CN114495530B - 应急车辆动态路权控制引导方法、***和存储介质 - Google Patents
应急车辆动态路权控制引导方法、***和存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114495530B CN114495530B CN202210091520.2A CN202210091520A CN114495530B CN 114495530 B CN114495530 B CN 114495530B CN 202210091520 A CN202210091520 A CN 202210091520A CN 114495530 B CN114495530 B CN 114495530B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vehicle
- social
- lane
- road
- emergency vehicle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 46
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 39
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 11
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 9
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 230000008676 import Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/07—Controlling traffic signals
- G08G1/087—Override of traffic control, e.g. by signal transmitted by an emergency vehicle
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
- G08G1/052—Detecting movement of traffic to be counted or controlled with provision for determining speed or overspeed
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/09—Arrangements for giving variable traffic instructions
- G08G1/0962—Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
- G08G1/0968—Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种应急车辆动态路权控制引导方法、***和存储介质，包括步骤：当应急车辆行驶在专用道，定义所述应急车辆前端第一距离的路段为无侵入区间，所述无侵入区间前端第二距离的路段为缓冲区间；当所述缓冲区间触及前方社会车辆的尾部，在所述专用道的相邻车道的动态监测区间内搜索可汇入所述社会车辆的目标间隙；若存在所述目标间隙，向所述社会车辆发送引导变道信号以使所述社会车辆变道；当监测到所述社会车辆变道完成，所述应急车辆通过当前路段。本发明能够解决现有技术中应急车辆在路段上运行效率不高、难以以期望速度行驶、运行受阻等问题。
Description
技术领域
本发明涉及交通控制技术领域，尤其是涉及一种应急车辆动态路权控制引导方法、***和存储介质。
背景技术
应急救援是发生突发公共事件时应急车辆快速响应参与救援，应急车辆需以尽可能快的速度抵达救援现场。而在现有城市道路中，交通环境变化错综复杂，难以保证应急车辆不受其他车辆行驶的干扰。因此，应急车辆在道路上需要获得优先通行权，在提高应急车辆运行效率的同时也要保证安全，这也是一直以来交通信息控制领域的研究热点。
从现有研究来看，应急车辆优先控制主要集中在交叉口信号优先控制、交叉口进口道优先控制以及路径决策控制。在早期交叉口信号优先控制中，主要控制手段是在路侧布设交通采集设备感知应急车辆的达到来优化信号方案结构。随着通信技术的普及，车辆与信号灯之间可以相互感知，这使得优先控制效率得到了提升，学者们通过多智能体、深度学习、元胞自动机、车路协同等技术对应急车辆在交叉口处的信号优先控制做了深入研究，这些研究都可归结为时间路权优先。而在空间路权优先控制中，
