提供了一种路口级的主动交通诱导方 法,旨在解决车辆在经过交叉口时,不停车或者停车时间缩短,从而降低交叉口延误,减少 交通拥堵和环境污染,提升行车效率的问题。
为了达到上述目的,本发明的技术方案如下。
一种路口级的主动交通诱导方法,包括以下步骤:
步骤1、路口级的主动交通诱导策略分析;
步骤2、判断车辆到达周期的交通状态;
步骤3、判断车速为合理速度的标准;
步骤4、根据车辆到达周期的交通状态和信号状态,实施对应的路口级主动交通诱导算 法。
进一步地,所述步骤1中包括以下步骤:
步骤11、前提条件分析,Rd表示诱导区域的长度,Rq表示排队范围的长度,当车辆进入诱导区域和排队范围后,与路测设备实时通信,向路测设备提供车辆的行驶信息,所述诱导区域为车速进行诱导调节的范围,即从停车线算起至上游长度为Rd的范围;所述排队范围的长度Rq为该时段车辆排队长度最大值的平均值,即从停车线算起至上游长度为Rq的范围,且满足Rq<Rd;
步骤12、理想状态分析,当车辆到达交叉口时,交叉口车辆放行状态为绿灯畅行状态, 即交叉口饱和度为未饱和状态或准饱和状态时,车辆能够不停车通过交叉口,这种理想情况 出现在排队长度达到最大值以后与下一个周期的交叉口指示灯红灯持续时间开始之前。
进一步地,所述步骤2中包括以下步骤:
步骤21、通过公式求出交叉口饱和度,所述交叉口饱和度是交叉口各相位饱和度最大值, 公式为:
其中,x为交叉口饱和度,q为相位关键车流的流量,Q为通行能力;
步骤22、判断交叉口饱和度状态,所述交叉口饱和度分为未饱和状态、准饱和状态和过 饱和状态,当x小于1时,为未饱和状态;当x等于1时,为准饱和状态;当x大于1,为 过饱和状态;
步骤23、当交叉口饱和度为过饱和状态时,放行时间内无法清空累计时间内的累计车辆 和实时车辆,放行时间结束后剩余车辆将累计为下个周期的累计车辆,占用下个周期的放行 时间,所述放行时间为交叉口指示灯绿灯的持续时间,所述累计时间指的是交叉口指示灯红 灯的持续时间。
进一步地,所述步骤3中包括以下步骤:
步骤32、判断加速度是否在合理范围[-aMAX,aMAX]之间,针对于不同车型,加速度的合理范围不同:小型车aMAX=5m/s2;中型车aMAX=4m/s2;大型车aMAX=3m/s2;
步骤34、判断行驶条件是否允许速度的调整,车辆前面的车间距需要能够容许车辆加 速,如果车间距不能满足车速的需求,那么需要检测是否可以通过换道实现速度更新,若两 种情况都不允许,车速视为不合理的诱导车速。
进一步地,所述步骤4中包括以下步骤:
步骤41、若到达周期的交通状态为未饱和状态、到达时刻的信号状态为有效绿灯时间时, 所述到达周期的状态为理想状态和非理想状态,需分别建立相应的诱导算法;否则执行步骤 42;
步骤42、若到达周期的交通状态为未饱和状态、到达时刻的信号状态为有效红灯时间时, 车辆i以初始速度v0行驶至排队范围边界,信号状态仍为有效红灯时间,需建立相应的路口 级主动交通诱导方法;否则执行步骤43;
步骤43、若到达周期的交通状态为过饱和状态时,到达交叉口的所有车辆都要经历停车, 才能通过交叉口,对于剩余队列里的车辆,等待时间还要包括下一个周期的有效红灯时间, 即为过饱和延误状态,需建立相应的路口级主动交通诱导方法。
进一步地,所述有效绿灯时间指的是一个信号周期内该信号相位能够利用的通行时间折 算为被理想利用时所对应的绿灯放行时间;所述有效红灯时间指的是一个信号周期内该信号 相位的红灯时间折算为理想停止时所对应的红灯放行时间。
进一步地,所述步骤41中包括:
