一种车路协同的车道、信号灯和车辆联合调度方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种车路协同的车道、信号灯和车辆联合调度方法及系统。该方案包括获取当前协同识别区内每个车辆的车辆状态信息；获取车流的行驶方向车流量及车流速度信息；获取车辆的行驶方向信号灯的当前相位信息；预测当车辆到达路口停止线时行驶方向对应信号灯的相位状态信息；预测车流在对应行驶方向上最大排队长度，判断最大排队长度是否超过路段本身长度，指示车辆是否可继续行驶至通行待行区，作为指示信息；向车辆的用户发出指示信息；调节交通信号灯的相位顺序。该方案通过将信号灯路口设置通行待行区域和协同识别区进行对比不同行驶方向的流量的估算和排队长度的评估，进而调整不同形式方向的交通流，提升通行效率。提升通行效率。提升通行效率。

【技术实现步骤摘要】
一种车路协同的车道、信号灯和车辆联合调度方法及系统


[0001]本专利技术涉及交通调度
，更具体地，涉及一种车路协同的车道、信号灯和车辆联合调度方法及系统。

技术介绍

[0002]随着城市化进程的不断加快，城市人口急速增长，机动车保有量逐年上升，城市内部的交通拥堵问题也日趋严重。特别地，在大城市的早晚高峰时期，由于通勤车流的目的地相对集中，使得对于不同方向的路段上，通勤车流的车流量大相径庭。而在信号控制的交叉口处，也常见到往某一方向的车流量非常大，另一方向的车流量非常小，而交叉口处的车道只有部分被使用，另一部分却被空置。由于某一方向车流量过大，导致在信号控制交叉口出现排队现象，进而使得整条道路拥堵的实例，在大城市中屡见不鲜。
[0003]在本专利技术技术之前，现有的信号控制交叉口调度优化方法集中于对信号灯配时本身进行优化，对于车道资源的再分配上更多地是占用相对方向上的道路拓宽当前方向的车道。具体的，当该路段多个行驶方向均为红灯时，根据上个路口反馈的交通流量和转向比信息，结合信号灯信息，推断当前信号交叉口不同行驶方向上的最大排队长度。并根据最大排队长度是否会超过通行待行区长度，发布决策信息指引车流在协同识别区等待或直接进入通行待行区，并调节信号灯相序以确保通行待行区内的车流被优先放行。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本专利技术提出了一种车路协同的车道、信号灯和车辆联合调度方法及系统，该方案提供了一种调度优化系统则侧重于利用道路自身的纵深，通过在停车线前一定距离的位置设立协同识别区，结合车路协同技术，动态地分配道路资源，提升交叉口上的通行效率。
[0005]根据本专利技术实施例第一方面，提供一种车路协同的车道、信号灯和车辆联合调度方法。
[0006]在一个或多个实施例中，优选地，所述一种车路协同的车道、信号灯和车辆联合调度方法包括：获取当前协同识别区内每个车辆的车辆状态信息，其中，所述协同识别区为距离通行待行区的起点第二预设距离范围内的全部车道，所述通行待行区为停止线之前的第一预设距离范围内的全部车道，所述车辆状态信息包括：所述车辆当前所处车道、所述车辆的行驶方向、所述车辆的位置和行驶速度；获取所述车流的行驶方向车流量及车流速度信息；获取所述车辆的行驶方向对应的第一信号灯的当前相位信息；根据每个车辆的车辆状态信息和所述当前相位信息，预测当所述车辆到达路口停止线时行驶方向对应信号灯的相位状态信息；根据预测当所述车流到达路口停止线时行驶方向对应信号灯的相位状态信息，预
测所述车流在对应行驶方向上最大排队长度，判断最大排队长度是否超过路段本身长度，指示所述车辆是否可继续行驶至所述通行待行区，作为指示信息；向所述车辆的用户发出所述指示信息；调节交通信号灯的相位顺序。
