一种基于智能网联环境下应急车辆优先通行的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于智能网联环境下应急车辆优先通行的控制方法，涉及城市智能交通技术领域，解决现有应急车辆无法优先畅通通行的技术问题，包括如下步骤：步骤1：以设定速度运行的应急车辆发送优先通行信号，路侧单元接收优先请求信息；步骤2：路侧感知单元采集车道车辆分布状态上传至边缘计算单元；步骤3：边缘计算单元根据应急车辆的位置、速度和车道上车辆的分布形态计算应急车道启发点以及社会车辆的换道坐标下发至近端服务器；步骤4：近端服务器将信息下发至各个车辆，待应急车辆行驶到触发点社会车辆开始按照规划位置清空；本发明专利技术解决了城市道路没有设置应急车道的弊端，提高了应急车辆的运行速度和救援质量。了应急车辆的运行速度和救援质量。了应急车辆的运行速度和救援质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能网联环境下应急车辆优先通行的控制方法


[0001]本专利技术涉及城市智能交通
，更具体的是涉及一种基于智能网联环境下应急车辆优先通行的控制方法


技术介绍

[0002]专用式公交车道管理技术：随着汽车保有量增加，土地资源减少，交通拥堵等问题日益凸显，解决交通拥堵问题最有力的抓手是大力推广公共交通。为了使公交车更具有吸引力，提升公交车的准点率，交管部门为公交车设置了独立路权的车道，禁止其他车辆进入，保证了公交车的优先权，专用式公交车道形式主要有：(1)全天式；(2)时间段式。
[0003]动态公交专用道管理技术：动态公交专用道是在专用公交专用道的基础上考虑道路资源利用等因素不定时开启公交车道功能。动态应急车道是将道路中的某一条车道设置为公交车道，利用公交车发车频率设置使用规则，即当公交车辆在公交车道中行驶时，社会车辆则不允许进入公交车道，当没有公交专用道上没有公交车运行时，公交专用道则为普通车道。
[0004]城市道路可变车道管理技术：可变车道是根据交通系统分布的变化特征将行车道或交叉口渠化段导向车道设置成可随流量变化而改变的可变行驶车道或可变导向车道。城市道路可变车道分为车道行驶方向可变、交叉口导向车道可变、机动车道与非机动车道可变、人行道与非机动车道可变、固定时段可变这五类，其中与动态应急车道相关的为车道行驶方向可变、交叉口导向车道可变这两类。可变车道的管理技术主要有：(1)时间标注式；(2)标线式；(3)文字式；(4)辅助标志牌。
[0005]针对上述管理技术：专用式公交车道是给予公交车绝对的道路优先权，划分一条车道供公交车的正常运行，但是公交车运营是有规律的班次调度，会存在一定时间内专用道上无公交车情况，所以专用式公交车道会提高公交车的运行效率，但是会导致道路资源的浪费，降低了整体的社会效益，不利于解决高峰期间城市交通拥堵问题；间歇式公交专用道在专用式公交车道的基础上进行优化，考虑道路资源的浪费，当公交车道上没有公交车时社会车辆即可以驶入该车道，当公交车行驶在公交车道上时社会车辆则需要驶离公交车道；间歇式公交专用道在理论上是可行的，但是这种形式需要全社会的交通参与者协同配合，交叉口有抓拍装置对占用公交车道的社会车辆可以进行抓拍监管，但是在长路段上没有执法设施的监管会存在社会车辆占用公交车道，不礼让公交车的行为，所以在路段上主要是依靠驾驶员的道德约束，这种约束不确定性大，会影响整体的运行效率；第二，间歇式公交专用道功能开启，社会车辆向其他车道换道实现驶离公交车道的目的，在驶离过程中因为车
‑
车无法通讯，旁边车道上行驶的车辆不能准确的了解换道车辆的意图，所以该车辆在换道时就会出现长时间无法换道，影响公交车的运行效率，同时即使其他车道存在换道空间，由于缺乏整体的协调规划以及信息实时交互也会导致车辆换道失败现象；第三，社会车辆向左换道需要左边车道上车辆的协同配合，尤其在高饱和流的情况下，车辆换道存在发生交通事故的风险，所以间歇式公交专用道在实际应用中会存在公交车到达后清空区域
内车辆没有清空的情况；最后，综上不论是专用式公交车道还是间歇式公交车道的管理对象均是面向车型的管理技术，由于公交车与应急车辆的优先级存在很大的差别，所以针对应急车道的管理机制与公交车道的管理机制较大的差异；而城市可变车道根据交通系统分布的变化特征将固定不变的交叉口车道按流向划分，设置成车道方向随流量变化而变化的形式，可变车道的管理机制是为了解决道路的交通拥堵问题，所以可变车道管理是属于车流流向管理技术，但是应急车道管理技术其是为了提高应急车辆的运行速度与救援质量，所以应急车道管理技术是属于车型管理方面，综上三者管理对象和原理是不同的，虽然部分可变车道的管理技术适用于应急车道管理，但是可变车道管理技术无法完全满足应急车辆优先需求。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于：为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于智能网联环境下应急车辆优先通行的控制方法。
[0007]本专利技术采用的技术方案如下：一种基于智能网联环境下应急车辆优先通行的控制方法，包括如下步骤：
[0008]步骤1：以设定速度运行的应急车辆发送优先通行信号，路侧单元接收优先请求信息；
[0009]步骤2：路侧感知单元采集车道车辆分布状态上传至边缘计算单元；
