网联环境下信号交叉口多层循环进口道动态管控方法技术

本发明专利技术公开了网联环境下信号交叉口多层循环进口道动态管控方法，适用于进口道数量大于2的信号交叉口，且道路上行驶的所有车辆均为网联自动驾驶车辆。所述方法根据当前周期内的信号配时、车道数以及直、左、右三个方向的车辆数等条件的不同，根据多层循环进口道的管控方法，采用相应算法计算每层车辆等待区域长度。本发明专利技术提出多层循环进口道动态管控方法有助于提高信号交叉口的通行能力，降低车辆总体延误，为网联环境下信号交叉口进口道的交通组织优化提供方法支撑。织优化提供方法支撑。织优化提供方法支撑。

Dynamic management and control method of multi-layer circular entry at signalized intersection under the environment of network connection

【技术实现步骤摘要】
网联环境下信号交叉口多层循环进口道动态管控方法


[0001]本专利技术属于智能交通管控领域，具体是网联环境下信号交叉口多层循环进口道动态管控方法。

技术介绍

[0002]信号交叉口是城市交通系统的重要组成部分，信号交叉口的通行状况是整个交通系统运行效率的关键。由于交叉口处存在大量的交通冲突和交互扰动的原因，从而导致交叉口处成为了制约道路通行能力的瓶颈。为了提高交叉口的通行能力，现有技术通常通过交通信号灯来控制不同相位的信号配时，以期望减少交叉口车辆之间的冲突，提高交叉口处的通行效率。但是由于进口道的数量划分是固定的，不随交通流和信号周期的变化而变化，这便有可能导致在某个信号周期内，某一方向的交通流量很大但进口道数量很少，另一方向的交通流量很小但进口道数量很多的情况，造成了道路资源的浪费，不能最大程度的发挥交叉口的通行能力。
[0003]随着5G和车路协同技术的发展，车辆正不断网联化和自动化，未来道路上行驶的车辆将全部是网联自动驾驶车辆。网联自动驾驶车辆不但可以车辆之间进行相互通信，而且可以与道路上的智能交通设备进行互联以获取道路实时信息。
[0004]在网联环境下信号交叉口进口道的分配方法便成为了一个问题，是继续采用传统交通环境下的静态分配，或者是否可以利用网联环境信息互联的优越性来实现信号交叉口进口道的动态管控。

