基于时域动态划分交叉口智能网联车辆通行次序求解方法技术

本发明专利技术涉及一种基于时域动态划分交叉口智能网联车辆通行次序求解方法，包括以下步骤：S1、将连续时间域划分为不同的阶段；S2、判断是否有智能网联车辆驶出交叉口冲突区，若有则将其移出冲突车辆集V

【技术实现步骤摘要】
基于时域动态划分交叉口智能网联车辆通行次序求解方法


[0001]本专利技术涉及智能网联车辆通行次序的
，尤其是涉及一种基于时域动态划分交叉口智能网联车辆通行次序求解方法。

技术介绍

[0002]随着通信技术和控制技术的进一步发展，智能网联车辆将逐渐普及，其被认为是解决交通拥堵、交通安全的新兴解决方案。在V2X背景下，智能网联车辆将由中央控制器集中调度，不再需要信号灯，因此需要高效的通行次序求解方法，以满足中央控制器的算力要求。
[0003]现有的智能网联车辆通行次序求解方法，通常假定中央控制器可以预测固定时间范围内到达交叉口的智能网联车辆，并以预测结果为基础求解通行次序，或使用滚动时间域优化方法，每隔固定时间间隔检测交叉口内现存车辆，并求解通行次序，然而上述两类方法的普适性不强，第一类方法需要提前预测进入交叉口的车辆，预测范围受限于中央控制器通信范围，第二类方法确定时间域长度无确切标准，但该参数又会显著影响求解效率与精度。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种基于时域动态划分交叉口智能网联车辆通行次序求解方法，其可以根据智能网联车辆到达交叉口控制区的时刻将连续时间域的问题分为不同的阶段，使用动态规划理论求解每一阶段内的通行次序，具有重要的理论价值。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于时域动态划分交叉口智能网联车辆通行次序求解方法，包括以下步骤：
[0006]S1、根据智能网联车辆到达十字交叉口控制区的时刻，将连续时间域划分为不同的阶段；
[0007]S2、在当前阶段的初始时刻判断是否有智能网联车辆驶出交叉口冲突区，若有则将其移出冲突车辆集V
cf
，将与其相关的通行次序移出通行次序矩阵D
i
；
[0008]S3、在当前阶段的初始时刻根据智能网联车辆所在路径对其进行分类：当前阶段新驶入的智能网联车辆记为v0，与v0所在路径冲突的现存车辆记为v1，与Type0车辆所在路径不冲突的现存车辆记为v2；
[0009]S4、在当前阶段的初始时刻采用启发式算法求解v0和v1之间的通行次序，并将v0移入冲突车辆集V
cf
，将与其相关的通行次序d
01
存入通行次序矩阵D
i
；
[0010]S5、在当前阶段的初始时刻，v2相关的通行次序d2调用通行次序矩阵D
i
存储结果；
[0011]S6、对于每一阶段执行步骤S2
‑
S5，实现交叉口智能网联车辆通行次序的动态更新。
[0012]按上述方案，所述步骤S1包括以下步骤：
[0013]S101、获取智能网联车辆到达十字交叉口控制区的时刻，其中，控制区指四个进口
道的警示线与信号传输边界围合的区域；
[0014]S102、根据智能网联车辆到达十字交叉口控制区的时刻将该时刻所在连续时间域分为2个阶段；
[0015]S103、重复步骤S101—S102，直至不再有智能网联车辆到达交叉口控制区。
[0016]按上述方案，所述步骤S2包括以下步骤：
[0017]S201、根据交叉口的智能网联车辆行驶路径构建通行次序矩阵，该矩阵的行数与列数等于路径数量，不相交路径对应的矩阵值为零矩阵，相交路径对应的矩阵值为非零矩阵，矩阵更新时仅需更新非零矩阵部分即可；
[0018][0019]S202、判断智能网联车辆在上一阶段的连续时间域驶出交叉口冲突区的驶离时刻集合，其中冲突区是四个进口道的警示线围合区域：
[0020]t
s,i
‑1≤T
d
≤t
e,i
‑1[0021]式中，t
s,i
‑1表示第i
‑
1阶段的起始时刻，t