所述理想状态为车辆i以初始速度v0行驶至排队范围队尾的时候,排队长度已经达到了 最大值,并且车辆能够在剩余的有效绿灯时间内通过停车线,则相应的诱导策略为:以初始 诱导速度为v0,从诱导范围边界Rd到到达周期的排队长度最大值的位置此 区间的诱导速度为原始速度v0;从到停车线,仍然以速度v0行驶,或者以为加速度, 逐渐加速到为后匀速行驶;每一个诱导速度都对应一个诱导策略;
在理想状态下,算法步骤如下:
其中,表示当车辆i以速度v0行驶至排队范围边界的时间;表示第n 个信号周期为正常状态;表示当车辆i行驶至最大排队长度的位置的时候, 排队长度已经达到了最大值,并开始消散;表示车辆i到达停车线的 时间小于下一个周期的有效红灯的开始时间,其中tl表示车辆从最大排队长度的位置行驶到 停车线的时间,若则若则tl由加速度以及加速以后的速度决定,所述表示在第n个周期,车辆i到达最大排队区域位置后,需要加速或减速到的目标车速,为对应的加速度,通过以下公式计算:
否则,不合符理想状态的条件,要按非理想状态处理;
Road(v0)>0表示速度v0能够符合交通条件的要求,Road(v0)≤0表示当前交通状态不符 合车速为v0的条件;Road(v0)定义为:
d+(i)(t)表示在t时刻,车辆i与前方相邻车辆的间距;d+(i)(T0)≥v0表示车辆i以速度v0在 本车道行驶需要具备的条件;表示车辆i满足换道条件;表示t时刻车辆i与相邻车道上前后相邻的车辆之间的间距,x可以是+或者-,+表示前 方,-表示后方;为换道的动机条件,为换道的安全条件;
进一步地,所述步骤41中包括:
所述非理想状态为车辆i以速度v0行驶至排队范围队尾的时候,排队长度没有达到最大值, 则相应的诱导策略为使其到达时间符合到达周期的理想状态,相应的诱导策略为:以初始诱 导速度为从诱导范围边界到到达周期的排队长度最大值位置,以为加速 度,逐渐加速或减速到后匀速行驶;从排队长度最大值的位置到停车线,以为加速度, 逐渐加速到再匀速行驶;根据排队长度达到最大值的时间与最大值的长度计算 车辆i行驶至队尾时排队长度已达到最大值的诱导速度;若诱导速度存在,则建议车辆调整至 诱导速度,实现不停车通过交叉口;
在非理想状态下,算法步骤如下:
其中,表示当车辆i以速度v0行驶至最大排队长度的位置的时候,排 队长度还没有达到最大值;表示在车辆i进入到诱导区域以后,需要加速或减速到的目标 车速,为对应的加速度;表示在车辆i到达最大排队长度位置后,需要加速到的目 标车速,为对应的加速度;
进一步地,所述步骤42中包括:
如果车辆i以原始速度v0行驶至排队范围边界时,信号状态为有效红灯时间时,那么诱导 方案包括:
方案一,如果到达周期的交通状态为非过饱和状态时,使其到达时间符合到达周期的理 想状态;
方案二,如果到达周期的交通状态的上一周期为非过饱和状态时,使其到达时间符合上 一周期的理想状态;
算法中需要计算车辆i行驶至排队范围队尾时,排队长度已经达到最大值的最佳速度和从 排队长度最大值位置行驶至停车线的最佳速度;如果两个最佳速度都存在,则建议车辆调整 至最佳速度,实现不停车通过交叉口;具体算法如下:
在公式(6)中,式子②变为:
进一步地,所述步骤43中包括:
当车辆i的到达周期的交通状态为过饱和状态时,则需要检测上一周期和下一周期是否 为过饱和周期;若相邻周期中,有正常状态周期,则将车辆i到达交叉口的周期调整至对应 周期的理想状态;若两个相邻周期都为正常状态,则诱导算法选取诱导速度相对于原始速度 改变最小的方案;
