一种面向自动驾驶的公交优先道路交通协同诱导方法技术

本发明专利技术公开了一种面向自动驾驶的公交优先道路交通协同诱导方法，包括步骤：升级面向自动驾驶的道路基础设施及交通标志标线；优化面向自动驾驶的公交优先道路交通协同诱导策略；确定面向自动驾驶的公交优先道路交叉口信号协同配时方案；计算公交优先导向的公交车辆停靠站服务时间；确定面向自动驾驶的公交优先交叉口信号协同诱导方法；设计突发交通事件扰动下公交车辆优先通行诱导预案；本发明专利技术基于自动驾驶环境下车流交通运行过程可实现路段车速精准控制并实时调优，公交车辆与信号控制机之间能够进行准确和实时的双向通讯，可实时调整交叉口信号配时方案使公交车在公交优先保障时间内通行，大幅提高公车车辆通行效率。

【技术实现步骤摘要】
一种面向自动驾驶的公交优先道路交通协同诱导方法
本专利技术涉及一种公交优先道路诱导方法，特别是涉及一种面向自动驾驶的公交优先道路交通协同诱导方法，属于公共交通信号控制

技术介绍
近年来，在车路协同和车联网技术快速发展的背景下，国内外研究重点已转移到新兴的公交优先策略。然而，由于传统的干线信号协调与公交优先方法的目标不同，公交信号优先策略可能扰乱干线主要方向的交通流，使公交车辆在上游交叉口获得的优先通行效益可能在下游交叉口被抵消，从而造成优先失效。因此，需要进一步研究面向自动驾驶的公交优先道路交叉口信号协调，考虑公交车辆与社会车辆的不同时空特征，结合公交车停靠站服务时间，将干线协调与公交信号优先进行整合优化。从而提高公交车辆运行效率。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种面向自动驾驶的公交优先道路交通协同诱导方法，基于自动驾驶环境下车流交通运行过程可实现路段车速精准控制并实时调优，公交车辆与信号控制机之间能够进行准确和实时的双向通讯，可实时调整交叉口信号配时方案使公交车在公交优先保障时间内通行，大幅提高公车车辆通行效率，极具有产业上的利用价值。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种面向自动驾驶的公交优先道路交通协同诱导方法，包括以下步骤：1)升级面向自动驾驶的道路基础设施及交通标志标线对于面向自动驾驶的公交优先道路交通协同，需升级面向自动驾驶的道路交通基础设施改造和完善道路相关交通标志标线；r>2)优化面向自动驾驶的公交优先道路交通协同诱导策略对于主路和支路的左转车流，需制定面向自动驾驶的公交优先主路交通协同诱导策略及交叉口支路交通协同诱导策略；3)确定面向自动驾驶的公交优先道路交叉口信号协同配时方案搭建公交优先道路交叉口交通运行特征数据集，对公交优先道路交叉口交通信号周期及交通信号配时进行实时优化，并采用时空轨迹法对面向自动驾驶的公交优先道路交叉口相位差进行优化；4)计算公交优先导向的公交车辆停靠站服务时间搭建公交优先道路公交车辆停靠站乘客服务特征数据集，计算公交车到站服务时间；5)确定面向自动驾驶的公交优先交叉口信号协同诱导方法对自动驾驶的公交优先道路交叉口依次编号，标定公交优先道路交通协同控制关键交叉口，界定公交优先通行保障的关键交叉口绿灯时间范围，优化公交优先道路关键交叉口及后续交叉口信号配时方案；6)设计突发交通事件扰动下公交车辆优先通行诱导预案若公交车未能在确定时间内完成上下乘客，公交车可在交叉口主路停止线前等待下一周期绿灯亮起或右转进入支路，在支路进行掉头，再通过支路右转进入主路，完成公交直行；本专利技术进一步设置为：所述步骤1)中升级面向自动驾驶的道路基础设施及交通标志标线，具体为，1-1)面向自动驾驶的道路交通基础设施改造对面向自动驾驶的道路支路距离停车线5-40m处增设掉头通道，掉头通道长度不小于8米。1-2)面向自动驾驶的道路交通标志标线完善对面向自动驾驶的道路进口道左转车道全部改为直行车道，原来直行、右转车道保持不变。本专利技术进一步设置为：所述步骤2)中优化面向自动驾驶的公交优先道路交通协同诱导策略，具体为，2-1)面向自动驾驶的公交优先主路交通协同诱导策略对于主路左转车流在交叉口右转进入支路，再通过支路掉头通道掉头、再直行，从而实现主路左转；2-2)面向自动驾驶的交叉口支路交通协同诱导策略对于支路左转车流，在交叉口直行进入对面支路，再通过对向支路掉头通道掉头、再右转，从而实现支路左转。