一种多车道远程控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及车道远程控制的技术领域，揭露了一种多车道远程控制方法与系统，所述方法包括：待进入高速收费人工车道口的车辆将蓝牙接入高速收费站的蓝牙基站，车辆基于蓝牙向蓝牙基站发送蓝牙信号；蓝牙基站基于蓝牙信号获取当前待进入高速收费人工车道口的所有车辆的位置信息以及速度信息，并构建安全调控模型；利用改进的粒子群算法对安全调控模型进行快速求解，根据安全调控模型的求解计算结果，得到不同车辆所分配的人工通道号；车主可行驶车辆到达指定人工车道口进行缴费。本发明专利技术所述方法在避免交通事故的条件下实现车辆所属车道的调控，并利用改进的粒子群算法快速实现车辆车道的调控。车道的调控。车道的调控。

【技术实现步骤摘要】
一种多车道远程控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及车道控制的
，尤其涉及一种多车道远程控制方法及系统。

技术介绍

[0002]虽然ETC的应用提高了收费站工作效率，但是仍有大量车辆使用人工通道，工作人员则需到不同的车道进行调控，增加工作人员的安全风险的同时降低了工作人员的工作效率。另一方面，由于工作人员采用广播通知的形式对车辆进行调控，容易导致车辆调控混乱，进而引发不同车辆的碰撞。针对该问题，本专利提出一种多车道远程控制方法及系统，实现工作人员对多个人工通道的远程控制。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供一种多车道远程控制方法，目的在于(1)基于蓝牙通信网络快速获取车辆的实时位置信息以及速度信息；(2)构建得到安全调控模型，其中所述安全调控模型以行车安全为约束条件，以所有车辆的通过时间最短为目标函数，模型的输入为所有车辆的位置信息以及速度信息，输出为不同车辆所分配的人工通道号，从而在避免交通事故的条件下实现车辆所属车道的调控；(3)利用改进的粒子群算法对安全调控模型进行快速求解，相较于传统粒子群算法，本专利技术所提出算法忽略了粒子速度因素，利用车辆调控过程中车辆车身与车道线的夹角范围对粒子的位置向量进行限制更新，使得粒子的位置向量的更新只受约束条件的约束，不受粒子速度的限制，避免算法陷入局部最优，且基于历史最优的位置向量对粒子进行更新，使得算法能够较好的实现全局最优，并根据安全调控模型的求解计算结果，得到不同车辆所分配的人工通道号。
[0004]实现上述目的，本专利技术提供的一种多车道远程控制方法，包括以下步骤：
[0005]S1：待进入高速收费人工车道口的车辆将蓝牙接入高速收费站的蓝牙基站，车辆基于蓝牙向蓝牙基站发送蓝牙信号，蓝牙基站将蓝牙信号解析得到车辆的位置信息以及速度信息；
[0006]S2：蓝牙基站获取当前待进入高速收费人工车道口的所有车辆的位置信息以及速度信息，并构建安全调控模型，其中所述安全调控模型以行车安全为约束条件，以所有车辆的通过时间最短为目标函数，模型的输入为所有车辆的位置信息以及速度信息，输出为不同车辆所分配的人工通道号；
[0007]S3：利用改进的粒子群算法对安全调控模型进行快速求解，根据安全调控模型的求解计算结果，得到不同车辆所分配的人工通道号，并通过蓝牙的形式将所分配的人工通道号通知到相应车主，车主可行驶车辆到指定人工车道口；
[0008]S4：当车主行驶车辆到达指定人工车道口时，系统将待缴费账单编码为二维码形式并发送至指定人工车道口处，车主扫描二维码进行缴费，缴费成功后系统通知工作人员，工作人员根据缴费成功的通知放行车辆。
[0009]作为本专利技术的进一步改进方法：
[0010]可选地，所述S1步骤中待进入高速收费人工车道口的车辆将蓝牙接入高速收费站的蓝牙基站，车辆基于蓝牙向蓝牙基站发送蓝牙信号，包括：
[0011]待进入高速收费人工车道口的车辆开启车辆蓝牙，将车辆蓝牙接入高速收费站的蓝牙基站，所述蓝牙基站在高速收费人工车道口附近形成蓝牙通信网络G＝(E,V)，其中E表示蓝牙通信网络G中的节点集合，节点包括接入蓝牙通信网络的车辆蓝牙节点、网络节点以及蓝牙基站E0，蓝牙通信网络G中的网络节点集合为{E1,E2,
…
,E
N
