一种基于反馈机制的路径诱导方法技术

本发明专利技术公开了一种基于反馈机制的路径诱导方法，属于交通管理与控制领域。基于反馈机制的路径诱导方法，通过车路协同技术实时获取道路的基础信息数据和车辆的运行信息数据，通过对交通数据进行分析处理，生成实时的车辆诱导路径。方法包括：定义路径诱导控制中心、城市路网、车辆交通起止点调查行为；提出三种不同的路径诱导方案，根据不同交通运行情况，选择合适的路径诱导方案；计算路段的交通阻抗；计算交叉口的交通阻抗；选择交通阻抗最小的路线，诱导车辆驶入。本发明专利技术的技术方案消除了交通信息的延迟性，可以实时的提供道路的交通运行状态，为道路使用者提供选择最优路径的指导信息。

【技术实现步骤摘要】
一种基于反馈机制的路径诱导方法
本专利技术涉及交通管理与控制领域，更具体地说，涉及一种基于反馈机制的路径诱导方法。
技术介绍
智能车路协同系统即IVICS(IntelligentVehicleInfrastructureCooperativeSystems)，简称车路协同系统。主要是通过多学科交叉与融合，采用无线通信、传感探测等先进技术手段，实现对人、车、路的信息的全面感知和车辆与基础设施之间、车辆与车辆之间的智能协同和配合，从而达到优化并利用系统资源、提高道路交通安全和效率、缓解道路交通拥挤的目标，车路协同的实质就是将控制指挥与道路交通条件的需求相匹配，从而实现交通的安全、环保、高效。交通诱导系统是智能交通系统(IntelligentTransportationSystem，ITS)的重要子系统之一。它是诸多高新技术(如地理信息系统、定位技术、导航技术、现代无线通信技术等)的集成，具有多种功能。作为智能运输系统的核心，城市交通流诱导系统(UTFGS,UrbanTrafficFlowGuidanceSystem)的研究目的，是提高道路的通行能力和车辆的运输效率，减少交通拥挤和交通事故的有效方法。交通流诱导系统，有人称之为交通路线导引系统或车辆导航系统。它利用全球定位系统、电子交通图、计算机和先进的通信技术，使得车载计算机能够自动显示车辆位置，交通网络图和道路交通状况。交通诱导系统自诞生以来，就受到了人们的普遍关注。许多发达国家如美国、德国、日本等将其列入国家研究计划，投入大量的人力、物力和财力对其进行研究、试验和开发。随着相关技术的成熟和系统的实用化，交通诱导系统在未来交通管理中将扮演越来越重要的角色。中国专利申请，申请号201710607368.8，公开日2019年8月30日，公开了基于信息素反馈的路径诱导方法以及计算机可读存储介质，方法包括：实时获取道路上各车辆的行驶速度并判断车辆是否减速行驶或停止行驶，减速车辆释放第一计量的信息素，停止车辆释放第二计量的信息素，第二计量大于第一计量；累计当前时间步内道路上的车辆所释放的信息素在道路入口处的信息素浓度；根据信息素浓度和截至前一时间步道路上剩余的累积信息素浓度来计算截至当前时间步道路上的车辆所释放的信息素在道路入口处的累积信息素浓度；根据道路入口处的累积信息素浓度及对应的道路长度，计算道路在其入口处的标准化信息素浓度；在可供选择的多条道路中，以当前时间步标准化信息素浓度最小的道路作为当前推荐车主首选的道路。但是，现有的路径诱导方法存在的局限：路况信息反应不及时，无法实时为车辆驾驶员提供的最优路径的指导，存在滞后性；没有充分考虑影响交通运行的因素，不能真实准确地反映交通运行状态信息，从而导致路径诱导错误；没有考虑未来时刻的交通流变化，不能对未来时刻的交通运行状态做出预判。
技术实现思路
1.要解决的技术问题针对现有技术中存在的诱导策略所存在的交通状态信息显示不及时或显示错误的问题，本专利技术提供了一种基于反馈机制的路径诱导方法，它可以实现消除信息的延迟性，实时的提供道路的交通运行状态，为道路使用者提供选择最优路径的指导信息。2.技术方案本专利技术的目的通过以下技术方案实现。近年来随着经济的发展，交通事业也正以前所未有的速度迅猛发展着。新建道路和其它各种交通设施越来越多，单行线、禁行线、路口禁止转向等交通管理措施也被越来越广泛地采用。这对于出行者来说，一方面为他们提供了更大的出行路线的选择余地，保证了路网的畅通，但同时也增大了其出行的复杂性。针对这些形势，出行者在出行时迫切需要一个能够使其避免拥堵，避免违规驾驶，安全、便利、快捷地到达目的地的出行服务。本专利技术的主要目的在于提出一种车联网环境下基于实时信息反馈的路径诱导方法，以解决现有的诱导策略所存在的交通状态信息显示不及时或显示错误的问题。