若连续3个到达周期的交通状态均为过饱和状态时,或者不存在相邻周期的理想状态诱 导速度,则诱导的目的变为避免车辆i进入本周期的剩余队列,防止车辆经历过饱和延误状 态,相应的诱导策略为:以初始诱导速度为对应的诱导策略是:从诱导 范围边界到距离停车线位置的诱导策略为以为加速度,逐渐加速或减速到后匀速行驶,直到行驶至排队队尾;
诱导算法如下:
在公式(10)中,表示车 辆行驶至距离停车线位置的时间,在第n个到达周期,并小于等于从停车线到的位置,是排队长度中非剩余队列的部分;是排队 波从停车线传播到位置的时间;如果车辆在排队长度达到前到达排 队队列,那么可以避免过饱和延误状态。
与现有技术比较,本发明的一种路口级的主动交通诱导方法的有益效果为:在交叉口进 行主动交通诱导,即对车辆行驶速度进行诱导,引导车辆合理地调整行驶车速,使得车辆在 经过交叉口时,有效降低交叉口停车数量与车辆在交叉口的平均等待时间,从而降低交叉口 延误,减少交通拥堵和环境污染,提升行车效率。
附图说明
图1为本发明的一种路口级的主动交通诱导方法的流程图。
图2为本发明的一种路口级的主动交通诱导方法的诱导算法流程图。
图3为本发明的一种路口级的主动交通诱导方法的交叉口结构图示意图。
图4为进入交叉口车辆交通状态(未饱和)情况图。
图5为进入交叉口车辆交通状态(准饱和)情况图。
图6为进入交叉口车辆交通状态(过饱和)情况图。
图7为本发明的一种路口级的主动交通诱导方法的交叉口仿真效果图。
图8为本发明的一种路口级的主动交通诱导方法的道路停车数量图。
图9为本发明的一种路口级的主动交通诱导方法的车辆平均等待时间图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体的实施例对本发明的具体实施作进一步说明。需要指出的是,以 下若有未特别详细说明之过程或符号(如个别编程算法中常用的符号),均是本领域技术人 员可参照现有技术理解或实现的。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部 的实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获 得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,为本发明的一种路口级的主动交通诱导方法的流程图,包括以下步骤:
步骤1、路口级的主动交通诱导策略分析;
步骤2、判断车辆到达周期的交通状态;
步骤3、判断车速为合理速度的标准;
步骤4、根据车辆到达周期的交通状态和信号状态,实施对应的路口级主动交通诱导算 法。
优选的,所述步骤1中包括以下步骤:
步骤11、前提条件分析,当车辆进入诱导区域和排队范围后,与路测设备实时通信,向 路测设备提供车辆的行驶信息,如图3所示,为本发明的一种路口级的主动交通诱导方法的 交叉口结构图示意图,所述诱导区域Rd为车速进行诱导调节的范围,即从停车线算起至上 游的Rd点处,所述排队范围的长度Rq为该时段车辆排队长度最大值的平均值,即从停车线 算起至上游的Rq点处,且Rq<Rd;
步骤12、理想状态分析,当车辆到达交叉口时,交叉口车辆放行状态为绿灯畅行状态, 即交叉口饱和度为未饱和状态或准饱和状态时,车辆能够不停车通过交叉口,这种理想情况 出现在排队长度达到最大值以后与下一个周期的交叉口指示灯红灯持续时间开始之前。
如图2所示,本发明的一种路口级的主动交通诱导方法的诱导算法流程图,所述步骤2 中包括以下步骤:
步骤21、通过公式求出交叉口饱和度,所述交叉口饱和度是交叉口各相位饱和度最大值, 公式为:
其中,x为交叉口饱和度,q为相位关键车流的流量,Q为通行能力;