绝大多数研究围绕交叉口进口道优先控制展开的，它们主要通过可变信息标志***引导后续来车进入特定车道、利用进口道的可变导向功能清空目标车道、在车路协同条件下感知社会车辆达到并引导其进入特定车道]，以供特种车辆进入目标车道不停车经过路口。同时，也有部分学者对专用路权在时分复用上进行了探索，但这种方法对社会车辆的影响较大，不利于交通***整体服务水平的提高。也有学者将间歇式公交专用道原理拓展到路段上，但并没有明确具体的控制方法。显然，现有研究对路段空间路权研究较少，应急车辆在路段上的运行效率不能得到保证。
综上所述，多数研究主要集中在应急车辆交叉口范围内的优先控制，缺乏对应急车辆在路段上的空间路权优先控制研究。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种应急车辆动态路权控制引导方法、***和存储介质，解决现有技术中应急车辆在路段上运行效率不高、难以以期望速度行驶、运行受阻等问题。
为达到上述技术目的，第一方面，本发明的技术方案提供一种应急车辆动态路权控制引导方法，包括以下步骤：
当应急车辆行驶在专用道，定义所述应急车辆前端第一距离的路段为无侵入区间，所述无侵入区间前端第二距离的路段为缓冲区间；
当所述缓冲区间触及前方社会车辆的尾部，在所述专用道的相邻车道的动态监测区间内搜索可汇入所述社会车辆的目标间隙；
若存在所述目标间隙，向所述社会车辆发送引导变道信号以使所述社会车辆变道；
当监测到所述社会车辆变道完成，所述应急车辆通过当前路段。
与现有技术相比，本发明提供的应急车辆动态路权控制引导方法的有益效果包括：
在复杂交通环境下，通过在应急车辆前方设置功能区，通过在应急车辆前端设置可移动的物理空间禁止社会车辆侵入，减少社会车辆对其运行产生的影响；同时在前端设置一定长度缓冲区，以供前方车辆在规定时间内换道避让应急车辆；可以保证应急车辆在道路路段上(除交叉口范围之外)运行几乎不受其他车辆的影响，可以期望速度正常行驶，可大大降低其在路段上的运行延误。此外，虽然在整体交通***中，应急车辆有绝对的空间路权，但本发明不同于专有路权控制，本发明对其他社会车辆的影响很小，应急车辆通过后社会车辆回到原有车道分布情况，对整体交通***的稳定性影响较小。
根据本发明的一些实施例，所述专用道为外侧车道，所述专用道的相邻车道为内侧车道。
根据本发明的一些实施例，所述动态监测区间的起点为所述无侵入区间与所述缓冲区间的分界线，所述动态监测区间的终点为所述社会车辆前方第一辆社会车辆的尾部。
根据本发明的一些实施例，通过车路协同***实时获取所述社会车辆的位置信息、速度信息和加速度信息。
根据本发明的一些实施例，所述应急车辆通过所述车路协同***向所述社会车辆发送引导变道信号以使所述社会车辆变道。
根据本发明的一些实施例，所述在所述专用道的相邻车道的动态监测区间内搜索可汇入所述社会车辆的目标间隙之后，包括步骤：
若不存在所述目标间隙，向所述动态监测区间内的车辆发送变速引导信号以提供可汇入所述社会车辆的目标间隙。
根据本发明的一些实施例，所述在所述专用道的相邻车道的动态监测区间内搜索可汇入所述社会车辆的目标间隙之后，包括步骤：
若存在多个所述目标间隙，选择最优的所述目标间隙向所述社会车辆发送引导变道信号。
根据本发明的一些实施例，通过车路协同***向信号灯发送变灯请求信号，以使所述应急车辆尽快通行。
第二方面，本发明提供了一种应急车辆动态路权控制引导***，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面中任意一项所述的应急车辆动态路权控制引导方法。
第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如第一方面中任意一项所述的应急车辆动态路权控制引导方法。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中摘要附图要与说明书附图的其中一幅完全一致：
图1为本发明一个实施例提供的应急车辆动态路权控制引导方法的应急车辆和社会车辆的行驶示意图；
图2为本发明另一个实施例提供的应急车辆动态路权控制引导方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，虽然在***示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于***中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
