基于车载自适应网络的智能交通系统交叉口集中控制方法技术方案

本发明专利技术属于自动驾驶车辆自组织网络领域，具体涉及基于车载自适应网络的智能交通系统交叉口集中控制方法。本发明专利技术能够在车辆延误的时候及时采取措施，避免了控制器的无限制等待。考虑到了进入交叉口区域后变道的车辆，允许变道行为。考虑到应急车辆，保证这类车辆优先通过交叉口。设定车辆优先级，根据车道权重控制车辆通行顺序。本发明专利技术能够允许车辆无任何冲突地穿过交叉口，实现了高优先级车辆的优先调度以及根据车辆总等待时间等不同策略的优化调度，同时保证了应急车辆优先通过交叉口，更重要的是能够允许其他车辆在拥堵、事故发生的同时继续前进。为智能交通系统环境下的交叉口交通控制和调度提供了解决方案和有利支撑。

【技术实现步骤摘要】
基于车载自适应网络的智能交通系统交叉口集中控制方法
本专利技术属于自动驾驶车辆自组织网络领域，具体涉及基于车载自适应网络的智能交通系统交叉口集中控制方法。
技术介绍
交叉口交通控制是智能交通系统(ITS)的主要组成部分之一，它需要应对日益严重的交通拥堵，并伴随着不可预测的事故和紧急情况。而随着使用智能车载自组织网络(inVANET)的车联网(IoV)的迅猛发展，很多国家开始将IoV概念融入ITS，利用无线传感网络、云计算等技术调度和控制车辆，从而解决交通难题。目前已经提出了各种解决方案来自动控制交叉口的交通。传统的方法更多地关注于优化交通灯的调度，以最大限度地增加交通流量，减少拥堵。而这种方法具有很多不足之处，无论是在给定交通流动态的情况下，还是在确定最佳绿灯时间方面。因为交通负荷的动态性，导致交通控制系统是一个复杂的大型非线性随机系统，即使可能，也很难确定最佳的绿灯时间。此外，计算智能算法非常耗时，因此不适合实时交通控制。现在提出了基于交叉口集中式控制器(以下简称为控制器)的新型交叉口交通控制方法，其目标是根据附近车辆的情况优化操纵车辆的轨迹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于车载自适应网络的智能交通系统交叉口集中控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一：数学模型的构建：/n系统模型采用四方向交叉口模型，其中车道编号为L

【技术特征摘要】
1.基于车载自适应网络的智能交通系统交叉口集中控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：数学模型的构建：
系统模型采用四方向交叉口模型，其中车道编号为L0到L7；把小虚线方格称为核心区，大虚线方格称为排队区；核心区的任何车辆的状态都是正在穿越；而在排队区，任何车辆的状态都将是等待或排队；
在本发明的模型中，本发明做出了如下假设：
(1)假设每辆车都有一个唯一的ID，并且它是自动驾驶的；
(2)假设消息的传输是可靠的；；
(3)假设通信设备的传输范围大于排队区域的长度；；
(4)假设每辆车都具有优先设定好的优先级，不能随意更改；
车载自适应网络的智能交通系统交叉口集中控制方法由车辆任务和控制器任务两部分组成；
步骤二：定义表示方法：
i表示不同车辆的ID；
statei表示车辆i的状态，该状态包括空闲状态(车辆在交叉口区域之外)、等待状态(车辆请求许可通过核心区并且仍在等待来自控制器命令的许可)、穿越状态(车辆正在穿过核心区)，以及最后车辆通过核心区而表示为空闲状态；
Lk表示车辆i的车道；
m表示车辆的优先级；
vehiclesList表示所有在交叉口区域内并请求穿越交叉口的车辆列表；
crossingList表示控制器接受其通过核心区请求的车辆列表；此列表中的任何车辆都能移动和穿过核心区；
locksi表示要为车辆i锁定的车道集合；
locked表示控制器在任意给定时间内已经锁定的车道集合；
车辆任务和控制器任务之间通过以下五条消息进行通信：
<REQUEST,i,m,Lk>：车辆i将此消息发送给控制器以表明其车道和想要穿过核心区的意图；其中，消息中第一项为消息类型；第二项是车辆标识号，也就是车辆ID；第三项是车辆优先级；第四项是车辆所在车道；
<CROSS,i,Lk,duration>：控制器发送命令，让允许通过的车辆在指定时间内通过核心区；
<DELAYED,i,Lk>：车辆i将此消息发送给控制器以表明其在指定的时间内没有成功通过核心区；
<NEWLANE,i,Lk>：车辆i移动进入了一条与其旧位置冲突的新车道；
<CROSSED,i>：车辆i通知控制器其成功穿过了核心区；
三、车辆任务操作步骤
3.1车辆i到达排队区时，向控制器发送消息<REQUEST,i,m,Lk>，请求允许穿过核心区，并表明自己车辆的车道和优先级；i的状态更改为等待，意味着车辆i正在等待控制器允许其进入核心区；应急车辆在此步时要向控制器表明自己特殊的身份，以获得通过交叉口的最高的优先级；
3.2当车辆的位置不同时，车辆的状态也会相应的改变；当车辆在排队区域时，车辆的状态为等待或排队；当车辆在核心区时，车辆的状态为正在穿越；当车辆穿过核心区时，车辆的状态为空闲；
3.3当车辆i状态为等待并且处于vehiclesList时，若此时接收到控制器发送的<CROSS,i,Lk,duration>命令，则表示车辆i能在规定时间内通过核心区，此时车辆i的状态被更新为排队，车辆ID进入crossingList；接下来车辆i将跟随车队通过核心区；
3.4当车辆i状态为排队并且处于vehiclesList时，若此时接收到了控制器发送的<DELAYED,i,Lk>命令，则表示由于车队内某辆车或自身驾驶缓慢或拥堵而导致车辆延误，车辆i未能在规定时间内通过核心区，则车辆i将被拒接进入核心区，并将车辆i的状态更新为等待；
3.5在等待获得通过核心区的许可时，车辆i可能会进入与发送给控制器的旧位置冲突的新车道；在这种情况下，车辆i将发送消息<NEWLANE,i,Lk>给控制器通知它相应的改变；若此事件发生在车辆i获取到通过核...

【专利技术属性】
技术研发人员：史彦军，齐宇晗，吕玲玲，韩俏梅，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21