一种基于V2X技术的多相位公交优先控制方法技术

本发明专利技术公开了智能交通技术领域的一种基于V2X技术的多相位公交优先控制系统，主要包括RSU端和OBU端，所述RSU端硬件包括RSU端V2X核心控制模块、底板模块、驱动模块、黄闪模块、控制面板模块和车检通讯模块，所述OBU端硬件包括OBU端V2X核心控制模块和人机交互显示屏；本发明专利技术适用单一交叉路口的多公交优先场景，可以在同一时间内满足多个冲突的公交优先申请信号，面对多车辆冲突，使用决策树算法对各种可能性决策方案进行计算，以交叉口的总人均延误时间最小为判断依据，确定最终的决策方案，在保证公交优先的同时尽可能减少交叉路口的人均延误情况，保证了大多数人的利益，大大提高了交叉路口的通行能力。高了交叉路口的通行能力。高了交叉路口的通行能力。

A multi-phase bus priority control method based on v2x Technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于V2X技术的多相位公交优先控制方法


[0001]本专利技术涉及智能交通
，具体指一种基于V2X技术的多相位公交优先控制方法。

技术介绍

[0002]随着国家经济快速、稳定的发展，全国各地的城市化进程在快速推进，经济水平的提升推动了各地区机动车保有量的迅速增长，但是我国城市的建设特别是城市道路建设又很难紧跟其发展步伐，由此引起了一系列交通问题，例如交通拥堵、交通事故、交通延误等事件频发，同时还加剧了废气污染、噪声等环境问题，这些都影响着城市居民的正常生活以及社会经济的可持续健康发展。
[0003]近些年来，我国的人口规模和结构发生了很大的变化，人口开始出现大规模向大城市迁移，大城市的这种车路矛盾显得尤为突出，如何改善这一矛盾是大城市可持续发展不可避免的难题。从人口数量以及人口密度的国情角度出发，我国对应公共交通的需求量为世界第一，优先发展公共交通能够有效地缓解交通拥堵、促进城市可持续健康发展同时提升居民的出行体验。大力发展公共交通出行是缓解城市道路拥堵和降低车辆延误的有效手段。
[0004]现存的公交优先技术以RFID和车路协同技术为主，受制于二者技术的局限存在一些不足。一方面，传统公交优先的通信技术单一，交互性差，在整个控制过程中无法可靠的掌握公交车行程，无法准确的实现优先控制，额外增加路口的延误时间。另一方面，现有的公交优先以单一公交优先信号控制为主，未对多公交优先场景进行分析和优先通行策略进行研究，而这恰恰是日常生活中最频繁出现的场景之一。受限于车辆检测技术，无法很好的预测车辆的通过时间，额外增加非优先相位的延误时间，也是现存公交优先控制方法的显著缺点。
[0005]因此，亟需设计一种基于V2X技术的多相位公交优先控制方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种基于V2X技术的多相位公交优先控制方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于V2X技术的多相位公交优先控制系统，包括RSU端和OBU端，其硬件特征在于：所述RSU端包括RSU端V2X核心控制模块、底板模块、驱动模块、黄闪模块、控制面板模块和车检通讯模块，所述OBU端包括OBU端V2X核心控制模块和人机交互显示屏。
[0008]进一步的，上述基于V2X技术的多相位公交优先控制系统中，所述RSU端V2X核心控制模块软件功能包括交通接口服务模块、时钟位置服务模块、无线消息接口服务模块和车联网业务处理模块。
[0009]进一步的，上述基于V2X技术的多相位公交优先控制系统中，所述OBU端V2X核心控
制模块软件功能包括定位功能，距离计算功能，无线传输功能以及界面交互功能。
[0010]进一步的，上述基于V2X技术的多相位公交优先控制系统中，所述RSU端V2X核心控制模块的线程设计包括车流信息获取线程、后台服务器通讯线程和主线程三个线程。
[0011]一种基于V2X技术的多相位公交优先控制方法，包括以下步骤：
[0012]S1:开始控制算法时，信号机侧会不断接收通信范围内公交车的车辆信息，并在V2X核心控制模块中根据决策阈值对车辆信息进行辨识，判断该车辆是否参与公交优先的决策；
[0013]S2:当参与决策的公交车数量大于2，信号机会预测所有公交车到达路口的时间，并分别计算公交车辆对当前路口的信号机状态响应，主要有绿灯延长和相位绿灯缩短两种；
[0014]S3:当只有两辆车对同一个相位的信号机状态响应出现冲突时，需要根据公式1结合每辆车的到达时间以及信号机当前的运行状态，计算各自状态响应对交叉路口所造成的人均综合延误时间，公式中p