e,i
‑1表示第i
‑
1阶段的终止时刻，T
d
表示第i
‑
1阶段中智能网联车辆驶出交叉口冲突区的时刻集合；
[0022]S203、若步骤S202中的集合T
d
为空集，则表示上一阶段不存在驶离交叉口冲突区的车辆，冲突车辆集V
cf
和通行次序矩阵D
i
无需更新；
[0023]S204、若步骤S202中的集合T
d
非空，则需按下式将T
d
中的对应车辆v
d
移出冲突车辆集V
cf
，
[0024][0025]将T
d
中的对应通行次序移出通行次序矩阵D
i
。
[0026]按上述方案，所述步骤S3包括以下步骤：
[0027]S301、获取当前阶段新驶入的智能网联车辆v0所在路径；
[0028]S302、判断v0所在路径的非冲突路径集和冲突路径集，其中v0所在路径相交的路径属于冲突路径集，与v0所在路径不相交的路径属于非冲突路径集；
[0029]S303、将当前阶段位于冲突路径集上的现存车辆定义为与新驶入车辆冲突的现存车辆v1；
[0030]S304、将当前阶段位于非冲突路径集上的现存车辆定义为与新驶入车辆冲突的现存车辆v2。
[0031]按上述方案，所述步骤S4包括以下步骤：
[0032]S401、建立最小车均延误模型，目标函数具体数学表达式如下：
[0033][0034]式中，O
0,m,i1
表示v0与v1中第m个车辆的通行次序，取1表示v0优先通行，取0表示v1中第m个车辆优先通行；AD表示当前阶段的车均延误；D
m,i1
表示v1中第m个车辆的延误；D0表示v0的延误；N
i1
表示v1中的车辆总数；
[0035]S402、采用启发式算法求解步骤S401中的最小车均延误模型；
[0036]S403、按下式当前阶段新驶入车辆v0存入冲突车辆集V
cf
：
[0037]V
cf
＝V
cf
∪v0[0038]将步骤S402求得的v0与v1的通行次序存入通行次序矩阵。
[0039]实施本专利技术的基于时域动态划分交叉口智能网联车辆通行次序求解方法，具有以下有益效果：
[0040]本专利技术利用智能网联车辆到达交叉口控制区的时刻将连续时间域的问题划分为不同的阶段，构造与动态规划理论相契合的通行次序矩阵，使得每一阶段求解通行次序时仅需关注v0与v1车辆的通行次序，v2车辆的相关通行次序调用通行次序矩阵的存储结果即可，在保证求解质量的前提下，将问题规模由指数阶降低为线性阶。
附图说明
[0041]图1为一种基于时域动态划分交叉口智能网联车辆通行次序求解方法的流程图；
[0042]图2为本专利技术的实施例中交叉口控制区与冲突区的分布位置的示意图；
[0043]图3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
阶段中智能网联车辆驶出交叉口冲突区的时刻集合；S203、若步骤S202中的集合T
d
为空集，则表示上一阶段不存在驶离交叉口冲突区的车辆，冲突车辆集V
cf
和通行次序矩阵D
i
无需更新；S204、若步骤S202中的集合T
d
非空，则需按下式将T
d
中的对应车辆v
d
移出冲突车辆集V
cf
，将T
d
中的对应通行次序移出通行次序矩阵D
i
。4.根据权利要求1所述的一种基于时域动态划分交叉口智能网联车辆通行次序求解方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：S301、获取当前阶段新驶入的智能网联车辆v0所在路径；S302、判断v0所在路径的非冲突路径集和冲突路径集，其中v0所在路径相交的路径属于冲突路径集，与v0所在路径不相交的路径属于非冲突路径集；S303、将当前阶段位于冲突路径集上...

【专利技术属性】
技术研发人员：江泽浩，王永嘉，祁祥，曾敏丹，王宇阳，刘聪健，
申请(专利权)人：上海济安交通工程咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：