步骤22、判断交叉口饱和度状态,如图4、图5、图6所示,为进入交叉口车辆交通状态情况图,所述交叉口饱和度分为未饱和状态(图4)、准饱和状态(图5)和过饱和状态(图6),当x小于1时,为未饱和状态;当x等于1时,为准饱和状态;当x大于1,为过饱和 状态;
步骤23、当交叉口饱和度为过饱和状态时,放行时间内无法清空累计时间内的累计车辆 和实时车辆,放行时间结束后剩余车辆将累计为下个周期的累计车辆,占用下个周期的放行 时间,所述放行时间为交叉口指示灯绿灯的持续时间,所述累计时间指的是交叉口指示灯红 灯的持续时间。
优选的,参考图2,所述步骤3中包括以下步骤:
步骤32、判断加速度是否在合理范围[-aMAX,aMAX]之间,针对于不同车型,加速度的合理范围不同:小型车aMAX=5m/s2;中型车aMAX=4m/s2;大型车aMAX=3m/s2;
步骤34、判断行驶条件是否允许速度的调整,车辆前面的车间距需要能够容许车辆加 速,如果车间距不能满足车速的需求,那么需要检测是否可以通过换道实现速度更新,若两 种情况都不允许,车速视为不合理的诱导车速。
优选的,参考图2,所述步骤4中包括以下步骤:
步骤41、若到达周期的交通状态为未饱和状态、到达时刻的信号状态为有效绿灯时间时, 所述到达周期的状态为理想状态和非理想状态,需分别建立相应的诱导算法;否则执行步骤 42;
步骤42、若到达周期的交通状态为未饱和状态、到达时刻的信号状态为有效红灯时间时, 车辆i以初始速度v0行驶至排队范围边界,信号状态仍为有效红灯时间,需建立相应的路口 级主动交通诱导方法;否则执行步骤43;
步骤43、若到达周期的交通状态为过饱和状态时,到达交叉口的所有车辆都要经历停车, 才能通过交叉口,对于剩余队列里的车辆,等待时间还要包括下一个周期的有效红灯时间, 即为过饱和延误状态,需建立相应的路口级主动交通诱导方法。
优选的,所述有效绿灯时间指的是一个信号周期内该信号相位能够利用的通行时间折算 为被理想利用时所对应的绿灯放行时间;所述有效红灯时间指的是一个信号周期内该信号相 位的红灯时间折算为理想停止时所对应的红灯放行时间。
优选的,所述步骤41中包括:
所述理想状态为车辆i以初始速度v0行驶至排队范围队尾的时候,排队长度已经达到了 最大值,并且车辆能够在剩余的有效绿灯时间内通过停车线,则相应的诱导策略为:以初始 诱导速度为v0,从诱导范围边界Rd到到达周期的排队长度最大值的位置此 区间的诱导速度为原始速度v0;从到停车线,仍然以速度v0行驶,或者以为加速度, 逐渐加速到为后匀速行驶;每一个诱导速度都对应一个诱导策略;
在理想状态下,算法步骤如下:
其中,表示当车辆i以速度v0行驶至排队范围边界的时间;表示第n 个信号周期为正常状态;表示当车辆i行驶至最大排队长度的位置的时候, 排队长度已经达到了最大值,并开始消散;表示车辆i到达停车线的时间小于下一个周期的有效红灯的开始时间,其中tl表示车辆从最大排队长度的位置行驶到 停车线的时间,若则若则tl由加速度以及加速以后的速度决定,所述表示在第n个周期,车辆i到达最大排 队区域位置后,需要加速或减速到的目标车速,为对应的加速度,通过以下公式计算:
否则,不合符理想状态的条件,要按非理想状态处理;
Road(v0)>0表示速度v0能够符合交通条件的要求,Road(v0)≤0表示当前交通状态不符 合车速为v0的条件;所述Road(v0)定义为:
d+(i)(t)表示在t时刻,车辆i与前方相邻车辆的间距。d+(i)(T0)≥v0表示车辆i以速度v0在 本车道行驶需要具备的条件。表示车辆i满足换道条件;表示t时刻车辆i与相邻车道上前后相邻的车辆之间的间距,x可以是+或者-,+表示前 方,-表示后方。为换道的动机条件,为换道的安全条件;