[0007]在一个或多个实施例中，优选地，所述获取当前协同识别区内每个车辆的车辆状态信息，其中，所述协同识别区为距离通行待行区的起点第二预设距离范围内的全部车道，所述通行待行区为停止线之前的第一预设距离范围内的全部车道，所述车辆状态信息包括：所述车辆当前所处车道、所述车辆的行驶方向、所述车辆的位置和行驶速度，具体包括：设置路侧传感器和边缘计算单元的状态；通过所述路侧传感器与所述边缘计算单元获取所述协同识别区内的车辆状态信息；将所述车辆状态信息进行融合感知识别，并将所述车辆状态信息反馈给路口调度子系统。
[0008]在一个或多个实施例中，优选地，所述获取所述车流的行驶方向车流量及车流速度信息，具体包括：提取路侧传感器和边缘计算单元的监测数据；通过路侧传感器统计30秒时间间隔内在当前路段上游的交叉口处通过传感器探头的车流量以及车辆速度大小；通过边缘计算单元求得平均车流量及平均速度，估算当前车流到达下一个交叉口停车线所需时间。
[0009]在一个或多个实施例中，优选地，所述根据预测当所述车流到达路口停止线时行驶方向对应信号灯的相位状态信息，预测所述车流在对应行驶方向上最大排队长度，判断最大排队长度是否超过路段本身长度，指示所述车辆是否可继续行驶至所述通行待行区，作为指示信息，具体包括：当检测到所述车流进入道路后，判断当前的信号灯是否为红灯或黄灯中的一种，当不为红灯或黄灯中的一种时，不做处理，当为红灯或黄灯中的一种时，计算对应行驶方向的最大排队长度；获取所述对应行驶方向的最大排队长度，通过最大排队长度和车辆状态信息判断溢出情况，判断所述对应行驶方向是否出现排队溢出情况；获取在同一信号指示灯下的其它行驶方向的最大排队长度，通过最大排队长度和车辆状态信息判断排队溢出情况，判断在同一信号指示灯下的其它行驶方向是否出现排队溢出情况；当所述对应行驶方向出现排队溢出情况，同时在同一信号指示灯下的其它行驶方向出现排队未溢出情况时，获取在同一信号指示灯下的其它行驶方向的指示灯状态；当所述在同一信号指示灯下的其它行驶方向的指示灯状态为红灯或黄灯时，确定在同一信号指示灯下的其它行驶方向对应信号灯的等待时长是否大于所述车辆行驶方向对应信号灯的等待时长，若大于或等于则不做处理，若小于则发出调节命令；在收到所述调节命令后，调节交通信号灯相位，使车流量较大的行驶方向相位优先于车流量较小的行驶方向。
[0010]在一个或多个实施例中，优选地，所述通过最大排队长度和车辆状态信息判断排队溢出情况，具体包括：依据第一计算公式估算剩余红灯时间内路段内的车辆数；通过第二计算公式计算排队后溢指数；判断所述排队后溢指数是否大于等于1，若大于1则在剩余红灯时间内会出现排队后溢出，否则，不出出现排队溢出；所述第一计算公式为：N=1800
×
n
×
α
×
t_R其中，N为所述路段内的车辆数，1800为美国公路通行能力手册中规定的道路最大通行能力为1800辆/小时/车道；n为当前道路的车道数，由于协同识别区位于通行待行区的上游，因此流入通行待行区的流量受到协同识别区的通行能力约束，故在这里仅考虑上游的车道数量；α为对应行驶方向的车流比例；t_R为对应行驶方向上红灯信号相位的剩余持续时间；所述第二计算公式为：β=(120(n1×
l+k
×
L))/N其中，β为所述排队后溢指数，120为道路阻塞车流密度，即单位长度的道路最大能容纳120辆/千米/车道的车辆停留在道路上；n1为道路上游的总车道数，l为通行待行区前的路段长度；k为通行待行区内对应行驶方向的车道数，L为通行待行区的长度。
[0011]在一个或多个实施例中，优选地，所述根据预测当所述车流到达路口停止线时行驶方向对应信号灯的相位状态信息，预测所述车流在对应行驶方向上最大排队长度，判断最大排队长度是否超过路段本身长度，指示所述车辆是否可继续行驶至所述通行待行区，作为指示信息，还包括：当收到所述调节命令时，则停留在协同识别区，将交叉口停车线前的路段让给车流量更大的方向使用；当未收到所述调节命令时，则继续行驶至所述通行待行区。