}，N表示蓝牙通信网络G中网络节点的总数，V表示蓝牙通信网络G中不同节点的通信链路，V
ij
表示E
i
和E
j
之间的通信链路，由于蓝牙设备只能在10米范围内形成稳定通信，若E
i
和E
j
之间的距离大于10米，则V
ij
＝0，否则V
ij
＝1；
[0012]车辆蓝牙向蓝牙基站发送蓝牙信号，所述蓝牙信号x(t)在蓝牙通信网络中下一跳节点的选择公式为：
[0013][0014]其中：
[0015]E
k
表示蓝牙通信网络G中节点，表示节点E
k
的价值；
[0016]V
mk
表示当前蓝牙信号所处节点E
m
到节点E
k
的通信链路，在蓝牙信号x(t)进行通信传输的初始时刻，蓝牙信号所处节点为车辆蓝牙节点；
[0017]P
k
表示节点E
k
的数据传输效率；
[0018]data
x(t)
表示蓝牙信号x(t)的数据量大小，t表示蓝牙基站接收到蓝牙信号的时刻；
[0019]c
mk
表示节点E
m
与节点E
k
之间的最大重传次数；
[0020]实时选取蓝牙通信网络中价值最大的节点作为蓝牙信号x(t)的下一跳节点，重复该步骤直到蓝牙信号x(t)到达蓝牙基站E0，蓝牙基站接收车辆蓝牙所发出的蓝牙信号，所述蓝牙信号的格式为：
[0021]x(t)＝{ID
x(t)
,GPS
x(t)
,speed
x(t)
}
[0022]其中：
[0023]ID
x(t)
为蓝牙信号x(t)所属车辆的车牌号；
[0024]GPS
x(t)
为蓝牙信号x(t)所属车辆的位置信息；
[0025]speed
x(t)
为蓝牙信号x(t)所属车辆的速度信息。
[0026]可选地，所述S1步骤中蓝牙基站将蓝牙信号解析得到车辆的位置信息以及速度信息，包括：
[0027]蓝牙基站对所接收到的蓝牙信号x(t)进行解析，得到蓝牙信号x(t)所属车辆的车牌号ID
x(t)
、位置信息GPS
x(t)
以及速度信息speed
x(t)
。在本专利技术实施例中，所有车辆在进入高速收费人工车道口的过程中匀速行驶。
[0028]可选地，所述S2步骤蓝牙基站获取当前待进入高速收费人工车道口的所有车辆的位置信息以及速度信息，包括：
[0029]当前待进入高速收费人工车道口的所有车辆按照步骤S1的方法向蓝牙基站发送蓝牙信号，蓝牙基站在时刻t所接收到的蓝牙信号集合为{x1(t),x2(t),
…
,x
n
(t)}，其中n表示在时刻t待进入高速收费人工车道口的车辆总数，蓝牙基站对所接收到的蓝牙信号集合
进行解析，得到当前待进入高速收费人工车道口的所有车辆的信息集合：
[0030][0031]基于所述构建得到的当前待进入高速收费人工车道口的所有车辆的信息集合，构建安全调控模型。
[0032]可选地，所述S2步骤中构建安全调控模型，其中所述安全调控模型以行车安全为约束条件，以所有车辆的通过时间最短为目标函数，模型的输入为所有车辆的位置信息以及速度信息，输出为不同车辆所分配的人工通道号，包括：
[0033]构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多车道远程控制方法，其特征在于，所述方法包括：S1：待进入高速收费人工车道口的车辆将蓝牙接入高速收费站的蓝牙基站，车辆基于蓝牙向蓝牙基站发送蓝牙信号，蓝牙基站将蓝牙信号解析得到车辆的位置信息以及速度信息；S2：蓝牙基站获取当前待进入高速收费人工车道口的所有车辆的位置信息以及速度信息，并构建安全调控模型，其中所述安全调控模型以行车安全为约束条件，以所有车辆的通过时间最短为目标函数，模型的输入为所有车辆的位置信息以及速度信息，输出为不同车辆所分配的人工通道号，其中所述安全调控模型，包括：构建安全调控模型，其中所述安全调控模型以行车安全为约束条件，以所有车辆的通过时间最短为目标函数，模型的输入为所有车辆的位置信息以及速度信息，输出为不同车辆所分配的人工通道号，则所述安全调控模型的目标函数L为：其中：为当前待进入高速收费人工车道口的任意车辆u在t0时刻的位置信息，[t0,t
s
]为车辆u从初始位置到人工车道口的时间范围，车辆u在t0时刻启动，在t
s
时刻到达人工车道口为人工通道号为num
u
