一种基于车路协同系统的交叉口交通灯信号控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于车路协同系统的交叉口交通灯信号控制方法。本发明专利技术通过车道车流量计算方向车流量，通过直行方向车流量与左转方向车流量计算交叉口进口道重交通流系数以判断重交通流状态；若存在重交通流，将存在重交通流方向车流量根据冲突状态矩阵得到无冲突的方向车流量，并在无冲突的车流方向中选取与存在重交通流方向的车流量数量差最小的车流方向同时放行；若不存在重交通流，根据交通灯信号定时控制方法控制交通灯信号；根据存在重交通流方向车流量与车流量差最小的方向车流量分配方向车道数量并通过控制交叉口交通灯信号优先放行。与现有技术相比，本发明专利技术有利于提高道路通行能力，减少延误。

【技术实现步骤摘要】
一种基于车路协同系统的交叉口交通灯信号控制方法
本专利技术属于交通设计领域，尤其是涉及一种基于车路协同系统的交叉口交通灯信号控制方法。
技术介绍
如今智能运输系统理论表现出千姿百态，而其中最可能转变为现实的就是自动驾驶车辆。正如自动驾驶车辆在未来几年内将先是在专用道路的特殊环境下使用，再是全时段在公共道路上使用，最终投入商业生产，一个新的时代将会来临。一旦足够多的自动驾驶车辆投入使用，车车、车路协同技术将会迎来一次机遇。车路协同系统是基于线通信、传感探测等技术获取车辆和道路信息，通过车车、车路通信进行交互和享，实现车辆和基础设施之间智能协同与配合，达到优化利用系统资源、提高道路交通安全、缓解交通拥堵的目标。近年来，电子信息和无线通信技术的迅速发展与应用，推动了车路协同系统的发展。其作为ITS的重要子系统也备受国内外科研人员关注，是世界交通发达国家的研究、发展与应用热点。而交叉口作为城市道路网的节点，往往是制约道路网通行能力的主要瓶颈，基于车路协同系统探讨交叉口控制系统构成及其运行原理，研究在车路协同条件下交叉口信号控制模型以提高交叉口通行的交通安全和运行效率。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了一种基于车路协同系统的交叉口交通灯信号控制方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种基于车路协同系统的交叉口交通灯信号控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：通过直行车道车流量计算直行方向车流量，通过左转车道车流量计算左转方向车流量，通过直行方向车流量与左转方向车流量计算交叉口进口道重交通流系数，根据交叉口进口道重交通流系数判断直行方向车流量或左转方向车流量的重交通流状态；步骤2：若直行方向车流量或左转方向车流量存在重交通流，将存在重交通流方向车流量根据冲突状态矩阵得到无冲突的方向车流量，并在无冲突的方向车流量中选取与存在重交通流方向车流量的车流量差最小的方向车流量；步骤3：若直行方向车流量或左转方向车流量均不存在重交通流，根据交通灯信号定时控制方法控制交通灯信号；步骤4：根据存在重交通流方向车流量与车流量差最小的方向车流量分配方向车道数量并通过控制交叉口交通灯信号优先放行。作为优选，步骤1中所述直行车道车流量为：其中，n为交叉口进口道信号，即交叉口有四组进口道，i为交叉口进口道n的直行道序号，为交叉口进口道n的直行道数量，为交叉口进口道n的直行道i的车流量；步骤1中所述左转车道车流量为：其中，n为交叉口进口道信号，即交叉口有四组进口道，j为交叉口进口道n的直行道序号，为交叉口进口道n的直行道数量，为交叉口进口道n的直行道j的车流量；步骤1中所述直行方向车流量为：其中，为交叉口进口道n的直行方向车流量；步骤1中所述左转方向车流量为：其中，为交叉口进口道n的左转方向车流量；交叉口进口道重交通流系数为：其中，为交叉口进口道n重交通流系数；根据交叉口进口道n(n∈[1,4])重交通流系数判断重交通流状态为：若则交叉口进口道n的直行方向车流量存在重交通流；若则交叉口进口道n的左转方向车流量存在重交通流；若则四组交叉口进口道均不存在重交通流；其中，四组交叉口进口道的车道总数量均为N，且每组交叉口进口道右转车道数量为1，且每组交叉口进口道由左转车道、直行车道以及右转车道组成；作为优选，步骤2中所述冲突矩阵为：其中，1S、2S、3S、4S分别表示进口道1、进口道2、进口道3以及进口道4的直行方向车流量，1L、2L、3L、4L分别表示进口道1、进口道2、进口道3以及进口道4的左转方向车流，1表示冲突，0表示不冲突；若交叉口进口道m(m∈[1,4])的直行方向车流量存在重交通流,根据冲突状态矩阵得到无冲突的方向车流量中与车流量差最小的方向车流量为若X＝S,则k≠m；若交叉口进口道o(o∈[1,4])的左转方向车流量存在重交通流，根据冲突状态矩阵得到无冲突的方向车流量中与车流量差最小的方向车流量为若Y＝L,则l≠o；作为优选，步骤4中所述分配方向车道数量为若交叉口进口道m(m∈[1,4])的直行方向车流量存在重交通流，与车流量差最小的方向车流量为若X＝S,则k≠m，交叉口进口道m(m∈[1,4])的直行方向车流量的车道数量为：的车道数量为：步骤4中所述分配方向车道数量为交叉口进口道o(o∈[1,4])的左转方向车流量存在重交通流，与车流量差最小的方向车流量为若Y＝L,则l≠o，交叉口进口道o(o∈[1,4])的左转方向车流量的车道数量为：的车道数量为：与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：通过交叉口缓冲区和控制区的协同作用，控制中心能模拟和优化交叉口控制区域内所有车辆的轨迹，避免碰撞等交通事故的发生；充分利用交叉口的时间和空间资源，实时改变通行策略，使得交叉口的利用率最大化，有利于提高道路通行能力，减少延误；通过重交通流优先放行的原则，确保了交通需求较大的方向不会出现严重的排队现象。