一种高速公路自动驾驶专用通道管控方法技术

本发明专利技术能够充分利用高速公路现有设施设备，在有效保障自动驾驶车辆行驶安全的同时，提升了高速公路的时空利用率和通行效率，有效降低了高速公路自动驾驶车辆管控的投资成本。包括：(1)通过高速公路ETC门架数据，计算单向高速公路通道中自动驾驶车辆平均速度和人工驾驶车辆平均速度，通过比较自动驾驶车辆平均速度与人工驾驶车辆平均速度的关系，判断是增加自动驾驶专用车道数还是减少自动驾驶专用车道数；(2)分别给出自动驾驶专用通道车道数增加时和自动驾驶专用通道车道数减少时的管控方案；(3)由上述得到的各路段车道状态变化及改变时间，得出自动驾驶专用通道的管控方案。方案。方案。

【技术实现步骤摘要】
一种高速公路自动驾驶专用通道管控方法


[0001]本专利技术属于智能交通的
，具体地涉及一种高速公路自动驾驶专用通道管控方法。

技术介绍

[0002]随着5G、云计算、大数据、物联网等新技术的发展，自动驾驶产业迎来了盛大机遇，取得了突破性的进展，使得实际道路上行驶的自动驾驶车辆逐渐增多。有研究表明，随着自动驾驶车辆比例的增加，会对道路通行能力产生影响，可提高道路的通行能力。自动驾驶车辆由于有更多的传感设备和人工智能算法，使得其反应时间更迅速，安全车头时距比人工驾驶车辆要小很多，因此，当车道为自动驾驶专用道时，可大大提升道路运行效率和安全性。在未来相当长的时间内，自动驾驶车辆与人工驾驶车辆并存，道路上为两种车辆混行的状态。为了提升高速公路行驶安全和效率，部分高速公路运营单位着手开展自动驾驶专用道的布局。因此，除了要回答“建多少条自动驾驶专用车道”的问题，还迫切需要解决自动驾驶专用车道如何高效管控的问题。
[0003]目前我国高速公路实现了ETC联网收费，布设了大量的ETC门架系统，在相邻收费站之间、收费站与互通枢纽之间、互通枢纽与互通枢纽之间均布设了ETC门架，而且ETC门架系统车辆的检测数据准确率达95％以上，因此，可准确获得不同类型车辆的平均行驶速度和断面流量数据，为本专利技术奠定了数据基础。
[0004]截止目前，针对自动驾驶专用道的管控方法，多借助额外的检测或管控设施设备，如在车道线安装智能道钉，路侧布设雷视一体机等，为高速公路运营方增加了较大的经济压力。本专利技术充分利用高速公路现有设施设备，提出一种高速公路自动驾驶专用通道管控方法，在确保自动驾驶车辆的行驶安全的同时，有效降低了由于管控造成的瓶颈路段拥堵发生的概率，提升了高速公路的时空利用率和高速公路通行效率，该方法具有投资少、简便易行的特点，具有可推广应用的实用价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的技术解决问题是：充分利用高速公路现有设施设备，克服现有技术的不足，提供一种高速公路自动驾驶专用通道管控方法,其在有效保障自动驾驶车辆行驶安全的同时，有效提升高速公路的时空利用率和通行效率,大大降低了高速公路自动驾驶车辆管控的投资成本。
[0006]本专利技术的技术解决方案是：这种高速公路自动驾驶专用通道管控方法，该方法包括以下步骤：
[0007](1)高速公路自动驾驶专用通道车道数的增减的确定：假设以单向高速公路通道的起点、经过的收费站、互通枢纽、终点为节点，将单向的高速公路通道划分成M个路段，沿交通流的方向，对路段进行由低到高的编号，通道起点为交通流流入点，经过的第一个路段编号记为1，沿着交通流的流向依次编号2,3，
…
，M；通过高速公路ETC门架数据，计算单向高
速公路通道中自动驾驶车辆平均速度和人工驾驶车辆平均速度，通过比较自动驾驶车辆平均速度与人工驾驶车辆平均速度的关系，判断是增加自动驾驶专用车道数还是减少自动驾驶专用车道数；
[0008](2)高速公路自动驾驶专用通道路段管控模型构建：分别给出自动驾驶专用通道车道数增加时和自动驾驶专用通道车道数减少时的管控方案，针对上述两类方案，分别给出每类方案中不同情况下需要管控的车道各路段的关闭、开启或车道状态转变的时间计算方法；
[0009](3)高速公路自动驾驶专用通道管控方案确定：由上述得到的各路段车道状态变化及改变时间，得出自动驾驶专用通道的管控方案。
[0010]本专利技术根据高速公路通道不同类型车辆交通运行状态及自动驾驶车辆数量的动态变化，提出自动驾驶专用通道中各路段的管控方法，充分利用了高速公路ETC联网收费系统的设施设备，在有效保障自动驾驶车辆行驶安全的同时，在确保自动驾驶车辆的行驶安全的同时，有效降低了由于管控造成的瓶颈路段拥堵发生的概率，提升了高速公路的时空利用率和高速公路通行效率，显著降低碳排放与油耗，该方法具有投资少、简便易行的特点，具有可推广应用的实用价值。
附图说明
[0011]图1是根据本专利技术的高速公路自动驾驶专用通道管控方法的流程图。
具体实施方式
[0012]如图1所示，这种高速公路自动驾驶专用通道管控方法，该方法包括以下步骤：
[0013](1)高速公路自动驾驶专用通道车道数的增减的确定：假设以单向高速公路通道的起点、经过的收费站、互通枢纽、终点为节点，将单向的高速公路通道划分成M个路段，沿交通流的方向，对路段进行由低到高的编号，通道起点为交通流流入点，经过的第一个路段编号记为1，沿着交通流的流向依次编号2,3，
…