本专利技术进一步设置为：所述步骤3)中确定面向自动驾驶的公交优先道路交叉口信号协同配时方案，具体为，3-1)公交优先道路交叉口交通运行特征数据采集公交优先道路交叉口交通运行特征数据集中的各类信息按照交叉口进口道分车道进行采集，将交叉口车流运行特征数据集记为I，其中TS代表各交叉口信号现状配时方案，Qmain和Qminor分别代表交叉口单位小时内主路和支路单车道直行车流量较大值，D代表相邻交叉口路段长度，代表相邻交叉口路段车辆平均速度。3-2)公交优先道路交叉口交通信号周期优化借助已采集的交通运行特征数据，优化公交优先道路交叉口交通信号周期，选取交叉口最大周期为公共周期，计算公式为，C＝max{CTS}其中，CTS，C分别代表各交叉口交通信号现状和优化后信号周期；3-3)公交优先道路交叉口交通信号配时优化借助已计算的各交叉口周期，对调整后的信号相位分别计算各相位绿灯显示时长，计算公式为，其中Gmain和Gminor分别代表交叉口主路绿灯直行时间和支路绿灯直行时间，Qmain和Qminor分别代表交叉口单位小时内主路和支路单车道直行流量中的较大值，C为交叉口信号周期，A为交叉口黄灯信号时长(一般取3-5秒)。3-4)面向自动驾驶的公交优先道路交叉口相位差优化采用“时空轨迹图”法确定各交叉口之间的相位差，保证连续交叉口中公交优先的基本条件。相邻交叉口相位差计算公式为，其中Of代表理想相位差，C为信号周期，w为整数,Δt代表实时调优情况下产生的系统误差(一般取1-2秒)。本专利技术进一步设置为：所述步骤4)中计算公交优先导向的公交车辆停靠站服务时间，具体为，4-1)公交车辆停靠站乘客服务特征数据采集将公交车辆到站乘客服务特征数据集记为P＝{Pi，Po}，其中，Pi，Po分别表示公交停靠站上车乘客和下车乘客数量。4-2)公交优先导向的公交车到站服务时间计算借助于已采集的公交停靠站上下乘客数量Pi，Po，计算公交车辆到站服务时间，计算公式为，ts＝te+max{Piti，Poto}其中，te表示公交车进站上下乘客的损失时间(包括开关门、车辆启动等时间，一般取5-7秒)；Pi和P0分别代表乘客上车人数和乘客下车人数；ti表示每一个乘客上车所消耗的时间(一般取1-2秒)，to表示每一个乘客下车所消耗的时间(一般取0.7-1.5秒)。本专利技术进一步设置为：所述步骤5)中确定面向自动驾驶的公交优先交叉口信号协同诱导方法，具体为，5-1)公交优先道路交通协同控制关键交叉口标定对自动驾驶的公交优先道路交叉口依次编号并记为K,其所有停靠站上游的第一个交叉口为关键交叉口记为(k)，且k∈K,K＝1，2，3...；5-2)公交优先通行保障的关键交叉口绿灯时间范围界定借助于现状配时方案与预测得到的公交停靠站时间，界定公交优先通行保障的关键交叉口绿灯时间范围(即公交车通过关键交叉口，可以在下游停靠站站停靠后，不停车通过下一个交叉口)，计算公式为，若则先判断归属区间，再进行分类计算；其中,C代表交叉口信号周期，代表关键交叉口主路绿灯时间，代表公交优先通行保障的关键交叉口绿灯显示时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向自动驾驶的公交优先道路交通协同诱导方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)升级面向自动驾驶的道路基础设施及交通标志标线/n2)优化面向自动驾驶的公交优先道路交通协同诱导策略/n对于主路和支路的左转车流，制定面向自动驾驶的公交优先主路交通协同诱导策略及交叉口支路交通协同诱导策略；/n3)确定面向自动驾驶的公交优先道路交叉口信号协同配时方案搭建公交优先道路交叉口交通运行特征数据集，对公交优先道路交叉口交通信号周期及交通信号配时进行实时优化，并采用时空轨迹法对面向自动驾驶的公交优先道路交叉口相位差进行优化；/n4)计算公交优先导向的公交车辆停靠站服务时间/n搭建公交优先道路公交车辆停靠站乘客服务特征数据集，计算公交车到站服务时间；/n5)确定面向自动驾驶的公交优先交叉口信号协同诱导方法/n对自动驾驶的公交优先道路交叉口依次编号，标定公交优先道路交通协同控制关键交叉口，界定公交优先通行保障的关键交叉口绿灯时间范围，优化公交优先道路关键交叉口及后续交叉口交通信号配时方案；/n6)设计突发交通事件扰动下公交车辆优先通行诱导预案/n若公交车未能在确定时间内完成上、下乘客，公交车可选择在交叉口主路停止线前等待下一周期绿灯亮起或右转进入支路，在支路进行掉头，再通过支路右转进入主路，完成公交车直行。/n...

