智能网联环境下紧急车辆优先通行的交通流协同调控方法技术

本发明专利技术公开了一种智能网联环境下紧急车辆优先通行的交通流协同调控方法，适用于道路基本路段上紧急车辆的优先通行，该智能网联环境为道路上行驶的所有车辆均为网联自动驾驶车辆，该方法根据紧急车辆的移动安全区间与前车车头间距之间的关系，及时控制相应车辆与周围车辆相互配合完成协同换道，以保证紧急车辆的优先通行；以流量平衡和间距平衡为调控原则，对紧急车辆上游路段的车辆进行调控，使紧急车辆上游交通流均匀分布，从而能提高道路交通流的整体通行效率。通流的整体通行效率。通流的整体通行效率。

【技术实现步骤摘要】
智能网联环境下紧急车辆优先通行的交通流协同调控方法


[0001]本专利技术属于智能交通管控领域，具体是一种智能网联环境下紧急车辆优先通行的交通流协同调控方法。

技术介绍

[0002]近十几年来，随着道路交通的迅速发展，交通事故也频繁发生，当道路发生交通事故后，紧急救援车辆(比如消防车、救护车、警车或其他紧急呼叫车辆)如果不能在第一时间到达事故现场，则会增加事故的死亡率，对事故相关人员的人身财产造成巨大损失。
[0003]目前关于紧急车辆优先通行的研究，在城市道路交叉口处，以对紧急车辆实施信号优先控制为主。对路段而言，以紧急车辆避让前方障碍物，为其规划最优行驶路径为主。现有研究很少从微观层面去研究路段上的常规车辆如何避让紧急车辆，且也未考虑避让紧急车辆后如何快速恢复到正常的交通，容易发生避让紧急车辆后道路上交通流分布不均的现象，从而降低道路整体的通行能力。

