一種基于車聯(lián)網環(huán)境下交叉口的自適用控制方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于車聯(lián)網環(huán)境下交叉口的自適用控制方法，其屬于車聯(lián)網技術 領域。
【背景技術】
[0002] 隨著國民經濟的快速發(fā)展，城市機動車的數量持續(xù)增加。能源消耗與城市擁堵、汽 車交通安全等問題已成為制約我國交通運輸業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。城市交通的智能化，信 息化，一體化成為了解決此問題的最關鍵的技術。智能交通技術可使交通堵塞減少約60%， 使短途運輸效率提高近70%，使現(xiàn)有道路網的通行能力提高2-3倍。但是，傳統(tǒng)的交通控制 方法存在著諸多的問題，主要問題如下：1)依靠道路靜態(tài)傳感器采集車流信息。目前，交通 控制領域中主要通過磁頻檢測技術、波頻檢測技術、視頻檢測技術等方式采集交通流信息。 采集到的原始數據一方面存在著各種誤差，而且經常是不完整的或是異常的。另一方面采 集到的信息具有一定的時間滯后性及單一性。2)目前車聯(lián)網剛剛興起，各個技術領域有待 完善。傳統(tǒng)交通控制方法依賴于單一的傳感器采集的靜態(tài)數據，無法對交通流進行實時的 調控，完全不適用于車聯(lián)網的工作環(huán)境。3)交通控制方法在交通非擁堵狀態(tài)下工作效果較 好，但在交通將要出現(xiàn)擁堵或是已經出現(xiàn)擁堵的情況下，控制效果較差。信號系統(tǒng)難以深入 的分析交通流擁堵的原因，更難以決策在擁堵情況下放行哪段交通流最有益于交通擁堵疏 散。4)傳統(tǒng)的交通信號控制系統(tǒng)大都是假定信號的相位方案已經確定，對信號配時算法進 行一些優(yōu)化，卻忽略了信號相位本身的優(yōu)化。屬于對交通的間接控制，不是針對交通流相 位、相序需求的直接控制。更沒能夠結合交通流的實時狀態(tài)，動態(tài)的進行相位相序的調整， 控制滯后，效率低下。

【發(fā)明內容】

[0003] 針對以上交通控制系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，本發(fā)明提供了一種基于車聯(lián)網環(huán)境下交叉口 自適用控制方法，此方法充分利用了車聯(lián)網的優(yōu)勢，通過DSRC通信技術將車輛的實時狀態(tài) 信息提供給路側單元。路側單元首先對整個交通路網進行抽象建模，計算出各股交通流的 動態(tài)優(yōu)先級。在此基礎上，根據交叉口的具體特性，建立最優(yōu)相位相序模型。通過該模型， 求得當前交叉口的最優(yōu)相位相序，使得高優(yōu)先級的交通流能夠優(yōu)先通過路口，同時保證單 次放行的車流量最大。
[0004] 本發(fā)明采用以下技術方案：一種基于車聯(lián)網環(huán)境下交叉口的自適用控制方法，車 輛通過專用短程通信技術或WIFI將實時狀態(tài)信息傳輸到路側單元，路側單元收集到車輛 的實時狀態(tài)信息進行信息統(tǒng)計處理，根據自適用控制策略得到當前路口的最優(yōu)的相位相 序，再由路側單元將控制信息反饋到交通信號機，包括以下步驟：
[0005] (1)車輛通過專用短程通信技術或WIFI將車輛的實時狀態(tài)信息發(fā)送給路側單元； 所述車輛的實時狀態(tài)信息包括：速度、加速度、車輛轉向信息、航向角、車輛GPS坐標。
[0006] (2)路側單元對交叉口內車輛的實時狀態(tài)信息進行處理統(tǒng)計，計算交叉口處各個 車流之間的關聯(lián)度；
【主權項】
1. 一種基于車聯(lián)網環(huán)境下交叉口的自適用控制方法，車輛通過專用短程通信技術或 WIFI將實時狀態(tài)信息傳輸到路側單元，路側單元收集到車輛的實時狀態(tài)信息進行信息統(tǒng)計 處理，根據自適用控制策略得到當前路口的最優(yōu)的相位相序，再由路側單元將控制信息反 饋到交通信號機，其特征在于，包括以下步驟： (1) 車輛通過專用短程通信技術或WIFI將車輛的實時狀態(tài)信息發(fā)送給路側單元； (2) 路側單元對交叉口內車輛的實時狀態(tài)信息進行處理統(tǒng)計，計算交叉口處各個車流 之間的關聯(lián)度； wij=Ii+I2
Wu表示交通流i與交通流j之間的關聯(lián)度，I:表示車道i上車輛轉向車道j的數量(V>」占車道i上車輛數量C^勺比例，12表示車輛排隊對交通流的影響，d:表示車輛的排隊 長度，d2為車輛減速到停止所經過的距離，d3為車輛正常行駛到減速的反應距離，1為相鄰 交叉口之間的距離； (3) 通過路徑優(yōu)先級模型計算各個車道上交通流的放行優(yōu)先級，路側單元根據精確的 交通流參數計算每股交通流的放行優(yōu)先級，其計算公式如下：
其中，R(i)表示車道上的交通流i的放行優(yōu)先級，n表示當前交叉口需要控制的交通流 的數量，表示交通流i與交通流j之間的關聯(lián)度，t表示當前交通流等待的時間（秒）， d表示車輛等待時間所占的比重系數； (4) 結合交通流放行優(yōu)先級得到當前路口中的最優(yōu)的相位相序，在單個交叉口處建立 加權的無向連通圖，圖中交通流i對應的結點為Q，對應的交通流的優(yōu)先級為Ri;結點L1與 Lj之間的邊表示交通流不相互沖突可以在同一個相位之內通行，利用自適用算法求解圖的 加權最大完全子圖，得到當如路口最優(yōu)的相位相序； (5) 路側單元將當前路口最優(yōu)的相位相序反饋到信號控制系統(tǒng)，以控制放行的綠時時 間，放行的綠時時間保證單次放行清空當前路口的車輛；在隊尾車輛完全通過交叉口后，發(fā) 送確認信息給路側單元，路側單元以此為依據判斷綠時的結束時間。
2. 根據權利要求1所述的一種基于車聯(lián)網環(huán)境下交叉口的自適用控制方法，其特征在 于：所述車輛的實時狀態(tài)信息包括：速度、加速度、車輛轉向信息、航向角、車輛GPS坐標。
【專利摘要】一種基于車聯(lián)網環(huán)境下交叉口的自適用控制方法，其屬于車聯(lián)網技術領域。該方法充分利用了車聯(lián)網的優(yōu)勢，將車輛的實時狀態(tài)信息提供給路側單元，它首先對整個交通路網進行抽象建模，計算出各股交通流的動態(tài)優(yōu)先級；再根據交叉口的具體特性，建立最優(yōu)相位相序模型，以求得當前交叉口的最優(yōu)相位相序，使得高優(yōu)先級的交通流能夠優(yōu)先通過路口，同時保證單次放行的車流量最大。該方法不用大量的埋設傳感器，這不僅僅減輕了城市控制系統(tǒng)建設的成本，還有益于交通控制系統(tǒng)的維護升級。實時精確的掌握交通流、車輛的狀態(tài)，大大的改變了以往交通控制系統(tǒng)嚴重滯后，得到信息較少甚至是錯誤的情況。
【IPC分類】G08G1-08
【公開號】CN104575035
【申請?zhí)枴緾N201510031026
【發(fā)明人】譚國真, 張建偉, 丁男
【申請人】大連理工大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月22日