一种路口级的主动交通诱导方法技术

本发明专利技术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。

An Active Traffic Guidance Method at Intersection Level

【技术实现步骤摘要】
一种路口级的主动交通诱导方法
本专利技术涉及诱导方法领域，具体涉及一种路口级的主动交通诱导方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
有鉴于此，为解决上述现有技术中的问题，本专利技术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，本专利技术的技术方案如下。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31、判断车速是否超过了路段规定的限制车速Vlim，当路段没有规定限制车速时，令Vlim＝80km/h；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33、判断车速是否能够被驾驶员接受，车速变化不能超过原始车速的60％；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：其中，v't为临时速度变量，a'为临时加速度变量，t'为临时加速时间变量；若不存在符合要求的与则与的值为NULL；在公式(2)中，②为计算符合条件的诱导速度；③为加速距离的限制条件；④⑤⑥为合理的诱导车速判断标准；⑦表示取在a'所有解中的最小值；在该阶段中，加速度a'大于等于0；若和的值不为NULL，则否则，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；当车辆i由于临近交叉口而不允许随意换道时，令不符合换道条件的相邻车道的进一步地，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，算法步骤如本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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。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。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31、判断车速是否超过了路段规定的限制车速Vlim，当路段没有规定限制车速时，令Vlim＝80km/h；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33、判断车速是否能够被驾驶员接受，车速变化不能超过原始车速的60％；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，若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。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。6.根据权利要求5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。7.根据权利要求5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：其中，v't为临时速度变量，a'为临时加速度变量，t'为临时加速时间变量；若不存在符合要求的与则与的值为NULL；在公式(2)中，②为计算符合条件的诱导速度；③为加速距离的限制条件；④⑤⑥为合理的诱导车速判断标...

【专利技术属性】
技术研发人员：首艳芳，王钰，徐建闽，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44