一种城市道路自动驾驶行人摆渡车的车站选址方法技术

本发明专利技术公开了一种城市道路自动驾驶行人摆渡车的车站选址方法，在未来自动驾驶环境下，在提出行人过街摆渡车方案后，首先解决在道路上布设摆渡车站点的选址问题。第一，需确定路段的长度以及附近居民OD出行点的过街需求等信息，之后确认道路同侧摆渡车站点的最小间隔设置与数量限制，根据行人可接受的过度绕行距离，确定可供选择的摆渡车站点集合。通过计算行人到摆渡车站点的距离与各个摆渡车站点之间的距离，运用摆渡车站点的建设成本与行人出行距离为目标函数，为城市道路优化出满足行人过街需求的摆渡车选址方案。本发明专利技术主要服务在自动驾驶环境下的摆渡车在城市路段内的站点选址设计，为行人过街其提供便捷。为行人过街其提供便捷。为行人过街其提供便捷。

【技术实现步骤摘要】
一种城市道路自动驾驶行人摆渡车的车站选址方法


[0001]本专利技术属于智能交通控制领域，涉及在自动驾驶交通环境下城市道路中行人过街摆渡车的车站选址方法。

技术介绍

[0002]在自动驾驶环境下，道路上车辆的通行方式将会发生重大改变，交叉口可无需信号灯控制，道路上的车辆也可实现车
‑
车通信相互协作，在路段与交叉口内也可以链接路侧交通设施协调通行，不受限于固定式基站的通信技术，即为道路上移动的车辆提供直接的一端到另一端的无线通信，实现车辆终端之间与车辆与路侧交通设施之间“三位一体”交互直接交换无线信息。
[0003]在大幅度提高通行效率的同时，大多未考虑道路中的行人过街的需求，在自动驾驶环境下，不需要交通信号的控制，车辆之间可以利用无线通信技术避免冲突，但行人过街问题没有解决；若仍以现阶段的过街方式，行人随意穿插过街将极大影响自动驾驶环境下的道路交通，严重增加路段内的车辆延误。为解决行人过街问题，如专利《一种自动驾驶行人接驳车行驶路径与路段过街控制方法》(专利号：ZL 202110278144.3)。提出一种自动驾驶接驳车的行驶路径与路段过街控制方法，使路段中有过街需求的行人可通过在路段内分布的接驳车站点搭乘自动驾驶摆渡车实现过街需求。但是专利ZL 202110278144.3并不没有完全解决行人过街摆渡车站点的选址问题，在自动驾驶环境下，如何设置摆渡车站点能够让附近的OD点对的行人减少绕行距离到达摆渡车站点，实现行人便捷高效的穿行过街，是本专利需要解决的问题。
[0004]因此，本专利技术提出一种城市道路自动驾驶行人摆渡车的车站选址方法，在路段内设置自动驾驶行人过街摆渡车的站点，附近居民出行点有过街需求的行人通过步行到达摆渡车站点等待乘坐自动驾驶行人过街摆渡车实现过街。
[0005]行人过街摆渡车的站点停靠位置设置在道路路侧，计算每个行人过街摆渡车站点的位置，使得能最大限度减少行人过街的绕行距离成本，且不至于设置过多摆渡车站造成资源的浪费，是本专利重点解决的问题。