【技术特征摘要】
1.一种面向自动驾驶的公交优先道路交通协同诱导方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)升级面向自动驾驶的道路基础设施及交通标志标线
2)优化面向自动驾驶的公交优先道路交通协同诱导策略
对于主路和支路的左转车流，制定面向自动驾驶的公交优先主路交通协同诱导策略及交叉口支路交通协同诱导策略；
3)确定面向自动驾驶的公交优先道路交叉口信号协同配时方案搭建公交优先道路交叉口交通运行特征数据集，对公交优先道路交叉口交通信号周期及交通信号配时进行实时优化，并采用时空轨迹法对面向自动驾驶的公交优先道路交叉口相位差进行优化；
4)计算公交优先导向的公交车辆停靠站服务时间
搭建公交优先道路公交车辆停靠站乘客服务特征数据集，计算公交车到站服务时间；
5)确定面向自动驾驶的公交优先交叉口信号协同诱导方法
对自动驾驶的公交优先道路交叉口依次编号，标定公交优先道路交通协同控制关键交叉口，界定公交优先通行保障的关键交叉口绿灯时间范围，优化公交优先道路关键交叉口及后续交叉口交通信号配时方案；
6)设计突发交通事件扰动下公交车辆优先通行诱导预案
若公交车未能在确定时间内完成上、下乘客，公交车可选择在交叉口主路停止线前等待下一周期绿灯亮起或右转进入支路，在支路进行掉头，再通过支路右转进入主路，完成公交车直行。


2.根据权利要求1所述的一种面向自动驾驶的公交优先道路交通协同诱导方法，其特征在于：所述步骤1)中升级面向自动驾驶的道路基础设施及交通标志标线，具体为，
1-1)面向自动驾驶的道路交通基础设施改造
对面向自动驾驶的道路支路，在距离停车线一设定距离处增设掉头通道；
1-2)面向自动驾驶的道路交通标志标线完善
将面向自动驾驶的道路进口道左转车道全部改为直行车道，原来直行、右转车道保持不变。


3.根据权利要求2所述的一种面向自动驾驶的公交优先道路交通协同诱导方法，其特征在于：所述步骤2)中优化面向自动驾驶的公交优先道路交通协同诱导策略，具体为，
2-1)面向自动驾驶的公交优先主路交通协同诱导策略
对于主路左转车流，在交叉口右转进入支路，再通过支路上的掉头通道掉头、再直行，从而实现主路车流左转；
2-2)面向自动驾驶的交叉口支路交通协同诱导策略
对于支路左转车流，在交叉口直行进入对面支路，再通过对向支路上的掉头通道掉头、再右转，从而实现支路车流左转。


4.根据权利要求1所述的一种面向自动驾驶的公交优先道路交通协同诱导方法，其特征在于：所述步骤3)中确定面向自动驾驶的公交优先道路交叉口信号协同配时方案，具体为，
3-1)公交优先道路交叉口交通运行特征数据采集
公交优先道路交叉口交通运行特征数据集中的各类信息按照交叉口进口道分车道进行采集，将交叉口车流运行特征数据集记为I，其中TS代表各交叉口信号现状配时方案，Qmain和Qminor分别代表交叉口单位小时内主路和支路单车道直行车流量较大值，D代表相邻交叉口路段长度，代表相邻交叉口路段车辆平均速度；
3-2)公交优先道路交叉口交通信号周期优化
根据已采集的车流运行特征数据，优化公交优先道路交叉口交通信号周期，选取交叉口最大周期为公共周期，计算公式为，
C＝max{CTS}
其中，CTS，C分别代表各交叉口交通信号现状和优化后信号周期；
3-3)公交优先道路交叉口交通信号配时优化
根据已计算的各交叉口周期，对调整后的信号相位分别计算各相位绿灯显示时长，计算公式为，



其中，Gmain和Gminor分别代表交叉口主路绿灯直行时间和支路绿灯直行时间，Qmain和Qminor分别代表交叉口单位小时内主路和支路单车道直行流量中的较大值，A为交叉口黄灯信号时长；
3-4)面向自动驾驶的公交优先道路交叉口相位差优化
采用时空轨迹图法确定各交叉口之间的相位差；相邻交叉口相位差计算公式为，



其中，w为整数,Δt为实时调优情况下产生的系统误差。


5.根据权利要求1所述的一种面向自动驾驶的公交优先道路交通协同诱导方法，其特征在于：所述步骤4)中计算公交优先导向的公交车辆停靠站服务时间，具体为，
4-1)公交车辆停靠站乘客服务特征数据采集
将公交车辆到站乘客服务特征数据集记为P＝{Pi，Po}，其中，Pi，Po分别表示公交停靠站上车乘客和下车乘客数量；
4-2)公交优先导向的公交车到站服务时间计算
根据已采集的公交停靠站上、下车...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锐，吉莹莹，赵倩维，曹怡，董友邦，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32