的人工车道口的位置；为当前待进入高速收费人工车道口的任意车辆u在t0时刻的速度信息；n表示当前待进入高速收费人工车道口的车辆总数；所述安全调控模型的约束条件为：所述安全调控模型的约束条件为：所述安全调控模型的约束条件为：其中：为当前待进入高速收费人工车道口的任意车辆u的位置信息，其中车辆u的蓝牙信号为x
u
(t
u
)，为对应的车辆速度信息；为当前待进入高速收费人工车道口的任意车辆y的位置信息，其中车辆y的蓝牙信号为x
y
(t)，为对应的车辆速度信息；h
u
为蓝牙信号x
u
(t
u
)所属车辆u的宽度，H为车道宽度；[t0,t
s
]为车辆u从初始位置到人工车道口的时间范围，车辆u在t0时刻启动，在t
s
时刻到达人工车道口；θ
u
(t
u
)表示在t
u
时刻车辆u车身与车道线的夹角，Δt为蓝牙基站接收蓝牙信号的时间间隔；
F
u,y
表示车辆u与车辆y在任何时刻都不发生碰撞的最小安全距离，表示车辆u与车辆y在任何时刻都不发生碰撞的最小安全距离，表示车辆u和车辆y在tu时刻的位移差；其中所述车辆u在[t0,t
s
]时刻期间车身与车道线夹角的集合为{θ
u
(t
u
)|t
u
∈[t0,t
s
]}；S3：利用改进的粒子群算法对安全调控模型进行快速求解，根据安全调控模型的求解计算结果，得到不同车辆所分配的人工通道号，并通过蓝牙的形式将所分配的人工通道号通知到相应车主，车主可行驶车辆到指定人工车道口；S4：当车主行驶车辆到达指定人工车道口时，系统将待缴费账单编码为二维码形式并发送至指定人工车道口处，车主扫描二维码进行缴费，缴费成功后系统通知工作人员，工作人员根据缴费成功的通知放行车辆。2.如权利要求1所述的一种多车道远程控制方法，其特征在于，所述S1步骤中待进入高速收费人工车道口的车辆将蓝牙接入高速收费站的蓝牙基站，车辆基于蓝牙向蓝牙基站发送蓝牙信号，包括：待进入高速收费人工车道口的车辆开启车辆蓝牙，将车辆蓝牙接入高速收费站的蓝牙基站，所述蓝牙基站在高速收费人工车道口附近形成蓝牙通信网络G＝(E,V)，其中E表示蓝牙通信网络G中的节点集合，节点包括接入蓝牙通信网络的车辆蓝牙节点、网络节点以及蓝牙基站E0，蓝牙通信网络G中的网络节点集合为{E1,E2,
…
,E
N
}，N表示蓝牙通信网络G中网络节点的总数，V表示蓝牙通信网络G中不同节点的通信链路，V
ij
表示E
i
和E
j
之间的通信链路，由于蓝牙设备只能在10米范围内形成稳定通信，若E
i
和E
j
之间的距离大于10米，则V
ij
＝0，否则V
ij
＝1；车辆蓝牙向蓝牙基站发送蓝牙信号，所述蓝牙信号x(t)在蓝牙通信网络中下一跳节点的选择公式为：其中：E
k
表示蓝牙通信网络G中节点，表示节点E
k
的价值；V
mk
表示当前蓝牙信号所处节点E
m
到节点E
k
的通信链路，在蓝牙信号x(t)进行通信传输的初始时刻，蓝牙信号所处节点为车辆蓝牙节点；P
k
表示节点E
k
的数据传输效率；data
x(t)
表示蓝牙信号x(t)的数据量大小，t表示蓝牙基站接收到蓝牙信号的时刻；c
mk
表示节点E
m
与节点E
k
之间的最大重传次数；实时选取蓝牙通信网络中价值最大的节点作为蓝牙信号x(t)的下一跳节点，重复该步骤直到蓝牙信号x(t)到达蓝牙基站E0，蓝牙基站接收车辆蓝牙所发出的蓝牙信号，所述蓝牙信号的格式为：x(t)＝{ID
x(t)
,GPS
x(t)
,speed
x(t)
}其中：ID
x(t)
为蓝牙信号x(t)所属车辆的车牌号；GPS
x(t)
为蓝牙信号x(t)所属车辆的位置信息；speed
x(t)
为蓝牙信号x(t)所属车辆的速度信息。
3.如权利要求2所述的一种多车道远程控制方法，其特征在于，所述S1步骤中蓝牙基站将蓝牙信号解析得到车辆的位置信息以及速度信息，包括：蓝牙基站对所接收到的蓝牙信号x(t)进行解析，得到蓝牙信号x(t)所属车辆的车牌号ID
x(t)
、位置信息GPS
x(t)
以及速度信息speed
x(t)
。4.如权利要求2
‑
3所述的一种多车道远程...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡征宇，刘焕，曾杰，何华强，司马舟，马维忠，朱亚男，于庆祥，
申请(专利权)人：湖南省醴潭高速公路建设开发有限公司，
类型：发明
国别省市：