技术实现思路

[0006]技术问题：面对现阶段自动驾驶过街驳车站点选址使得行人过街绕行距离的不合理，本专利技术旨在为路段内行人过街到达摆渡车站点提出一种过街摆渡车站点的选址设置方法。为每个居民出行OD点的有过街需求的行人提供更全面的服务，减少行人的步行绕行距离，并通过建立所有行人过街需求加权绕行距离模型，使所有行人绕行时间最短，并求得路段内所有摆渡车站的数量与位置。
[0007]技术方案:为解决上述问题，本专利技术的一种城市道路自动驾驶行人摆渡车的车站选址方法包含以下步骤：
[0008]步骤1：采集行人过街需求信息，采集城市道路的长度、宽度等道路信息，包含如下
步骤：
[0009]步骤11：采集路段长度和宽度、车道宽度与道路附近每个居民OD出行点的位置信息；每个居民OD出行点用A
w
表示，w∈{1,2,3,
…
,2N},以第一个居民OD出行点A1作为坐标原点(0,0)，在此路段内共计2N个居民OD出行点，每个OD出行点的坐标为(X
w
,Y
w
)，调查并获取居民出行的过街需求量F
ij
,代表道路两侧居民OD出行点i与j之间的行人过街需求；分别设置道路两侧的居民OD出行点为U
w
与D
w
，并且满足A
w
＝{U
w
∪D
w
}，为进行区分，U
w
代表道路上街一侧的所有居民OD出行点，U
w
＝{1,2,3,
…
,N}，D
w
则代表道路下街一侧的所有居民OD出行点，D
w
＝{N+1,N+2,N+3,
…
,2N}；
[0010]路侧摆渡站点用B
v
表示，v∈{1,2,3,
…
,R}，R为城市道路内所有摆渡车站点的数量，其中上街路侧摆渡车站点集合用U
v
表示，下街路侧摆渡车站点集合用D
v
表示；在第一个OD出行点作为原点的基础上设置第一个摆渡车站点且其坐标为(0,0)，设定路侧的摆渡车站点坐标为(x
v
,y
v
)，满足B
v
＝{U
v
∪D
v
}；
[0011]步骤2：设置同侧摆渡车站点最小间距及数量限制，包含如下步骤：
[0012]步骤21：根据道路行人过街交通设施的最小设置间隔距离，设定相邻两个站点的最小间距I
min
，I
min
表示路段同一侧行人过街摆渡车站点的最小间距限制，单位为米；为确保站点的合理分布，路段中同侧任意的两个站点p,q距离不得过近，同一侧相邻行人过街摆渡车站点的坐标分别表示为(x
p
,y
p
)与(x
q
,y
q
)，满足公式(1)的约束：
[0013][0014]步骤22：设置L为路段长度，r为道路一侧的摆渡车站点数量，满足以下约束：
[0015]2<r≤[L/I
min
]+1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0016]公式(2)表示在路段内任意一侧，为保证居民OD出行点居民的过街，至少设置2个以上的摆渡车站点，且[L/I
min
]表示路段长度除摆渡车站最短间距并向下取整，
[0017][L/I
min
]+1即为道路一侧所能拥有的最多的摆渡车站点的数量；
[0018]步骤23：设置B1(0,0)原点作为第一个路侧摆渡车站点，B
2M
(L,0)作为最后一个路侧摆渡车站点，L为路段总长度,满足路段内外的行人出行需求；除第一个与最后一个路侧摆渡车站点外，路段内任意一侧的摆渡车站点所在的位置都要满足公式(3)的约束：
[0019][0020]公式(3)中的x
k
表示在路段一侧的除第一个与最后一个路侧摆渡车站点外的第k个摆渡车站点；
[0021]步骤3：根据行人可接受的绕行距离，确定可供行人选择的摆渡车站点集合，包含如下步骤：
[0022]步骤31：设置在道路同一侧的居民为实现过街需求，从上街区域的居民OD出行点到上街路侧摆渡车站，设置n
i,p
为二元变量，判断过街行人从居民OD出行点i是否选择到摆渡车站p，选择到摆渡车站p则n
i,p
＝1，否则n
i,p
＝0；n
i,p
满足公式(4)的约束：
[0023][0024]位于下街区域的居民OD出行点的行人过街则从下街区域的居民OD出行点到下街的路侧摆渡车站，设置l
j,q
为二元变量，判断过街本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城市道路自动驾驶行人摆渡车的车站选址方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤1：采集行人过街需求信息，采集城市道路的长度、宽度等道路信息；步骤2：设置同侧摆渡车站点最小间距及数量限制；步骤3：根据行人可接受的绕行距离，确定可供行人选择的摆渡车站点集合；步骤4：计算行人选择摆渡车站点的概率，建立行人出行距离模型；步骤5：以行人出行和站点建设加权成本最小为目标函数，优化自动驾驶行人摆渡车站点的最佳选址方案。2.根据权利要求1所述的一种城市道路自动驾驶行人摆渡车的车站选址方法，其特点在于，所述的步骤1，包含以下的步骤：步骤11：采集路段长度和宽度、车道宽度与道路附近每个居民OD出行点的位置信息；每个居民OD出行点用A
w
表示，w∈{1,2,3,
…
,2N},以第一个居民OD出行点A1作为坐标原点(0,0)，在此路段内共计2N个居民OD出行点，每个OD出行点的坐标为(X
w
,Y
w
)，调查并获取居民出行的过街需求量F
ij
,代表道路两侧居民OD出行点i与j之间的行人过街需求；分别设置道路两侧的居民OD出行点为U
w
与D
w
，并且满足A
w
＝{U
w
∪D
w
}，为进行区分，U
w
代表道路上街一侧的所有居民OD出行点，U
w
＝{1,2,3,
…
,N}，D
w
则代表道路下街一侧的所有居民OD出行点，D
w
＝{N+1,N+2,N+3,
…
,2N}；路侧摆渡站点用B
v
表示，v∈{1,2,3,
…
,R}，R为城市道路内所有摆渡车站点的数量，其中上街路侧摆渡车站点集合用U
v
表示，下街路侧摆渡车站点集合用D
v
表示；在第一个OD出行点作为原点的基础上设置第一个摆渡车站点且其坐标为(0,0)，设定路侧的摆渡车站点坐标为(x
v
,y
v
)，满足B
v
＝{U
v
∪D
v
}；由上所述步骤2，则具体为以下步骤：步骤21：根据道路行人过街交通设施的最小设置间隔距离，设定相邻两个站点的最小间距I
min
，I
min
表示路段同一侧行人过街摆渡车站点的最小间距限制，单位为米；为确保站点的合理分布，路段中同侧任意的两个站点p,q距离不得过近，同一侧相邻行人过街摆渡车站点的坐标分别表示为(x
p
,y
p
)与(x
q
,y
q
)，满足公式(1)的约束：步骤22：设置L为路段长度，r为道路一侧的摆渡车站点数量，满足以下约束：2<r≤[L/I
min
]+1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)公式(2)表示在路段内任意一侧，为保证居民OD出行点居民的过街，至少设置2个以上的摆渡车站点，且[L/I
min
]表示路段长度除摆渡车站最短间距并向下取整，[L/I
min
]+1即为道路一侧所能拥有的最多的摆渡车站点的数量；步骤23：设置B1(0,0)原点作为第一个路侧摆渡车站点，B
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟，陈栋，胡林，龙科军，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：