[0012]在一个或多个实施例中，优选地，所述向所述车辆的用户发出所述指示信息，具体包括：通过车载终端接收车辆在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车路协同的车道、信号灯和车辆联合调度方法，其特征在于，该方法包括：获取当前协同识别区内每个车辆的车辆状态信息，其中，所述协同识别区为距离通行待行区的起点第二预设距离范围内的全部车道，所述通行待行区为停止线之前的第一预设距离范围内的全部车道，所述车辆状态信息包括：所述车辆当前所处车道、所述车辆的行驶方向、所述车辆的位置和行驶速度；获取所述车流的行驶方向车流量及车流速度信息；获取所述车辆的行驶方向对应的第一信号灯的当前相位信息；根据每个车辆的车辆状态信息和所述当前相位信息，预测当所述车辆到达路口停止线时行驶方向对应信号灯的相位状态信息；根据预测当所述车流到达路口停止线时行驶方向对应信号灯的相位状态信息，预测所述车流在对应行驶方向上最大排队长度，判断最大排队长度是否超过路段本身长度，指示所述车辆是否可继续行驶至所述通行待行区，作为指示信息；向所述车辆的用户发出所述指示信息；调节交通信号灯的相位顺序。2.如权利要求1所述的一种车路协同的车道、信号灯和车辆联合调度方法，其特征在于，所述获取当前协同识别区内每个车辆的车辆状态信息，其中，所述协同识别区为距离通行待行区的起点第二预设距离范围内的全部车道，所述通行待行区为停止线之前的第一预设距离范围内的全部车道，所述车辆状态信息包括：所述车辆当前所处车道、所述车辆的行驶方向、所述车辆的位置和行驶速度，具体包括：设置路侧传感器和边缘计算单元的状态；通过所述路侧传感器与所述边缘计算单元获取所述协同识别区内的车辆状态信息；将所述车辆状态信息进行融合感知识别，并将所述车辆状态信息反馈给路口调度子系统。3.如权利要求2所述的一种车路协同的车道、信号灯和车辆联合调度方法，其特征在于，所述获取所述车流的行驶方向车流量及车流速度信息，具体包括：提取路侧传感器和边缘计算单元的监测数据；通过路侧传感器统计30秒时间间隔内在当前路段上游的交叉口处通过传感器探头的车流量以及车辆速度大小；通过边缘计算单元求得平均车流量及平均速度，估算当前车流到达下一个交叉口停车线所需时间。4.如权利要求1所述的一种车路协同的车道、信号灯和车辆联合调度方法，其特征在于，所述根据预测当所述车流到达路口停止线时行驶方向对应信号灯的相位状态信息，预测所述车流在对应行驶方向上最大排队长度，判断最大排队长度是否超过路段本身长度，指示所述车辆是否可继续行驶至所述通行待行区，作为指示信息，具体包括：当检测到所述车流进入道路后，判断当前的信号灯是否为红灯或黄灯中的一种，当不为红灯或黄灯中的一种时，不做处理，当为红灯或黄灯中的一种时，计算对应行驶方向的最大排队长度；获取所述对应行驶方向的最大排队长度，通过最大排队长度和车辆状态信息判断溢出情况，判断所述对应行驶方向是否出现排队溢出情况；
获取在同一信号指示灯下的其它行驶方向的最大排队长度，通过最大排队长度和车辆状态信息判断排队溢出情况，判断在同一信号指示灯下的其它行驶方向是否出现排队溢出情况；当所述对应行驶方向出现排队溢出情况，同时在同一信号指示灯下的其它行驶方向出现排队未溢出情况时，获取在同一信号指示灯下的其它行驶方向的指示灯状态；当所述在同一信号指示灯下的其它行驶方向的指示灯状态为红灯或黄灯时，确定在同一信号指示灯下的其它行驶方向对应信号灯的等待时长是否大于所述车辆行驶方向对应信号灯的等待时长，若大于或等于则不做处理，若小于则发出调节命令；在收到所述调节命令后，调节交通信号灯相位，使车流量较大的行驶方向相位优先于车流量较小的行驶方向。5.如权利要求4所述的一种车路协同的车道、信号灯和车辆联合调度方法，其特征在于，所述通过最大排...

【专利技术属性】
技术研发人员：李一丁，刘砚玥，李振华，黄子超，范青蓝，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：