本发明提供了一种应急车辆动态路权控制引导方法，在复杂交通环境下，通过在应急车辆前方设置功能区，通过在应急车辆前端设置可移动的物理空间禁止社会车辆侵入，减少社会车辆对其运行产生的影响；同时在前端设置一定长度缓冲区，以供前方车辆在规定时间内换道避让应急车辆；可以保证应急车辆在道路路段上(除交叉口范围之外)运行几乎不受其他车辆的影响，可以期望速度正常行驶，可大大降低其在路段上的运行延误。
下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。
参照图1和图2，图1为本发明一个实施例提供的应急车辆动态路权控制引导方法的应急车辆和社会车辆的行驶示意图；图2为本发明另一个实施例提供的应急车辆动态路权控制引导方法的流程图。
应急车辆动态路权控制引导方法包括但是不仅限于步骤S110至步骤S140。
步骤S110，当应急车辆行驶在专用道，定义应急车辆前端第一距离的路段为无侵入区间，无侵入区间前端第二距离的路段为缓冲区间；
步骤S120，当缓冲区间触及前方社会车辆的尾部，在专用道的相邻车道的动态监测区间内搜索可汇入社会车辆的目标间隙；
步骤S130，若存在目标间隙，向社会车辆发送引导变道信号以使社会车辆变道；
步骤S140，当监测到社会车辆变道完成，应急车辆通过当前路段。
在一实施例中，应急车辆动态路权控制引导方法包括步骤：当应急车辆行驶在专用道，定义应急车辆前端第一距离的路段为无侵入区间，无侵入区间前端第二距离的路段为缓冲区间；当缓冲区间触及前方社会车辆的尾部，在专用道的相邻车道的动态监测区间内搜索可汇入社会车辆的目标间隙；若存在目标间隙，向社会车辆发送引导变道信号以使社会车辆变道；当监测到社会车辆变道完成，应急车辆通过当前路段。
为使得应急车辆在路段区域能够获得比社会车辆更高级别的空间路权，在应急车辆前端设置长度为第一距离的无侵入区间，以降低社会车辆对其运行产的影响。当应急车辆前方有低速车辆时，需及时请求前方车辆换道，以供应急车辆加速通过。因此在无侵入区间前设置一段长度为第二距离的缓冲区间，低速车辆进入该区间后应及时换道避让即将到来的应急车辆。由于应急车辆速度大于社会车辆速度，前方低速车辆在进入无侵入区间前需完成换道。那么，在这个过程中应急车辆能够获得特殊的空间路权，且该路权随应急车辆的移动而变化。
本实施例充分利用车路协同***能够获得车辆实时的位置、速度、加速度等信息，当低速车辆或车队收到换道信号后，***寻找内侧车道最佳空档，并引导低速车辆或车队***空档使其在内侧车道行驶。待应急车辆加速通过后，该车辆即换道回到外侧车道行驶，保持原有车辆车道分布情况。
为此，提出以下假设：
1、应急车辆不换道行驶，且以期望速度或最大可行驶速度保持不变；
2、参与交互的社会车辆均遵守引导信号行驶；
3、社会车辆组成的交通流为相对稳定的，且为非饱和状态。
一、参数定义
二、动态监测区间
在实际城市道路上，应急车辆的速度一般高于社会车辆的速度。当应急车辆前端缓冲区间触及到前方车辆的尾部时，即触发搜索程序，搜素在内侧车道是否存在可汇入该车辆的间隙。假定车辆j的尾部触及到应急车辆前端的缓冲区间的时刻为ts,j，定义动态监测区间为应急车辆无侵入区间与缓冲区间的分界线为该区间起点，车辆j的前车j+1的尾部为该区间的终点，则t时刻动态监测区间为：
DMS(t)＝XD(t)-XS(t) (1)
式中，vE(t)为应急车辆在t时刻的行驶速度；vj+1(t)为车辆j+1在t时刻的行驶速度；XE(0)为应急车辆零时刻的空间位置；Xj+1(0)为车辆j+1在零时刻的空间位置。
同时，车路协同***可获取车辆实时动态位置，设车辆i+k在t时刻距动态监测区间起点的距离为Si+k(t)，那么车辆i+k在t时刻的车头间距为：
车路协同***可实时获取车辆位置、速度、加速度等信息，定义函数Did(t)表示在t时刻车辆i的速度和速度变化率的情况。
Did(t)＝Did(vid(t),aid(t)) (5)
式中，vid(t)为车辆id在t时刻的纵向速度，aid(t)为车辆id在t时刻的纵向加速度；id为车辆编号。
三、安全汇入间隙
当车辆j进入缓冲区后需及时换道避让应急车辆通过。从安全性的角度出发，假定需换道的车辆为V0，其周围车辆被定义为V1、V2、V3、V4。车辆V0需要满足的最小安全时距为S0(DV1,DV0)、S0(DV2,DV0)、S0(DV3,DV0)，其中，S0(DV1,DV0)为目标车道后车时距；S0(DV2,DV0)为目标车道前车时距；S0(DV3,DV0)为当前车道前车时距。
当应急车辆前端缓冲区触及前方车辆j时，即搜索此时区间DMS(t)中车辆是否满足安全汇入的要求。定义最小安全汇入间隙函数Gapmin(t,k,j)，对于即将换道的车辆j而言，