技术实现思路

[0005]本专利技术为克服现有技术存在的不足之处，提供网联环境下信号交叉口多层循环进口道动态管控方法，以期望根据当前周期内的信号配时、车道数以及直、左、右三个方向的车辆数等条件的不同，利用多层循环进口道的管控方法，采用相应算法计算每层车辆等待区域长度，减小车辆的排队长度，降低车辆总体延误，从而提高交叉口的整体通行能力。
[0006]本专利技术为达到上述专利技术目的，采用如下技术方案：
[0007]本专利技术一种网联环境下信号交叉口多层循环进口道动态管控方法的特点在于，所述信号交叉口包含信号灯，令信号灯周期的相位顺序依次为左转相位、直行相位、右转相位；所述网联环境为道路上所有车辆均是网联自动驾驶车辆；所述道路上的车道数量为n，其中n≥2，且最靠边的一条车道为专用通道，其他n
‑
1条车道均为进口道；所述多层循环进口道是指任意第i个信号灯周期T
i
内的信号交叉口的上游路段按照左转进口道车辆等待区域、直行进口道车辆等待区域、右转进口道车辆等待区域的顺序依次排列；
[0008]所述动态管控方法包括以下步骤：
[0009]步骤0获取信号交叉口一条左转进口道饱和流量，记为G
z
；获取信号交叉口一条直行进口道饱和流量，记为G
s
；获取信号交叉口一条右转进口道饱和流量，记为G
r
；
[0010]步骤1获取第i个信号灯周期T
i
内信号交叉口的左转绿灯时间、直行绿灯时间、右
转绿灯时间，分别记为
[0011]步骤2计算第i个信号灯周期T
i
左转绿灯时间内通过信号交叉口的最大左转车辆数计算第i个信号灯周期T
i
直行绿灯时间内通过信号交叉口的最大直行车辆数计算第i个信号灯周期T
i
右转绿灯时间内通过信号交叉口的最大右转车辆数
[0012]步骤3获取第i个信号灯周期T
i
内信号交叉口的上游路段中预期左转、预期直行、预期右转的车辆数量，分别记为获取第i
‑
1个信号灯周期T
i
‑1内剩余左转车辆数、剩余直行车辆数、剩余右转车辆数，分别记为
[0013]步骤4计算第i个信号灯周期T
i
内左转车辆流量直行车辆流量右转车辆流量
[0014]步骤5依次计算第i个信号灯周期T
i
内左转、直行、右转进口道的车辆等待区域长度；
[0015]步骤5.1若则利用式(1)计算第i个信号灯周期T
i
内左转进口道的车辆等待区域长度并令第i个信号灯周期T
i
内剩余左转车辆数
[0016][0017]式(1)中，l表示车辆长度，w表示车辆停车时的安全距离，表示向上取整函数；
[0018]若则分别利用式(2)和式(3)计算第i个信号灯周期T
i
内左转进口道的车辆等待区域长度和剩余左转车辆数
[0019][0020][0021]步骤5.2若则利用式(4)计算第i个信号灯周期T
i
内直行进口道的车辆等待区域长度并令信号灯周期T
i
内剩余直行车辆数
[0022][0023]若则利用式(5)和式(6)计算第i个信号灯周期T
i
内直行进口道的车辆等待区域长度和剩余直行车辆数
[0024][0025][0026]步骤5.3若则利用式(7)计算第i个信号灯周期T
i
内右转进口道的车辆等待区域长度并令信号灯周期T
i
内剩余右转车辆数
[0027][0028]若则利用式(8)和式(9)计算第i个信号灯周期T
i
内左转进口道的车辆等待区域长度和剩余右转车辆数
[0029][0030][0031]步骤6在第i个信号灯周期T
i
内对满足第i个信号灯周期T
i
内的左转进口道车辆等待区域长度直行进口道车辆等待区域长度右转进口道车辆等待区域长度的车辆进行放行，剩余左转车辆剩余直行车辆剩余右转车辆则等待下一信号灯周期T
i+1
内判断是否放行。
[0032]与已有技术相比，本专利技术的有益技术效果体现在：
[0033]1、本专利技术在网联环境下，利用车路协同技术，提供了网联环境下信号交叉口多层循环进口道动态管控方法，利用多层循环进口道的管控方法，采用相应算法计算每层车辆等待区域长度，可以最大程度利用道路资源，减小了车辆的排队长度，降低了车辆总体延误，提高了交叉口的整体通行能力。
[0034]2、本专利技术采用多层循环进口道动态管控方法，第i个信号灯周期T
i
内从交叉口向上游路段依次为左转进口道车辆等待区域、直行进口道车辆等待区域、右转进口道车辆等待区域，该信号灯周期T
i
内右转进口道车辆等待区域后依次为下一信号灯周期T
i+1
内的左转进口道车辆等待区域、直行进口道车辆等待区域、右转进口道车辆等待区域，依次循环排列，避免了静态进口道不能根据交通流和信号周期的变化而变化从而造成道路资源浪费的问题。
[0035]3、本专利技术利用网联自动驾驶车辆信息实时共享的优越性，获取实时的车辆信息和信号配时信息，根据相应的判别条件采用相应的算法计算左转、直行、右转进口道的车辆等待区域长度，提高了计算的精确性。
附图说明
[0036]图1为本专利技术的场景布置示意图；
[0037]图2为本专利技术的车辆等待区域长度计算流程图；
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种网联环境下信号交叉口多层循环进口道动态管控方法，其特征在于，所述信号交叉口包含信号灯，令信号灯周期的相位顺序依次为左转相位、直行相位、右转相位；所述网联环境为道路上所有车辆均是网联自动驾驶车辆；所述道路上的车道数量为n，其中n≥2，且最靠边的一条车道为专用通道，其他n
‑
1条车道均为进口道；所述多层循环进口道是指任意第i个信号灯周期T
i
内的信号交叉口的上游路段按照左转进口道车辆等待区域、直行进口道车辆等待区域、右转进口道车辆等待区域的顺序依次排列；所述动态管控方法包括以下步骤：步骤0获取信号交叉口一条左转进口道饱和流量，记为G
z
；获取信号交叉口一条直行进口道饱和流量，记为G
s
；获取信号交叉口一条右转进口道饱和流量，记为G
r
；步骤1获取第i个信号灯周期T
i
内信号交叉口的左转绿灯时间、直行绿灯时间、右转绿灯时间，分别记为T
iz
、T
is
、T
ir
；步骤2计算第i个信号灯周期T
i
左转绿灯时间内通过信号交叉口的最大左转车辆数计算第i个信号灯周期T
i
直行绿灯时间内通过信号交叉口的最大直行车辆数计算第i个信号灯周期T
i
右转绿灯时间内通过信号交叉口的最大右转车辆数步骤3获取第i个信号灯周期T
i
内信号交叉口的上游路段中预期左转、预期直行、预期右转的车辆数量，分别记为获取第i
‑
1个信号灯周期T
i
‑1内剩余左转车辆数、剩余直行车辆数、剩余右转车辆数，分别记为步骤4计算第i个信号灯周期T

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫华，王昌胜，丁恒，朱文佳，冯忠祥，董婉丽，程泽阳，汪春，郭皓楠，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：