技术实现思路

[0004]本专利技术为克服现有技术存在的不足之处，提供一种智能网联环境下紧急车辆优先通行的交通流协同调控方法，以期能及时控制紧急车辆前方车辆与周围车辆相互配合完成协同换道，保证紧急车辆的优先通行，同时对紧急车辆上游路段的车辆进行调控，使紧急车辆上游交通流均匀分布，从而能提高道路交通流的整体通行效率。
[0005]本专利技术为达到上述专利技术目的，采用如下技术方案：
[0006]本专利技术一种智能网联环境下紧急车辆优先通行的交通流协同调控方法，所述智能网联环境为道路上行驶的所有车辆均为网联自动驾驶车辆，且行驶在单向双车道上；令紧急车辆EV所行驶的车道为车道a，则另一车道为车道o，其中，所述车道o未达到道路饱和流量，即存在满足车辆换入的间隙，以紧急车辆EV的行驶方向为正方向，且所述紧急车辆EV的行驶速度高于道路上的其他车辆，其特点在于，所述协同调控方法包括以下步骤：
[0007]步骤1获取t时刻避让紧急车辆调控区域[x
EV,a
(t),x
EV,a
(t)+S
c
]内的车辆信息，包括：车辆位置、速度、车头间距，其中，x
EV,a
(t)为t时刻车道a上紧急车辆EV在行驶方向上的位置，S
c
为避让紧急车辆调控区域的长度；
[0008]获取t时刻避让紧急车辆调控区域[x
EV,a
(t),x
EV,a
(t)+S
c
]内车道a上任意车辆i在行驶方向上的位置x
i,a
(t)、行驶速度v
i,a
(t)，i＝1，2，3
…
n
a
(t)，n
a
(t)表示t时刻避让紧急车辆调控区域[x
EV,a
(t),x
EV,a
(t)+S
c
]内车道a上的车辆总数；
[0009]获取t时刻避让紧急车辆调控区域[x
EV,a
(t),x
EV,a
(t)+S
c
]内车道o上任意车辆k在行驶方向上的位置x
k,o
(t)、行驶速度v
k,o
(t)，k＝1，2，3
…
n
o
(t)，n
o
(t)表示t时刻避让紧急车辆调控区域[x
EV,a
(t),x
EV,a
(t)+S
c
]内车道o上的车辆总数；
[0010]步骤2利用式(1)计算t时刻避让紧急车辆调控区域[x
EV,a
(t),x
EV,a
(t)+S
c
]内车道a上的车辆i与紧急车辆EV之间的移动安全距离
[0011][0012]式(1)中，v
EV,a
(t)为t时刻紧急车辆EV在车道a上的行驶速度，且v
EV,a
(t)＞v
i,a
(t)；t0表示车辆完成换道所需时间；表示为满足车道a上车辆i安全换道间距的所需时间，并由式(2)获得；h
t
为最小车头时距；S0表示停车安全距离；
[0013][0014]式(2)中，表示车道a上的车辆i在车道o上的前车j加速到满足车辆i安全换道条件的时间，若则令否则，利用式(3)获得否则，利用式(3)获得表示车道a上的车辆i在车道o上的后车j+1减速到满足车辆i安全换道条件的时间，若则令否则，利用式(4)获得
[0015][0016][0017]式(3)和式(4)中，x
j,o
(t)为t时刻车道a上的车辆i在车道o上的前车j在行驶方向上的位置；x
j+1,o
(t)为t时刻车道a上的车辆i在车道o上的后车j+1在行驶方向上的位置；v
j,o
(t)为t时刻车道a上的车辆i在车道o上的前车j的行驶速度；v
j+1,o
(t)为t时刻车道a上的车辆i在车道o上的后车j+1的行驶速度；表示t时刻车道a上的车辆i换道的前安全距离，并由式(5)获得；表示t时刻车道a上的车辆i换道的后安全距离，并由式(6)获得；b1表示车辆的舒适加速度；b2表示车辆的舒适减速度；
[0018][0019][0020]式(5)和式(6)中，Δt表示采集车辆信息的时间间隔，l
veh
表示车辆长度；
[0021]步骤3确定t时刻避让紧急车辆调控区域[x
EV,a
(t),x
EV,a
(t)+S
c
]内车道a上需要换道的车辆；
[0022]步骤3.1令i＝1；
[0023]步骤3.2若则令t时刻车道a上的车辆i换道至车道o；
[0024]若则利用式(7)获得车辆i碰撞时间TTC
i
，若TTC
i
≤Δt，则令t时刻车道a上的车辆i换道至车道o；否则，令t时刻车辆i在车道a上继续行驶；
[0025][0026]步骤3.3将i+1赋值给i，返回步骤3.2继续确定t时刻避让紧急车辆调控区域[x
EV,a
(t),x
EV,a
(t)+S
c
]内车道a上的下一辆车的行驶状态，直至i＞n
a
(t)；
[0027]步骤4获取t时刻流量恢复区域[x
EV,a
(t)
‑
L,x
EV,a