式中，Gapmin(t,k,j)为t时刻满足车辆j、i+k、i+k+1驾驶状态的最小汇入间隙。很显然，在车路协同***触发搜索程序的瞬间车辆并没有到达开始并线位置，不能直接使用Gapmin(ts,j,k,j)作为车辆j是否能安全汇入的判断条件。需要找到车辆j运行时刻ts,j与运行时刻tc,j周围车辆可能发生的变化，确定两者之间的数学关系。
为定量分析车辆j周围车辆的空间位置变化，从交通流稳定性、驾驶舒适性的角度考虑，假定车辆的行驶速度不得低于vmin但不得高于vmax，且加减速度值不得超过amax。那么，为车辆j从收到引导信号到开始并线的时间，且应急车辆速度大于社会车辆速度，缓冲区在不断压缩变小，因此θj必定存在最大值，且满足下列方程：
当时，θj取得最大值，令此时θj＝θj,max，那么Θ∈(0,θj,max)，/>为应急车辆期望行驶速度，ts,j为车辆进入缓冲区的时刻即内侧车道开始搜索的时刻。同时，也说明车辆j必须在时间θj,max内到达并线位置开始换道，则有：
同理也可得到θj的最小值，且满足：
根据S0(Di+k(t),Dj(t))、S0(Di+k+1(t),Dj(t))与车辆i+k、i+k+1、j的速度差有关，
可推导出，在vj(ts,j)＝vmax条件下，Gapmin(tc,j,k,j)满足，
那么，若不等式(13)成立
则不等式(14)必定成立：
即车辆j能够安全汇入内侧车道间隙。因此，不等式X可作为判断间隙是否满足安全性的要求。定义满足上述不等式的间隙集合，记作C：
若在集合C中存在多个可汇入的目标间隙，应选择最优目标间隙。定义函数J(t,k,j)为最优目标间隙选择函数：
那么，等式x表示在集合C中选择最优目标间隙：
四、引导控制方法
车辆j为应急车辆的障碍车，需通过引导其进入内侧车道避让应急车辆通过。其引导控制过程可能存下以下三种情形，具体是：
情形1：在区间DMS(ts,j)中，满足不等式(13)，且车辆j的空间位置满足
车辆j需加速到达可汇入间隙的位置，假定车辆变速阶段均为匀变速。那么
若满足下列不等式，则车辆j可以安全顺利汇入间隙Hi+k(ts,j)，不等式两边同时减去XS(ts,j)可得：
式中，参数ts,j、θj、tc,j之间满足：
式中，ts,j、τ为***已知参数，根据不等式(8)、(9)可知tc,j的范围：
联合等式(16)、(17)、(19)、(23)和不等式(13)、(20)、(21)、(22)组成线性规划模型，可知模型中仅有两个未知参数，分别是tc,j、aj。
模型的求解可采用遍历搜索法，由于tc,j范围已确定，可由小到大将tc,j的值分别代入模型中求解相应的aj，直到模型存在aj的解集。显然，求解最优解方法是优先tc,j取得最小，再使得aj取最小，取在实际***运行中，使得应急车辆前方障碍车辆尽快汇入内侧车道，同时也保证了变速过程的舒适性。
情形2：在区间DMS(ts,j)中，满足不等式(13)，且车辆j的空间位置满足
车辆j需减速到达可汇入间隙的位置，在到达并线位置前，其位移可表示为，
联合等式(16)、(17)、(23)、(26)和不等式(13)、(20)、(21)、(22)组成线性规划模型，同理可以求解tc,j、aj，取情形3：在区间DMS(ts,j)中，在DMS(ts,j)中不存在满足最小安全汇入间距的Hi+k(t)，获取当前车辆j车头的空间位置Sj(ts,j)，选取与其距离最短的Hi+k(t)作为目标汇入间隙，调节内侧车道车辆行驶速度，提供可安全汇入的间隙。可通过函数J(t,k,j)确定最优目标间隙：
目标间隙记为车路协同***发送引导信号后，车辆i+k后方的车辆协同减速(包含j在内)，其加速度不超过amax，其前方车辆速度保持不变。在时刻tc,j目标间隙/>需要满足，
联合等式(16)、(19)、(23)、(26)、(27)和不等式(13)、(20)、(21)、(22)、(28)组成线性规划模型，同理可以求解tc,j、aj，取将tc,j的解记作/>那么车辆i+k后方车辆协同减速的减速度为：
至此，***将发送给参与交互的车辆。
在一实施例中，应急车辆动态路权控制引导方法包括步骤：当应急车辆行驶在专用道，定义应急车辆前端第一距离的路段为无侵入区间，无侵入区间前端第二距离的路段为缓冲区间；当缓冲区间触及前方社会车辆的尾部，在专用道的相邻车道的动态监测区间内搜索可汇入社会车辆的目标间隙；若存在目标间隙，向社会车辆发送引导变道信号以使社会车辆变道；当监测到社会车辆变道完成，应急车辆通过当前路段。专用道为外侧车道，专用道的相邻车道为内侧车道。
在一实施例中，应急车辆动态路权控制引导方法包括步骤：当应急车辆行驶在专用道，定义应急车辆前端第一距离的路段为无侵入区间，无侵入区间前端第二距离的路段为缓冲区间；当缓冲区间触及前方社会车辆的尾部，在专用道的相邻车道的动态监测区间内搜索可汇入社会车辆的目标间隙；若存在目标间隙，向社会车辆发送引导变道信号以使社会车辆变道；当监测到社会车辆变道完成，应急车辆通过当前路段。动态监测区间的起点为无侵入区间与缓冲区间的分界线，动态监测区间的终点为社会车辆前方第一辆社会车辆的尾部。