，M；通过高速公路ETC门架数据，计算单向高速公路通道中自动驾驶车辆平均速度和人工驾驶车辆平均速度，通过比较自动驾驶车辆平均速度与人工驾驶车辆平均速度的关系，判断是增加自动驾驶专用车道数还是减少自动驾驶专用车道数；
[0014](2)高速公路自动驾驶专用通道路段管控模型构建：分别给出自动驾驶专用通道车道数增加时和自动驾驶专用通道车道数减少时的管控方案，针对上述两类方案，分别给出每类方案中不同情况下需要管控的车道各路段的关闭、开启或车道状态转变的时间计算方法；
[0015](3)高速公路自动驾驶专用通道管控方案确定：由上述得到的各路段车道状态变化及改变时间，得出自动驾驶专用通道的管控方案。
[0016]本专利技术根据高速公路通道不同类型车辆交通运行状态及自动驾驶车辆数量的动态变化，提出自动驾驶专用通道中各路段的管控方法，充分利用了高速公路ETC联网收费系统的设施设备，在有效保障自动驾驶车辆行驶安全的同时，在确保自动驾驶车辆的行驶安全的同时，有效降低了由于管控造成的瓶颈路段拥堵发生的概率，提升了高速公路的时空
利用率和高速公路通行效率，显著降低碳排放与油耗，该方法具有投资少、简便易行的特点，具有可推广应用的实用价值。
[0017]优选地，所述步骤(1)中，当OD交通需求发生变化或自动驾驶车辆渗透率发生变化时，使得高速公路主路上交通运行状态发生变化，因此，需要更新自动驾驶专用道布局方案。通过高速公路ETC门架数据，计算单向高速公路通道中自动驾驶车辆平均速度和人工驾驶车辆平均速度，通过比较自动驾驶车辆平均速度与人工驾驶车辆平均速度的关系，判断是增加自动驾驶专用车道数还是减少自动驾驶专用车道数。
[0018]优选地，所述步骤(1)中，当时，α建议取值范围为[0.7，1],增加自动驾驶专用道车道数；当时，β建议取值范围为[1，1.3],减少自动驾驶专用道车道数。
[0019]优选地，所述步骤(2)中，假设高速公路受管控的通道共包含M个路段，每个路段的起点断面各车道布设有车道状态显示器，可显示车道关闭、自动驾驶车道、人工驾驶车道、车道开放四种状态，假设自动驾驶车道开放时，所有的自动驾驶车辆均选择自动驾驶车道，其余车道为人工驾驶车道。
[0020]优选地，所述步骤(2)中，令第i个路段的长度为L
i
，自动驾驶车辆运行的最高速度和最低速度分别记作max V
c
和min V
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速公路自动驾驶专用通道管控方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：(1)高速公路自动驾驶专用通道车道数的增减的确定：假设以单向高速公路通道的起点、经过的收费站、互通枢纽、终点为节点，将单向的高速公路通道划分成M个路段，沿交通流的方向，对路段进行由低到高的编号，通道起点为交通流流入点，经过的第一个路段编号记为1，沿着交通流的流向依次编号2，3，...，M；通过高速公路ETC门架数据，计算单向高速公路通道中自动驾驶车辆平均速度和人工驾驶车辆平均速度，通过比较自动驾驶车辆平均速度与人工驾驶车辆平均速度的关系，判断是增加自动驾驶专用车道数还是减少自动驾驶专用车道数；(2)高速公路自动驾驶专用通道路段管控模型构建：分别给出自动驾驶专用通道车道数增加时和自动驾驶专用通道车道数减少时的管控方案，针对上述两类方案，分别给出每类方案中不同情况下需要管控的车道各路段的关闭、开启或车道状态转变的时间计算方法；(3)高速公路自动驾驶专用通道管控方案确定：由上述得到的各路段车道状态变化及改变时间，得出自动驾驶专用通道的管控方案。2.根据权利要求1所述的高速公路自动驾驶专用通道管控方法，其特征在于：所述步骤(1)中，当OD交通需求发生变化或自动驾驶车辆渗透率发生变化时，使得高速公路主路上交通运行状态发生变化，因此，需要更新自动驾驶专用道布局方案；通过高速公路ETC门架数据，计算单向高速公路通道中自动驾驶车辆平均速度和人工驾驶车辆平均速度，通过比较自动驾驶车辆平均速度与人工驾驶车辆平均速度的关系，判断是增加自动驾驶专用车道数还是减少自动驾驶专用车道数。3.根据权利要求2所述的高速公路自动驾驶专用通道管控方法，其特征在于：所述步骤(1)中，当时，α建议取值范围为[0.7，1]，增加自动驾驶专用道车道数；当时，β建议取值范围为[1,1.3]，减少自动驾驶专用道车道数。4.根据权利要求3所述的高速公路自动驾驶专用通道管控方法，其特征在于：所述步骤(2)中，假设高速公路受管控的通道共包含M个路段，每个路段的起点断面各车道布设有车道状态显示器，可显示车道关闭、自动驾驶车道、人工驾驶车道、车道开放四种状态，假设自动驾驶车道开放时，所有的自动驾驶车辆均选择自动驾驶车道，其余车道为人工驾驶车道。5.根据权利要求4所述的高速公路自动驾驶专用通道管控方法，其特征在于：所述步骤(2)中，令第i个路段的长度为L
i
，自动驾驶车辆运行的最高速度和最低速度分别记作max V
c
和min V
c
，人工驾驶车辆运行的最高速度和最低速度分别记作max V
h
和min V
h
。6.根据权利要求5所述的高...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，牛树云，李茜瑶，汪林，侯德藻，高剑，郭宇奇，尹升，张金金，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：