优选的,所述步骤41中包括:
所述非理想状态为车辆i以速度v0行驶至排队范围队尾的时候,排队长度没有达到最大值, 则相应的诱导策略为使其到达时间符合到达周期的理想状态,相应的诱导策略为:以初始诱 导速度为从诱导范围边界到到达周期的排队长度最大值位置,以为加速 度,逐渐加速或减速到后匀速行驶;从排队长度最大值的位置到停车线,以为加速度, 逐渐加速到再匀速行驶;根据排队长度达到最大值的时间与最大值的长度计算 车辆i行驶至队尾时排队长度已达到最大值的诱导速度;若诱导速度存在,则建议车辆调整至 诱导速度,实现不停车通过交叉口;
在非理想状态下,算法步骤如下:
其中,表示当车辆i以速度v0行驶至最大排队长度的位置的时候,排 队长度还没有达到最大值;表示在车辆i进入到诱导区域以后,需要加速或减速到的目标 车速,为对应的加速度;表示在车辆i到达最大排队长度位置后,需要加速到的目 标车速,为对应的加速度;
优选的,所述步骤42中包括:
若车辆i以原始速度v0行驶至排队范围边界时,信号状态为有效红灯时间时,那么诱导方 案包括:
方案一,若到达周期的交通状态为非过饱和状态时,使其到达时间符合到达周期的理想 状态;
方案二,若到达周期的交通状态的上一周期为非过饱和状态时,使其到达时间符合上一 周期的理想状态;
算法中需要计算车辆i行驶至排队范围队尾时,排队长度已经达到最大值的最佳速度和从 排队长度最大值位置行驶至停车线的最佳速度。若两个最佳速度都存在,则建议车辆调整至 最佳速度,实现不停车通过交叉口;具体算法如下:
在公式(6)中,式子②变为:
优选的,所述步骤43中包括:
当车辆i的到达周期的交通状态为过饱和状态时,则需要检测上一周期和下一周期是否 为过饱和周期;若相邻周期中,有正常状态周期,则将车辆i到达交叉口的周期调整至对应 周期的理想状态;若两个相邻周期都为正常状态,则诱导算法选取诱导速度相对于原始速度 改变最小的方案;
若连续3个到达周期的交通状态均为过饱和状态时,或者不存在相邻周期的理想状态诱 导速度,则诱导的目的变为避免车辆i进入本周期的剩余队列,防止车辆经历过饱和延误状 态,相应的诱导策略为:以初始诱导速度为对应的诱导策略是:从诱导 范围边界到距离停车线位置的诱导策略为以为加速度,逐渐加速或减速到后匀速行驶,直到行驶至排队队尾;
诱导算法如下:
在公式(10)中,表示车 辆行驶至距离停车线位置的时间,在第n个到达周期,并小于等于从停车线到的位置,是排队长度中非剩余队列的部分;是排队波从停车线传播到位置的时间;若车辆在排队长度达到前到达排队队列,那么可以避免过饱和延误状态。
如图7所示,为本发明的一种路口级的主动交通诱导方法的交叉口仿真效果图,道路1 为采用本发明的一种路口级的主动交通诱导方法的交叉口,道路2为通常情况下的交叉口; 通过图8和图9可以明显得出,采用本发明的一种路口级的主动交通诱导方法的交叉口道路 1使车辆在经过交叉口时,不停车或者停车数量稳定;停车时间明显缩短。
综上所述,本发明的一种路口级的主动交通诱导方法一种路口级的主动交通诱导方法, 旨在解决车辆在经过交叉口时,不停车或者停车时间缩短,从而降低交叉口延误,减少交通 拥堵和环境污染,提升行车效率。
Claims (7)
1.一种路口级的主动交通诱导方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、路口级的主动交通诱导策略分析;
步骤2、判断车辆到达周期的交通状态;