本专利技术所提出的技术方案如下：车路协同系统能全方位获取车辆个体的时空状态信息和道路的基础信息，为实时获取交通数据提供了技术基础和支持条件。一种基于反馈机制的路径诱导方法，包括以下步骤：步骤1，定义交通诱导控制中心，控制中心通过收集交通数据，对交通数据进行建模分析，为车辆提供路径诱导信息。定义城市交通路网，将城市道路看做为被交叉口分隔成的一个个路段，则城市路网即为由许多路段和交叉口组成的网络结构。城市的交叉口都为信号控制交叉口，不考虑环形交叉口。定义车辆的OD行为，车辆在城市道路上行驶时，都有起点和终点，车辆的起点和终点都是随机产生的，且车辆会将每次出行的起点和终点上传至控制中心，以便控制中心对该车辆出行进行路径诱导。步骤2，路径诱导策略，具体包括：首先，定义三种路径诱导方案：路径诱导方案1：距离最短策略，以路线距离(包括交叉口转向距离和路段距离)为权重，车辆选择从起点到终点距离最短的路径。距离最短路径以路线距离为权重，路线的距离是静态数据，距离最短路径一经确定就不会改变了，所以如果某一车辆选择使用诱导方案1，已经为该车辆推荐了诱导路线了，则控制中心将不会在为该车辆推荐新的诱导路线了。路径诱导方案2：局部信息诱导策略，以车辆即将驶入路段的交通阻抗和相应的交叉口转向交通阻抗为权重。车辆在路口前面临路径选择时，将选择驶入路段的交通阻抗和相应的交叉口转向交通阻抗之和最小的那个路段。诱导方案2向车辆提供了一个局部的道路网络中各路段的交通阻抗信息和交叉口的交通阻抗信息，可以诱导车辆避免明显拥堵的路段和交叉口转向。车辆每次驶过路段到达交叉口前，控制中心都会重复路径诱导方案2，为车辆提供交通阻抗较小的路径，直到车辆到达目的地。路径诱导方案3：全局信息诱导策略，车辆在交叉口面临路径选择时，计算当前位置和目的地之间所有路线上的交通阻抗信息(包括交叉口阻抗和路段阻抗)，并选择交通阻抗最小的路线。诱导方案3向车辆提供了一个区域的道路网络中的交通阻抗信息，为车辆提供基于全局信息的路径诱导，可以避免拥堵的区域。每次车辆到达路口需要做出选择时，就控制中心重复这一过程为车辆提供交通阻抗最小的路线，直至车辆到达目的地。这样能够及时了解道路上交通情况，实现对车辆路线选择的实时修正。其次，使用路径诱导方案1，计算从车辆的起点到终点的距离最短路径，计算该路线的拥堵指数，拥堵指数的计算方式如下：通过拥堵指数，将道路的交通运行情况划分为三种状态：表1交通状态表畅通缓行拥堵拥堵指数[1,1.2)[1.2,1.5)[1.5,+∞)如果车辆的距离最短路径的路线的交通运行状态是畅通状态，则车辆将使用诱导方案1的距离最短路径策略。如果车辆的距离最短路径的路线的交通运行状态是缓行状态，则车辆将使用诱导方案2局部信息诱导策略。如果车辆的距离最短路径的路线的交通运行状态是畅通状态，则车辆将使用诱导方案3的全局信息诱导策略。在车辆从一次出行的起点出发时，就会确定使用哪种诱导方案。一旦车辆确本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于反馈机制的路径诱导方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：采集交通数据用于建模分析，建立城市交通路网模型，进行车辆的交通起止点调查，将每次出行的起点和终点信息上传至控制中心；/n步骤2：建立路径诱导方案，在车辆从一次出行的起点出发时，确定选用的诱导方案；/n步骤3：计算路段的交通阻抗；/n步骤4：计算交叉口转向交通阻抗；/n步骤5：以信息素值为路段和交叉口的交通阻抗，选择当前时刻交通阻抗最小的路线作为推荐路线，诱导车辆驶入。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于反馈机制的路径诱导方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：采集交通数据用于建模分析，建立城市交通路网模型，进行车辆的交通起止点调查，将每次出行的起点和终点信息上传至控制中心；
步骤2：建立路径诱导方案，在车辆从一次出行的起点出发时，确定选用的诱导方案；
步骤3：计算路段的交通阻抗；
步骤4：计算交叉口转向交通阻抗；
步骤5：以信息素值为路段和交叉口的交通阻抗，选择当前时刻交通阻抗最小的路线作为推荐路线，诱导车辆驶入。


