【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于交通运输工程，具体涉及一种网联交通环境下应急车辆借用公交专用道快速通行的信号控制方法。
技术介绍
1、随着智能网联驾驶技术的成熟，人机驾驶混合时代即将来临。当前应急车辆通行信号交叉口的方法，大多通过预测应急车辆的到达时间，优化调整信号配时方案来确保应急车辆能够快速驶离交叉口，或者通过优化应急车辆的轨迹来确保应急车辆抵达交叉口时正好遇上绿灯。不容忽视的是，在无专用车道的情况下，(1)交通环境的复杂性会影响到应急车辆到达时间预测结果的准确性，(2)信号交叉口各车道排队的人工驾驶车会对应急车辆驶离交叉口的效率产生影响，(3)调整的信号控制方案对其他流向的交通影响较大，交叉口整体通行效益难以得到保障。基于此，在有公交专用道的信号交叉口，应急车辆借用公交专用道通行，一则可提高预测结果的准确性，二则可减少其它车辆对应急车辆通行的干扰，以便能快速抵达事件现场。以此为基础，提出一种网联交通环境下应急车辆借用公交专用道快速通行交叉口的信号控制方法，在确保救援可靠性的同时，将对交叉口整体通行效益的影响降至最低。
技术实现思路
1、本专利技术为解决上述问题，提出一种网联交通环境下应急车辆借用公交专用道快速通行的信号控制方法。
2、本专利技术涉及一种网联交通环境下应急车辆借用公交专用道快速通行的信号控制方法，包括如下步骤：
3、步骤一、实时探测应急车辆的通行请求，确定应急车辆抵达交叉口停车线的弹性时间区间；
4、步骤二、不改变信号控制方案下应急车辆通行交叉
5、步骤三、改变信号控制方案下应急车辆通行交叉口的策略。
6、进一步地，步骤一中，交叉口信号控制机实时探测通信范围内所有进口车道上的车辆运行信息，一旦应急车辆出现，信号控制机能自动识别应急车辆，或应急车辆主动向信号控制机发送应急通行请求。信号控制机实时跟踪应急车辆的运行状态，包括所在位置、速度、加/减速度等；扫描公交专用道上应急车辆之前正在运行的公交车辆数量及其运行状态。
7、以应急车辆所在位置为起点，至交叉口停车线的公交专用道空间纳入被监管区间。设应急车辆t0时进入交叉口信号控制机通信范围内，此时距交叉口停车线的距离为xe；通过对应急车辆实施轨迹优化，可计算得到应急车辆抵达交叉口停车线的弹性时间区间，以此判断应急车辆能否在不改变信号控制方案情况下通过交叉口。轨迹优化示意见图3所示。
8、(1)当应急车辆前方不存在公交车辆时
9、应急车辆以正常速度抵达交叉口停车线的时间te为：
10、
11、式中：xe—应急车辆t0时刻距交叉口停车线的距离，m；v0—应急车辆t0时刻的速度，m/s。
12、通过轨迹优化，应急车辆最快抵达交叉口停车线的时间te为：
13、
14、式中，vcross—应急车辆驶离交叉口的目标车速，m/s；vmax—路段最大限速，m/s；a—应急车辆的加速度，m/s2。
15、(2)当应急车辆前方存在公交车辆时
16、应急车辆以正常速度抵达交叉口停车线的时间te,i为：
17、
18、xe,i＝xe+n(li+ds) (4)
19、式中，n—应急车辆前公交车数量；li—第i辆公交车的车身长度，m；ds—最小安全跟车距离，m。
20、通过轨迹优化，应急车辆最快抵达交叉口停车线所需的时间te,i如下：
21、
22、式中，v1—车队中第1辆公交车在t0时刻的速度，m/s。
23、考虑延误的容忍度dr，则应急车辆弹性时间区间为[te-te，te+dr]或车队弹性时间区间[te,i-te,i，te,i+dr]。比较弹性时间区间与应急车辆通行方向所在相位的绿灯时间，若二者有重合，则说明应急车辆能够在不改变信号控制方案的情况下通过交叉口；若二者无重合，则说明需要改变信号控制方案应急车辆才能通过交叉口。
24、进一步地，步骤二中，不改变信号控制方案情况下，诱导或者操纵应急车辆抵达交叉口停车线的弹性时间区间与应急车辆通行方向所在相位的绿灯时间重合来实现，如图4所示。
25、(1)应急车辆前不存在公交车辆
26、应急车辆弹性时间区间与相位绿灯时间重合的部分记为δte，则应急车辆弹性时间区间为[te-δte，te+dr]。根据式(2)中，令minte＝te-δte可以计算得出一组最优解t1、t2、t3、t4、t5，诱导或操纵应急车辆以加速度a和相应的时间组te的控制策略通过交叉口。
27、(2)应急车辆前存在公交车辆