在一实施例中，应急车辆动态路权控制引导方法包括步骤：当应急车辆行驶在专用道，定义应急车辆前端第一距离的路段为无侵入区间，无侵入区间前端第二距离的路段为缓冲区间；当缓冲区间触及前方社会车辆的尾部，在专用道的相邻车道的动态监测区间内搜索可汇入社会车辆的目标间隙；若存在目标间隙，向社会车辆发送引导变道信号以使社会车辆变道；当监测到社会车辆变道完成，应急车辆通过当前路段。专用道为外侧车道，专用道的相邻车道为内侧车道。动态监测区间的起点为无侵入区间与缓冲区间的分界线，动态监测区间的终点为社会车辆前方第一辆社会车辆的尾部。
在一实施例中，应急车辆动态路权控制引导方法包括步骤：当应急车辆行驶在专用道，定义应急车辆前端第一距离的路段为无侵入区间，无侵入区间前端第二距离的路段为缓冲区间；当缓冲区间触及前方社会车辆的尾部，在专用道的相邻车道的动态监测区间内搜索可汇入社会车辆的目标间隙；若存在目标间隙，向社会车辆发送引导变道信号以使社会车辆变道；当监测到社会车辆变道完成，应急车辆通过当前路段。通过车路协同***实时获取社会车辆的位置信息、速度信息和加速度信息。
在一实施例中，应急车辆动态路权控制引导方法包括步骤：当应急车辆行驶在专用道，定义应急车辆前端第一距离的路段为无侵入区间，无侵入区间前端第二距离的路段为缓冲区间；当缓冲区间触及前方社会车辆的尾部，在专用道的相邻车道的动态监测区间内搜索可汇入社会车辆的目标间隙；若存在目标间隙，向社会车辆发送引导变道信号以使社会车辆变道；当监测到社会车辆变道完成，应急车辆通过当前路段。通过车路协同***实时获取社会车辆的位置信息、速度信息和加速度信息。应急车辆通过车路协同***向社会车辆发送引导变道信号以使社会车辆变道。
在一实施例中，应急车辆动态路权控制引导方法包括步骤：当应急车辆行驶在专用道，定义应急车辆前端第一距离的路段为无侵入区间，无侵入区间前端第二距离的路段为缓冲区间；当缓冲区间触及前方社会车辆的尾部，在专用道的相邻车道的动态监测区间内搜索可汇入社会车辆的目标间隙；若存在目标间隙，向社会车辆发送引导变道信号以使社会车辆变道；当监测到社会车辆变道完成，应急车辆通过当前路段。专用道为外侧车道，专用道的相邻车道为内侧车道。动态监测区间的起点为无侵入区间与缓冲区间的分界线，动态监测区间的终点为社会车辆前方第一辆社会车辆的尾部。在专用道的相邻车道的动态监测区间内搜索可汇入社会车辆的目标间隙之后，包括步骤：若不存在目标间隙，向动态监测区间内的车辆发送变速引导信号以提供可汇入社会车辆的目标间隙。
在一实施例中，应急车辆动态路权控制引导方法包括步骤：当应急车辆行驶在专用道，定义应急车辆前端第一距离的路段为无侵入区间，无侵入区间前端第二距离的路段为缓冲区间；当缓冲区间触及前方社会车辆的尾部，在专用道的相邻车道的动态监测区间内搜索可汇入社会车辆的目标间隙；若存在目标间隙，向社会车辆发送引导变道信号以使社会车辆变道；当监测到社会车辆变道完成，应急车辆通过当前路段。在专用道的相邻车道的动态监测区间内搜索可汇入社会车辆的目标间隙之后，包括步骤：若存在多个目标间隙，选择最优的目标间隙向社会车辆发送引导变道信号。
在一实施例中，应急车辆动态路权控制引导方法包括步骤：当应急车辆行驶在专用道，定义应急车辆前端第一距离的路段为无侵入区间，无侵入区间前端第二距离的路段为缓冲区间；当缓冲区间触及前方社会车辆的尾部，在专用道的相邻车道的动态监测区间内搜索可汇入社会车辆的目标间隙；若存在目标间隙，向社会车辆发送引导变道信号以使社会车辆变道；当监测到社会车辆变道完成，应急车辆通过当前路段。通过车路协同***向信号灯发送变灯请求信号，以使应急车辆尽快通行。
本发明还提供了一种应急车辆动态路权控制引导***，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的应急车辆动态路权控制引导方法。
处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
需要说明的是，本实施例中的应急车辆动态路权控制引导***，可以包括有业务处理模块、边缘端数据库、服务端版本信息寄存器、数据同步模块，处理器执行计算机程序时实现如上述应用在应急车辆动态路权控制引导***的应急车辆动态路权控制引导方法。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