2.根据权利要求1所述的一种基于反馈机制的路径诱导方法，其特征在于，所述步骤1中，城市路网模型为由路段和交叉口组成的网络结构，城市的交叉口为信号控制交叉口，不考虑环形交叉口。


3.根据权利要求1所述的一种基于反馈机制的路径诱导方法，其特征在于，步骤2所述的路径诱导方案包括距离最短策略，所述策略以路线距离为权重，车辆选择从起点到终点距离最短的路径。


4.根据权利要求3所述的一种基于反馈机制的路径诱导方法，其特征在于，计算从车辆的起点到终点的距离最短路径，计算所述路径的拥堵指数，拥堵指数的计算方式如下：



通过拥堵指数，将道路的交通运行情况划分为三种状态：畅通、缓行和拥堵。


5.根据权利要求4所述的一种基于反馈机制的路径诱导方法，其特征在于，如果车辆的距离最短路径的路线的交通运行状态是畅通状态，则车辆使用距离最短路径策略；如果车辆的距离最短路径的路线的交通运行状态是缓行状态，则车辆使用局部信息诱导策略；如果车辆的距离最短路径的路线的交通运行状态是畅通状态，则车辆使用全局信息诱导策略。


6.根据权利要求5所述的一种基于反馈机制的路径诱导方法，其特征在于，所述局部信息诱导策略以车辆即将驶入路段的交通阻抗和交叉口转向交通阻抗为权重，选择驶入路段的交通阻抗和交叉口转向交通阻抗之和最小的路段。


7.根据权利要求6所述的一种基于反馈机制的路径诱导方法，其特征在于，所述全局信息诱导策略计算当前位置和目的地之间所有路线上的交通阻抗信息，并选择交通阻抗最小的路线。


8.根据权利要求1所述的一种基于反馈机制的路径诱导方法，其特征在于，所述步骤3包括：
步骤301，实时获取道路i的基础信息，包括道路长度Li、车道数Ni和设计速度Vi；
步骤30...

【专利技术属性】
技术研发人员：代宗，秦忱忱，吴磊，丁神健，程佑邦，姚璐，朱文佳，
申请(专利权)人：安徽百诚慧通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34