附图说明图1：为本专利技术的方法流程图；图2：为本专利技术实施例示意图。具体实施方式为了便于本领域普通技术人员理解和实施本专利技术，下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。结合图1以及图2，论述本专利技术的实施例。本专利技术所采用的技术方案是：一种基于车路协同系统的交叉口交通灯信号控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：通过直行车道车流量计算直行方向车流量，通过左转车道车流量计算左转方向车流量，通过直行方向车流量与左转方向车流量计算交叉口进口道重交通流系数，根据交叉口进口道重交通流系数判断直行方向车流量或左转方向车流量的重交通流状态；步骤1中所述直行车道车流量为：其中，n为交叉口进口道信号，即交叉口有四组进口道，i为交叉口进口道n的直行道序号，为交叉口进口道n的直行道数量，为交叉口进口道n的直行道i的车流量；步骤1中所述左转车道车流量为：其中，n为交叉口进口道信号，即交叉口有四组进口道，j为交叉口进口道n的直行道序号，为交叉口进口道n的直行道数量，为交叉口进口道n的直行道j的车流量；步骤1中所述直行方向车流量为：其中，为交叉口进口道n的直行方向车流量；步骤1中所述左转方向车流量为：其中，为交叉口进口道n的左转方向车流量；交叉口进口道重交通流系数为：其中，为交叉口进口道n重交通流系数；根据交叉口进口道n(n∈[1,4])重交通流系数判断重交通流状态为：若则交叉口进口道n的直行方向车流量存在重交通流；若则交叉口进口道n的左转方向车流量存在重交通流；若则四组交叉口进口道均不存在重交通流；其中，四组交叉口进口道的车道总数量均为N，且每组交叉口进口道右转车道数量为1，且每组交叉口进口道由左转车道、直行车道以及右转车道组成；步骤2：若直行方向车流量或左转方向车流量存在重交通流，将存在重交通流方向车流量根据冲突状态矩阵得到无冲突的方向车流量，并在无冲突的方向车流量中选取与存在重交通流方向车流量的车流量差最小的方向车流量；步骤2中所述冲突矩阵为：其中，1S、2S、3S、4S分别表示进口道1、进口道2、进口道3以及进口道4的直行方向车流量，1L、2L、3L、4L分别表示进口道1、进口道2、进口道3以及进口道4的左转方向车流，1表示冲突，0表示不冲突；若交叉口进口道m(m∈[1,4])的直行方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于车路协同系统的交叉口交通灯信号控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：通过直行车道车流量计算直行方向车流量，通过左转车道车流量计算左转方向车流量，通过直行方向车流量与左转方向车流量计算交叉口进口道重交通流系数，根据交叉口进口道重交通流系数判断直行方向车流量或左转方向车流量的重交通流状态；步骤2：若直行方向车流量或左转方向车流量存在重交通流，将存在重交通流方向车流量根据冲突状态矩阵得到无冲突的方向车流量，并在无冲突的方向车流量中选取与存在重交通流方向车流量的车流量差最小的方向车流量；步骤3：若直行方向车流量或左转方向车流量均不存在重交通流，根据交通灯信号定时控制方法控制交通灯信号；步骤4：根据存在重交通流方向车流量与车流量差最小的方向车流量分配方向车道数量并通过控制交叉口交通灯信号优先放行。

【技术特征摘要】
1.一种基于车路协同系统的交叉口交通灯信号控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：通过直行车道车流量计算直行方向车流量，通过左转车道车流量计算左转方向车流量，通过直行方向车流量与左转方向车流量计算交叉口进口道重交通流系数，根据交叉口进口道重交通流系数判断直行方向车流量或左转方向车流量的重交通流状态；步骤2：若直行方向车流量或左转方向车流量存在重交通流，将存在重交通流方向车流量根据冲突状态矩阵得到无冲突的方向车流量，并在无冲突的方向车流量中选取与存在重交通流方向车流量的车流量差最小的方向车流量；步骤3：若直行方向车流量或左转方向车流量均不存在重交通流，根据交通灯信号定时控制方法控制交通灯信号；步骤4：根据存在重交通流方向车流量与车流量差最小的方向车流量分配方向车道数量并通过控制交叉口交通灯信号优先放行。2.根据权利要求1所述的基于车路协同系统的交叉口交通灯信号控制方法，其特征在于：步骤1中所述直行车道车流量为：其中，n为交叉口进口道信号，即交叉口有四组进口道，i为交叉口进口道n的直行道序号，为交叉口进口道n的直行道数量，为交叉口进口道n的直行道i的车流量；步骤1中所述左转车道车流量为：其中，n为交叉口进口道信号，即交叉口有四组进口道，j为交叉口进口道n的直行道序号，为交叉口进口道n的直行道数量，为交叉口进口道n的直行道j的车流量；步骤1中所述直行方向车流量为：其中，为交叉口进口道n的直行方向车流量；步骤1中所述左转方向车流量为：其中，为交叉口进口道n的左转方向车流量；交叉口进口道重交通流系数为：其中，为交...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐良杰，龙喆，刘立天，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42