28、优化公交专用道最前方公交车辆的轨迹，以最小安全距离ds为约束，将应急车辆与公交车编队。车队弹性时间区间与相位绿灯时间重合的部分记为δte,i，则车队弹性时间区间为[te,i-δte,i，te,i+dr]。根据式(5)中，令minδte,i＝te,i-δte,i可以计算得出一组最优解t1、t2、t3、t4、t5，诱导或操纵车队以加速度a和相应的时间组te,i的控制策略通过交叉口。
29、进一步地，步骤三中，应急车辆或车队抵达交叉口停车线的弹性时间区间与应急车辆通行方向所在相位的绿灯时间不重合，说明需改变交叉口的信号控制方案才能使应急车辆通过交叉口。此时的控制策略是：信号周期时长保持不变，各相位放行次序保持不变，通过改变个别相位中部分流向绿灯的开启或关闭时间为应急车辆通行提供服务。以应急车辆由南向北通行为例，确定与应急车辆或车队弹性时间区间冲突的相位及冲突类型，可能的冲突情况见图5所示。
30、(1)应急车辆或车队弹性时间区间与北进口左转车流通行时间冲突，即图5(a)所示。若应急车辆或车队的弹性时间区间与南北进口左转相位绿灯时间的头部重合，则滞后北进口左转方向的绿灯开启时间，先同时放行应急车辆所在车队与南进口左转车流，待应急车辆通过后，再开启北进口左转方向的绿灯；若与中部重合，诱导应急车辆所在车队减速行驶，使弹性时间区间后移与相位绿灯时间的尾部重合；若与尾部重合，则压缩北进口左转方向的绿灯时间，开启应急车辆所在车道的绿灯与南进口左转车流同时通行。具体如图6所示。
31、(2)应急车辆或车队弹性时间区间与东进口左转车流通行时间冲突，即图5(b)所示。若应急车辆或车队的弹性时间区间与东西进口左转相位绿灯时间的头部重合，则滞后东进口左转方向的绿灯开启时间，先同时放行应急车辆所在车队与西进口左转车流，待应急车辆通过后，再开启东进口左转方向的绿灯；若与中部重合，诱导应急车辆所在车队减速行驶，使弹性时间区间后移与相位绿灯时间的尾部重合；若与尾部重合，则压缩东进口左转方向的绿灯时间，开启应急车辆所在车道的绿灯与西进口左转车流同时通行。具体如图7所示。
32、(3)应急车辆或车队弹性时间区间与东西进口直行车流通行时间冲突，即图5(c)所示。若应急车辆或车队的弹性时间区间与东西进口直行相位绿灯时间的头部重合，则滞本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种网联交通环境下应急车辆借用公交专用道快速通行的信号控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的网联交通环境下应急车辆借用公交专用道快速通行的信号控制方法，其特征在于，步骤一中，交叉口信号控制机实时探测通信范围内所有进口车道上的车辆运行信息，一旦应急车辆出现，信号控制机能自动识别应急车辆，或应急车辆主动向信号控制机发送应急通行请求。信号控制机实时跟踪应急车辆的运行状态，包括所在位置、速度、加/减速度等；扫描公交专用道上应急车辆之前正在运行的公交车辆数量及其运行状态。
3.根据权利要求1所述的网联交通环境下应急车辆借用公交专用道快速通行的信号控制方法，其特征在于，步骤二中，不改变信号控制方案情况下，诱导或者操纵应急车辆抵达交叉口停车线的弹性时间区间与应急车辆通行方向所在相位的绿灯时间重合来实现，如图4所示。
4.根据权利要求1所述的网联交通环境下应急车辆借用公交专用道快速通行的信号控制方法，其特征在于，步骤三中，应急车辆或车队抵达交叉口停车线的弹性时间区间与应急车辆通行方向所在相位的绿灯时间不重合，说明需改变交叉口的信号控
...【技术特征摘要】
1.一种网联交通环境下应急车辆借用公交专用道快速通行的信号控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的网联交通环境下应急车辆借用公交专用道快速通行的信号控制方法，其特征在于，步骤一中，交叉口信号控制机实时探测通信范围内所有进口车道上的车辆运行信息，一旦应急车辆出现，信号控制机能自动识别应急车辆，或应急车辆主动向信号控制机发送应急通行请求。信号控制机实时跟踪应急车辆的运行状态，包括所在位置、速度、加/减速度等；扫描公交专用道上应急车辆之前正在运行的公交车辆数量及其运行状态。
3.根据权利要求1所述的网联交通环境下应急车辆借用公交专用道快速通行的信号控制方法，其特征在于，步骤二中，不改变信...
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