步骤3、判断车速为合理速度的标准;
步骤4、根据车辆到达周期的交通状态和信号状态,实施对应的路口级主动交通诱导算法;
其中,所述步骤4中包括以下步骤:
步骤41、若到达周期的交通状态为未饱和状态、到达时刻的信号状态为有效绿灯时间时,所述到达周期的交通状态为理想状态和非理想状态,需分别建立相应的诱导算法;否则执行步骤42;
步骤42、若到达周期的交通状态为未饱和状态、到达时刻的信号状态为有效红灯时间时,车辆i以初始速度v0行驶至排队范围边界,信号状态仍为有效红灯时间,需建立相应的路口级主动交通诱导方法;否则执行步骤43;
步骤43、若到达周期的交通状态为过饱和状态时,到达交叉口的所有车辆都要经历停车,才能通过交叉口,对于剩余队列里的车辆,等待时间还要包括下一个周期的有效红灯时间,即为过饱和延误状态,需建立相应的路口级主动交通诱导方法;
所述步骤41中包括:
所述理想状态为车辆i以初始速度v0行驶至排队范围队尾的时候,排队长度已经达到了最大值,并且车辆能够在剩余的有效绿灯时间内通过停车线,则相应的诱导策略为:以初始诱导速度为v0,从诱导范围边界Rd到到达周期的排队长度最大值的位置此区间的诱导速度为原始速度v0;从到停车线,仍然以速度v0行驶,或者以为加速度,逐渐加速到后匀速行驶;每一个诱导速度都对应一个诱导策略;
在理想状态下,算法步骤如下:
其中,表示当车辆i以速度v0行驶至排队范围边界的时间,Rq为排队范围的长度,Rd为诱导区域;表示第n个信号周期为正常状态;表示当车辆i行驶至最大排队长度的位置的时候,排队长度已经达到了最大值,并开始消散;表示车辆i到达停车线的时间小于下一个周期的有效红灯的开始时间,其中tl表示车辆从最大排队长度的位置行驶到停车线的时间,若则若则tl由加速度以及加速以后的速度决定,所述表示在第n个周期,车辆i到达最大排队区域位置后,需要加速或减速到的目标车速,为对应的加速度,通过以下公式计算:
否则,不合符理想状态的条件,要按非理想状态处理;
Road(v0)>0表示速度v0能够符合交通条件的要求,Road(v0)≤0表示当前交通状态不符合车速为v0的条件,Road(v0)定义为:
d+(i)(T0)≥v0表示车辆i以速度v0在本车道行驶需要具备的条件;And表示车辆i满足换道条件;表示t时刻车辆i与相邻车道上前后相邻的车辆之间的间距,x可以是+或者-,+表示前方,-表示后方;为换道的动机条件,为换道的安全条件;
所述步骤41中包括:
所述非理想状态为车辆i以速度v0行驶至排队范围队尾的时候,排队长度没有达到最大值,则相应的诱导策略为使其到达时间符合到达周期的理想状态,相应的诱导策略为:以初始诱导速度为从诱导范围边界到到达周期的排队长度最大值位置,以为加速度,逐渐加速或减速到后匀速行驶;从排队长度最大值的位置到停车线,以为加速度,逐渐加速到再匀速行驶;根据排队长度达到最大值的时间与最大值的长度计算车辆i行驶至队尾时排队长度已达到最大值的诱导速度;若诱导速度存在,则建议车辆调整至诱导速度,实现不停车通过交叉口;
在非理想状态下,算法步骤如下:
其中,表示当车辆i以速度v0行驶至最大排队长度的位置的时候,排队长度还没有达到最大值;表示在车辆i进入到诱导区域以后,需要加速或减速到的目标车速,为对应的加速度;表示在车辆i到达最大排队长度位置后,需要加速到的目标车速,为对应的加速度;
2.根据权利要求1所述的一种路口级的主动交通诱导方法,其特征在于,所述步骤1中包括以下步骤:
步骤11、前提条件分析,Rd表示诱导区域的长度,Rq表示排队范围的长度,当车辆进入诱导区域和排队范围后,与路测设备实时通信,向路测设备提供车辆的行驶信息,所述诱导区域为车速进行诱导调节的范围,即从停车线算起至上游长度为Rd的范围;所述排队范围的长度Rq为进入诱导区域后车辆排队长度最大值的平均值,即从停车线算起至上游长度为Rq的范围,且满足Rq<Rd;
步骤12、理想状态分析,当车辆到达交叉口时,交叉口车辆放行状态为绿灯畅行状态,即交叉口饱和度为未饱和状态或准饱和状态时,车辆能够不停车通过交叉口,这种理想情况出现在排队长度达到最大值以后与下一个周期的交叉口指示灯红灯持续时间开始之前。
3.根据权利要求1所述的一种路口级的主动交通诱导方法,其特征在于,所述步骤2中包括以下步骤:
步骤21、通过公式求出交叉口饱和度,所述交叉口饱和度是交叉口各相位饱和度最大值,公式为:
其中,x为交叉口饱和度,q为相位关键车流的流量,Q为通行能力;
步骤22、判断交叉口饱和度状态,所述交叉口饱和度分为未饱和状态、准饱和状态和过饱和状态,当x小于1时,为未饱和状态;当x等于1时,为准饱和状态;当x大于1,为过饱和状态;
步骤23、当交叉口饱和度为过饱和状态时,放行时间内无法清空累计时间内的累计车辆和实时车辆,放行时间结束后剩余车辆将累计为下个周期的累计车辆,占用下个周期的放行时间,所述放行时间为交叉口指示灯绿灯的持续时间,所述累计时间指的是交叉口指示灯红灯的持续时间。
4.根据权利要求1所述的一种路口级的主动交通诱导方法,其特征在于,所述步骤3中包括以下步骤:
步骤32、判断加速度是否在合理范围[-aMAX,aMAX]之间,针对于不同车型,加速度的合理范围不同:小型车aMAX=5m/s2;中型车aMAX=4m/s2;大型车aMAX=3m/s2;
5.根据权利要求1所述的一种路口级的主动交通诱导方法,其特征在于,所述有效绿灯时间指的是一个信号周期内该信号相位能够利用的通行时间折算为被理想利用时所对应的绿灯放行时间;所述有效红灯时间指的是一个信号周期内该信号相位的红灯时间折算为理想停止时所对应的红灯放行时间。
6.根据权利要求1所述的一种路口级的主动交通诱导方法,其特征在于,所述步骤42中包括:
若车辆i以原始速度v0行驶至排队范围边界时,信号状态为有效红灯时间时,那么诱导方案包括:
方案一,若到达周期的交通状态为非过饱和状态时,使其到达时间符合到达周期的理想状态;
方案二,若到达周期的交通状态的上一周期为非过饱和状态时,使其到达时间符合上一周期的理想状态;
算法中需要计算车辆i行驶至排队范围队尾时,排队长度已经达到最大值的最佳速度和从排队长度最大值位置行驶至停车线的最佳速度;若两个最佳速度都存在,则建议车辆调整至最佳速度,实现不停车通过交叉口;具体算法如下:
在公式( 6) 中,式子②变为:
7.根据权利要求1所述的一种路口级的主动交通诱导方法,其特征在于,所述步骤43中包括:
当车辆i的到达周期的交通状态为过饱和状态时,则需要检测上一周期和下一周期是否为过饱和周期;若相邻周期中,有正常状态周期,则将车辆i到达交叉口的周期调整至对应周期的理想状态;若两个相邻周期都为正常状态,则诱导算法选取诱导速度相对于原始速度改变最小的方案;
若连续3个到达周期的交通状态均为过饱和状态时,或者不存在相邻周期的理想状态诱导速度,则诱导的目的变为避免车辆i进入本周期的剩余队列,防止车辆经历过饱和延误状态,相应的诱导策略为:以初始诱导速度为对应的诱导策略是:从诱导范围边界到距离停车线位置的诱导策略为以为加速度,逐渐加速或减速到后匀速行驶,直到行驶至排队队尾;
诱导算法如下:
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