此外，本发明的一个实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个处理器或控制器执行，例如，被上述终端实施例中的一个处理器执行，可使得上述处理器执行上述实施例中的应急车辆动态路权控制引导方法。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、***可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种应急车辆动态路权控制引导方法，其特征在于，包括以下步骤：
当应急车辆行驶在专用道，定义所述应急车辆前端第一距离的路段为无侵入区间，所述无侵入区间前端第二距离的路段为缓冲区间；
当所述缓冲区间触及前方社会车辆的尾部，在所述专用道的相邻车道的动态监测区间内搜索可汇入所述社会车辆的目标间隙，所述动态监测区间的起点为所述无侵入区间与所述缓冲区间的分界线，所述动态监测区间的终点为所述社会车辆前方第一辆社会车辆的尾部；
若存在所述目标间隙，向所述社会车辆发送引导变道信号以使所述社会车辆变道；
当监测到所述社会车辆变道完成，所述应急车辆通过当前路段；
其中，假定社会车辆的尾部触及到应急车辆前端的缓冲区间的时刻为/>，定义动态监测区间为应急车辆无侵入区间与缓冲区间的分界线为该区间起点，社会车辆/>的前车的尾部为该区间的终点，则/>时刻动态监测区间为：
（1）
（2）
（3）
式中，为应急车辆在/>时刻的行驶速度；/>为社会车辆/>在/>时刻的行驶速度；为应急车辆零时刻的空间位置；/>为社会车辆/>在零时刻的空间位置；
车路协同***获取车辆实时动态位置，设社会车辆在/>时刻距动态监测区间起点的距离为/>，那么社会车辆/>在/>时刻的车头间距为：
（4）
车路协同***实时获取车辆位置、速度、加速度信息，定义函数表示在/>时刻社会车辆/>的速度和速度变化率：
（5）
式中，为社会车辆/>在/>时刻的纵向速度，/>为社会车辆/>在/>时刻的纵向加速度；/>为社会车辆编号；
当社会车辆进入缓冲区后，假定需换道的车辆为/>，其周围车辆被定义为/>、/>、/>、；车辆/>需要满足的最小安全时距为/>、/>、/>，其中，为目标车道后车时距；/>为目标车道前车时距；/>为当前车道前车时距；
当应急车辆前端缓冲区触及前方车辆时，即搜索此时区间/>中车辆/>是否满足安全汇入的要求；定义最小安全汇入间隙函数/>，对于即将换道的车辆/>而言，
（6）
式中，为/>时刻满足车辆/>、/>、/>驾驶状态的最小汇入间隙；
假定车辆的行驶速度不得低于但不得高于/>，且加减速度值不得超过/>，那么，为车辆/>从收到引导信号到开始并线的时间，且应急车辆速度大于社会车辆速度，缓冲区在不断压缩变小，因此/>必定存在最大值，且满足下列方程：
（7）
当、/>时，/>取得最大值，令此时/>，那么/>，为应急车辆期望行驶速度，/>为车辆进入缓冲区的时刻即内侧车道开始搜索的时刻；
同时，也说明车辆必须在时间/>内到达并线位置开始换道，则有：
（8）
同理也可得到的最小值，且满足：
（9）
根据、/>与车辆/>、/>、/>的速度差有关，
（10）
（11）
可推导出，在条件下，/>满足，
（12）
那么，若不等式（13）成立
（13）
则不等式（14）必定成立：
（14）
即车辆能够安全汇入内侧车道间隙，定义/>满足上述不等式的间隙集合，记作/>：
（15）
若在集合中存在多个可汇入的目标间隙，选择最优目标间隙，定义函数/>为最优目标间隙选择函数：
（16）
那么，等式x表示在集合中选择最优目标间隙：
（17）。
2.根据权利要求1所述的一种应急车辆动态路权控制引导方法，其特征在于，所述专用道为外侧车道，所述专用道的相邻车道为内侧车道。
3.根据权利要求1所述的一种应急车辆动态路权控制引导方法，其特征在于，所述应急车辆通过所述车路协同***向所述社会车辆发送引导变道信号以使所述社会车辆变道。
4.根据权利要求1所述的一种应急车辆动态路权控制引导方法，其特征在于，所述在所述专用道的相邻车道的动态监测区间内搜索可汇入所述社会车辆的目标间隙之后，包括步骤：
若不存在所述目标间隙，向所述动态监测区间内的车辆发送变速引导信号以提供可汇入所述社会车辆的目标间隙。
5.根据权利要求1所述的一种应急车辆动态路权控制引导方法，其特征在于，所述在所述专用道的相邻车道的动态监测区间内搜索可汇入所述社会车辆的目标间隙之后，包括步骤：
若存在多个所述目标间隙，选择最优的所述目标间隙向所述社会车辆发送引导变道信号。
6.根据权利要求1所述的一种应急车辆动态路权控制引导方法，其特征在于，通过车路协同***向信号灯发送变灯请求信号，以使所述应急车辆尽快通行。