(t)]内的车辆信息，包括：车辆位置、速度、车头间距，L为流量恢复区域的长度；
[0028]获取t时刻流量恢复区域[x
EV,a
(t)
‑
L,x
EV,a
(t)]内车道a上任意车辆μ在行驶方向上的位置x
μ,a
(t)、行驶速度v
μ,a
(t)，μ＝1，2，3
…
m
a
(t)，m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能网联环境下紧急车辆优先通行的交通流协同调控方法，所述智能网联环境为道路上行驶的所有车辆均为网联自动驾驶车辆，且行驶在单向双车道上；令紧急车辆EV所行驶的车道为车道a，则另一车道为车道o，其中，所述车道o未达到道路饱和流量，即存在满足车辆换入的间隙，以紧急车辆EV的行驶方向为正方向，且所述紧急车辆EV的行驶速度高于道路上的其他车辆，其特征在于，所述协同调控方法包括以下步骤：步骤1获取t时刻避让紧急车辆调控区域[x
EV,a
(t),x
EV,a
(t)+S
c
]内的车辆信息，包括：车辆位置、速度、车头间距，其中，x
EV,a
(t)为t时刻车道a上紧急车辆EV在行驶方向上的位置，S
c
为避让紧急车辆调控区域的长度；获取t时刻避让紧急车辆调控区域[x
EV,a
(t),x
EV,a
(t)+S
c
]内车道a上任意车辆i在行驶方向上的位置x
i,a
(t)、行驶速度v
i,a
(t)，i＝1，2，3
…
n
a
(t)，n
a
(t)表示t时刻避让紧急车辆调控区域[x
EV,a
(t),x
EV,a
(t)+S
c
]内车道a上的车辆总数；获取t时刻避让紧急车辆调控区域[x
EV,a
(t),x
EV,a
(t)+S
c
]内车道o上任意车辆k在行驶方向上的位置x
k,o
(t)、行驶速度v
k,o
(t)，k＝1，2，3
…
n
o
(t)，n
o
(t)表示t时刻避让紧急车辆调控区域[x
EV,a
(t),x
EV,a
(t)+S
c
]内车道o上的车辆总数；步骤2利用式(1)计算t时刻避让紧急车辆调控区域[x
EV,a
(t),x
EV,a
(t)+S
c
]内车道a上的车辆i与紧急车辆EV之间的移动安全距离车辆i与紧急车辆EV之间的移动安全距离式(1)中，v
EV,a
(t)为t时刻紧急车辆EV在车道a上的行驶速度，且v
EV,a
(t)＞v
i,a
(t)；t0表示车辆完成换道所需时间；表示为满足车道a上车辆i安全换道间距的所需时间，并由式(2)获得；h
t
为最小车头时距；S0表示停车安全距离；式(2)中，表示车道a上的车辆i在车道o上的前车j加速到满足车辆i安全换道条件的时间，若则令否则，利用式(3)获得否则，利用式(3)获得表示车道a上的车辆i在车道o上的后车j+1减速到满足车辆i安全换道条件的时间，若则令否则，利用式(4)获得否则，利用式(4)获得否则，利用式(4)获得式(3)和式(4)中，x
j,o
(t)为t时刻车道a上的车辆i在车道o上的前车j在行驶方向上的位置；x
j+1,o
(t)为t时刻车道a上的车辆i在车道o上的后车j+1在行驶方向上的位置；v
j,o
(t)为t时刻车道a上的车辆i在车道o上的前车j的行驶速度；v
j+1,o
(t)为t时刻车道a上的车辆i在车道o上的后车j+1的行驶速度；表示t时刻车道a上的车辆i换道的前安全距离，并由式(5)获得；表示t时刻车道a上的车辆i换道的后安全距离，并由式(6)获得；b1表示车辆的舒适加速度；b2表示车辆的舒适减速度；
式(5)和式(6)中，Δt表示采集车辆信息的时间间隔，l
veh
表示车辆长度；步骤3确定t时刻避让紧急车辆调控区域[x
EV,a
(t),x
EV,a
(t)+S
c
]内车道a上需要换道的车辆；步骤3.1令i＝1；步骤3.2若则令t时刻车道a上的车辆i换道至车道o；若则利用式(7)获得车辆i碰撞时间TTC
i
，若TTC
i
≤Δt，则令t时刻车道a上的车辆i换道至车道o；否则，令t时刻车辆i在车道a上继续行驶；步骤3.3将i+1赋值给i，返回步骤3.2继续确定t时刻避让紧急车辆调控区域[x
EV,a
(t),x
EV,a
(t)+S
c
]内车道a上的下一辆车的行驶状态，直至i＞n
a
(t)；步骤4获取t时刻流量恢复区域[x

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫华，王昌胜，丁恒，倪太峰，程泽阳，董婉丽，陈会婷，张凡，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：