[0010]步骤3：边缘计算单元根据应急车辆的位置、速度和车道上车辆的分布形态计算应急车道启发点以及社会车辆的换道坐标下发至近端服务器；
[0011]步骤4：近端服务器将信息下发至各个车辆，待应急车辆行驶到触发点社会车辆开始按照规划位置清空。
[0012]步骤1所述应急车辆利用车载单元OBU向路侧单元RSU发送优先请求信息，OBU与RSU通讯采用无线通讯的方式传送信息。
[0013]步骤2所述路侧感知单元为雷达和摄像机。
[0014]所述步骤3包括如下步骤：
[0015]步骤3.1：首先将道路离散成若干个大小相同的元胞，单元网格的编号沿着横坐标轴的正方向依次为1，2，3，
…
，l
x
/l
g
，沿着纵坐标的正方向依次为1，2，3，
…
，l
y
/l
w
，以路段空间的左下角为坐标轴原点建立空间直角坐标系，任意单元网格R
a,b
对应的坐标为(x,y)如式(1)、(2)所示：
[0016](a
‑
1)l
g
≤x≤al
g
a∈{1,2,3,
…
,l
x
/l
g
}(1)
[0017](b
‑
1)l
w
≤y≤bl
w
b∈{1,2,3,
…
,l
y
/l
w
}(2)
[0018]其中，l
x
为清空路段的长度，l
g
为元胞长度，l
y
为清空路段的宽度，l
w
为元胞宽度；
[0019]步骤3.2：建立直角坐标系后，社会车辆编号，动态应急车道要保证应急车道队尾车辆与应急车辆始终保持安全距离L
buffer
，根据车辆分布状态计算应急专用道触发点如式(3)所示：
[0020][0021]其中，L
open
为应急车道启动点位置距离，为步骤k时处于应急车道队尾车辆的
横坐标，为应急车辆距离应急车道上社会车辆队尾距离的集合；
[0022]步骤3.3：根据车辆分布状态以社会车辆换道费用产生的费用最小为目标，应急车辆畅行通过路段为约束计算社会车辆的换道坐标，具体数学模型如(4)
‑
(20)所示：
[0023][0024]T.t.
[0025][0026][0027][0028][0029][0030][0031][0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于智能网联环境下应急车辆优先通行的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：以设定速度运行的应急车辆发送优先通行信号，路侧单元接收优先请求信息；步骤2：路侧感知单元采集车道车辆分布状态上传至边缘计算单元；步骤3：边缘计算单元根据应急车辆的位置、速度和车道上车辆的分布形态计算应急车道启发点以及社会车辆的换道坐标下发至近端服务器；步骤4：近端服务器将信息下发至各个车辆，待应急车辆行驶到触发点社会车辆开始按照规划位置清空。2.根据权利要求1所述的一种基于智能网联环境下应急车辆优先通行的控制方法，其特征在于，步骤1所述应急车辆利用车载单元OBU向路侧单元RSU发送优先请求信息，OBU与RSU通讯采用无线通讯的方式传送信息。3.根据权利要求1所述的一种基于智能网联环境下应急车辆优先通行的控制方法，其特征在于，步骤2所述路侧感知单元为雷达和摄像机。4.根据权利要求1所述的一种基于智能网联环境下应急车辆优先通行的控制方法，其特征在于，所述步骤3包括如下步骤：步骤3.1：首先将道路离散成若干个大小相同的元胞，单元网格的编号沿着横坐标轴的正方向依次为1，2，3，
…
，l
x
/l
g
，沿着纵坐标的正方向依次为1，2，3，
…
，l
y
/l
w
，以路段空间的左下角为坐标轴原点建立空间直角坐标系，任意单元网格R
a，b
对应的坐标为(x，y)如式(1)、(2)所示：(a
‑
1)l
g
≤x≤al
g
a∈{1，2，3，
…
，l
x
/l
g
}(1)(b
‑
1)l
w
≤y≤bl
w
b∈{1，2，3，
…
，l
y
/l
w
}(2)其中，l
x
为清空路段的长度，l
g
为元胞长度，l
y
为清空路段的宽度，l
w
为元胞宽度；步骤3.2：建立直角坐标系后，社会车辆编号，动态应急车道要保证应急车道队尾车辆与应急车辆始终保持安全距离L
buffer
，根据车辆分布状态计算应急专用道触发点如式(3)所示：其中，L
open
为应急车道启动点位置距离，为步骤k时处于应急车道队尾车辆的横坐标，为应急车辆距离应急车道上社会车辆队尾距离的集合；步骤3.3：根据车辆分布状态以社会车辆换道费用产生的费用最小为目标，应急车辆畅行通过路段为约束计算社会车辆的换道坐标，具体数学模型如(4)
‑
(20)所示：S.t.S.t.
[n]>0(19)W
T
＝W
′
tra
*T
′
ra
(20)其中，社会车辆i横向移动的位移；社会车辆i纵向移动的位移；社会车辆i横向移动的单位费用；社会车辆i纵向移动的单位费用；W
T
时间延误费用；ω
x，y0‑
1变量，表示应急车辆是否在坐标网格(x，y)内，若在网格内值为1；否则值为0；变量，表示社会车辆j是否在坐标网格(x，y)内，若在网格内值为1；否则值为0；M一个很大的正数，可取M＝9999；δ
jj'0‑
1变量，表示初始状态社会车辆j'和社会车辆j纵向位置关系，如果y'
j
>y'

【专利技术属性】
技术研发人员：句庆玲，刘凯，李润东，吴凡，刘特溢，
申请(专利权)人：湖南湘江智能科技创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：