7.一种应急车辆动态路权控制引导***，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任意一项所述的应急车辆动态路权控制引导方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1至6中任意一项所述的应急车辆动态路权控制引导方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210091520.2A CN114495530B (zh) | 2022-01-26 | 2022-01-26 | 应急车辆动态路权控制引导方法、***和存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210091520.2A CN114495530B (zh) | 2022-01-26 | 2022-01-26 | 应急车辆动态路权控制引导方法、***和存储介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114495530A CN114495530A (zh) | 2022-05-13 |
| CN114495530B true CN114495530B (zh) | 2024-01-16 |
Family
ID=81474543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210091520.2A Active CN114495530B (zh) | 2022-01-26 | 2022-01-26 | 应急车辆动态路权控制引导方法、***和存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114495530B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102800213A (zh) * | 2012-08-27 | 2012-11-28 | 武汉大学 | 一种基于车辆通行优先级的换道危险避撞的方法 |
| CN109979200A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-07-05 | 武汉理工大学 | 一种全时共享公交专用道社会车辆换道引导***及方法 |
| CN111041915A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-04-21 | 李益友 | 一种提高整体通行速度的全网单向行驶道路设施 |
| CN112820126A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-18 | 北京交通大学 | 一种非侵入式导向运输车辆路权优先运行控制及仿真方法 |
| CN113920762A (zh) * | 2021-10-08 | 2022-01-11 | 湖南湘江智能科技创新中心有限公司 | 一种基于智能网联环境下应急车辆优先通行的控制方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107792073B (zh) * | 2017-09-29 | 2019-10-25 | 东软集团股份有限公司 | 一种车辆换道控制方法、装置及相关设备 |
-
2022
- 2022-01-26 CN CN202210091520.2A patent/CN114495530B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102800213A (zh) * | 2012-08-27 | 2012-11-28 | 武汉大学 | 一种基于车辆通行优先级的换道危险避撞的方法 |
| CN109979200A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-07-05 | 武汉理工大学 | 一种全时共享公交专用道社会车辆换道引导***及方法 |
| CN111041915A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-04-21 | 李益友 | 一种提高整体通行速度的全网单向行驶道路设施 |
| CN112820126A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-18 | 北京交通大学 | 一种非侵入式导向运输车辆路权优先运行控制及仿真方法 |