i
表示公交车编号为i的载客人数，d
i
表示公交车编号为i的延误时间，以人均延误时间小的信号机状态响应为最终的信号机状态决策；
[0015][0016]S4:当出现公交车数量大于二时，会出现多车辆对一个周期内多相位的状态响应冲突，根据车辆对信号机状态响应的冲突情况，使用决策树算法分别计算各自延误，以人均延误时间最小为判断依据，确定最佳的优先通行策略。
[0017]进一步的，上述基于V2X技术的多相位公交优先控制方法中，在执行申请信号为绿灯延长时，对相位的延长时间需要根据车辆的通过情况进行确定，以车辆通过时刻确定为延长结束，遇到拥堵情况，最大延长到配时方案中各自相位所设定的最大绿灯时间，而绿灯缩短直接缩短到对应相位的最小绿灯时间。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0019]本专利技术以V2X技术作为整个控制系统的技术支撑，采用DSRC无线通信方式，具有信息传输范围广、距离远、信息传输准确性高的特点，借助高速稳定的无线通信实现车与车、车与基础设施、车与人、车与外部网络的信息交互，在本专利技术的场景中特指V2I，既车辆与信号机。本专利技术主要分为OBU(车载单元)和RSU(路侧单元)两部分，RSU在本专利技术中特指具有V2X通信功能的智能信号机控制系统，在实现控制方式前需要先根据信号配时确定公交优先控制的决策阈值，接着OBU需要计算车辆与交叉口的距离，确定各车辆所在车道对应的相位，并通过V2X模块发送给附近的RSU，RSU会接收通信范围内所有车辆的位置信息，以决策阈值为判断依据，统计需要实现公交优先的公交数量，根据不同的公交优先申请信号进行决策，出现多辆公交优先申请信号冲突时，使用决策树算法分别计算不同的信号状态响应所引起的人均延误时间，以人均延误最小为判断依据，确定最终的信号机运行决策方案。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例所需使用的附图作
简单介绍，显而易见地，后文描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术总体系统示意图；
[0022]图2为本专利技术决策树结构图；
[0023]图3为本专利技术RSU端系统原理图；
[0024]图4为本专利技术RSU端软件流程图；
[0025]图5为本专利技术OBU端软件流程图；
[0026]图6为本专利技术基于V2X的多相位优先控制流程图；
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]本专利技术提供一种技术方案：
[0029]一种基于V2X技术的多相位公交优先控制系统，包括RSU端和OBU端，RSU端硬件包括RSU端V2X核心控制模块、底板模块、驱动模块、黄闪模块、控制面板模块和车检通讯模块，OBU端硬件包括OBU端V2X核心控制模块和人机交互显示屏；RSU端V2X核心控制模块软件功能包括交通接口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于V2X技术的多相位公交优先控制系统，包括RSU端和OBU端，其硬件特征在于：所述RSU端包括RSU端V2X核心控制模块、底板模块、驱动模块、黄闪模块、控制面板模块和车检通讯模块，所述OBU端包括OBU端V2X核心控制模块和人机交互显示屏。2.根据权利要求1所述的一种基于V2X技术的多相位公交优先控制方法，其特征在于：所述RSU端V2X核心控制模块软件功能包括交通接口服务模块、时钟位置服务模块、无线消息接口服务模块和车联网业务处理模块。3.根据权利要求1所述的一种基于V2X技术的多相位公交优先控制系统，其特征在于：所述OBU端V2X核心控制模块软件功能包括定位功能，距离计算功能，无线传输功能以及界面交互功能。4.根据权利要求1所述的一种基于V2X技术的多相位公交优先控制系统，其特征在于：所述RSU端V2X核心控制模块的线程设计包括车流信息获取线程、后台服务器通讯线程和主线程三个线程。5.根据权利要求1所述的一种基于V2X技术的多相位公交优先控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:开始控制算法时，信号机侧会不断接收通信范围内公交车的车辆信息，并在V2X核心控制模块中根据决策阈值对车辆信息进行辨识，判断该车辆是否...

【专利技术属性】
技术研发人员：马小陆，王郑好，钟振华，王兵，马明杰，徐立伟，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：