| CN113920762A (zh) * | 2021-10-08 | 2022-01-11 | 湖南湘江智能科技创新中心有限公司 | 一种基于智能网联环境下应急车辆优先通行的控制方法 |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| 基于元胞自动机的竞争型换道模型;李硕;杨晓芳;;交通运输研究(04);全文 * |
| 基于可变导向车道的应急车辆通行策略研究;赵欣;李灿;陈珊珊;;武汉理工大学学报(交通科学与工程版)(01);全文 * |
| 基于模糊逻辑的高速公路微观换道行为;聂琳真;管家意;卢炽华;周茉;;北京工业大学学报(03);全文 * |
| 基于车路协同的高速公路入口匝道车辆汇入引导方法;张存保;李劲松;黄传明;夏银霞;;武汉理工大学学报(交通科学与工程版)(04);全文 * |
| 数字化灭火救援预案编制及应用技术研究(Ⅱ)―应用软件***构成;韩新, 汪永明;安全与环境学报(02);全文 * |
| 有应急车辆影响的多车道交通流元胞自动机模型;赵韩涛;毛宏燕;;物理学报(06);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114495530A (zh) | 2022-05-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7194755B2 (ja) | 軌道計画 | |
| CN109035862B (zh) | 一种基于车车通信的多车协同换道控制方法 | |
| CN110597245B (zh) | 基于二次型规划和神经网络的自动驾驶换道轨迹规划方法 | |
| JP6972392B2 (ja) | 自律走行シミュレーションのための時間伸縮法 | |
| JP7466002B2 (ja) | データ処理方法、データ処理装置、コンピュータ機器、及びコンピュータプログラム | |
| CN105739534B (zh) | 基于车联网的无人驾驶车多车协同驾驶方法及装置 | |
| CN108564234B (zh) | 一种智能网联汽车的交叉口无信号自组织通行控制方法 | |
| Bento et al. | Intelligent traffic management at intersections: Legacy mode for vehicles not equipped with V2V and V2I communications | |
| CN108986488B (zh) | 一种车车通信环境下匝道汇入协同轨迹确定方法及设备 | |
| CN109017786A (zh) | 车辆避障方法 | |
| US11225251B2 (en) | Vehicle control device | |
| CN113071487B (zh) | 自动驾驶车辆控制方法、装置及云端设备 | |
| GB2608718A (en) | Operation of a vehicle using multiple motion constraints | |
| CN111932882B (zh) | 一种基于图像识别的道路事故实时预警***、方法和设备 | |
| CN112233413A (zh) | 一种面向智能网联车辆的多车道时空轨迹优化方法 | |
| CN113306552B (zh) | 混合道路拥堵状态下无人驾驶汽车的超低速蠕行方法 | |
| CN112859845A (zh) | 一种轨迹的规划方法、装置和车辆 | |
| CN116229715B (zh) | 一种道路交织区连续流生成方法与*** | |
| CN113554886A (zh) | 一种车路协同交叉口车流冲突消解方法 | |
| CN116740945B (zh) | 混行环境下快速路合流区多车协同编组交汇方法及*** | |
| CN111899509B (zh) | 一种基于车路信息耦合的智能网联汽车状态向量计算方法 | |
| Pan et al. | Research on the behavior decision of connected and autonomous vehicle at the unsignalized intersection | |
| CN112216148A (zh) | 一种车路协同下双车道车辆换道指引方法 | |
| CN113012434A (zh) | 一种车辆行驶控制方法、装置及电子设备 | |
| CN115862329A (zh) | 一种基于高速公路交通事故下的车辆协同换道引导方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |