一種連續(xù)交叉路口車輛通行控制方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及智能交通控制技術領域，特別是涉及一種連續(xù)交叉路口車輛通行控制 方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著汽車保有量的不斷攀升，交通效率、能源消耗和環(huán)境污染等問題日益嚴重。在 實際交通中，增加燃油消耗和排放的一個重要因素為交叉路口。當車輛通過交叉路口，遭遇 紅燈時，必須停車等待通行。在停車等待的過程中，汽車大多處于怠速狀態(tài)。在怠速過程中， 汽車會繼續(xù)消耗燃料，排放溫室氣體和其它有害氣體。如何通過技術手段提高交叉路口交 通效率，減少車輛在交叉路口的停車怠速和燃油消耗，成為國內外學者研宄的重點。
[0003] 近年來，智能交通裝置（ITS，IntelligentTransportationSystem)的發(fā)展為上 述問題提供了解決方案。其中減少車輛通過連續(xù)信號交叉路口燃油消耗的一個重要方法是 綠波通行技術，其可以通過協(xié)調干路交通的信號燈配時來實現(xiàn)交通流的順暢通行。該技術 的原理是對公共信號時長、各個交叉路口綠信比、各個交叉路口主干道方向的上、下行相位 差進行調整和優(yōu)化，然后給予行駛在該路段的車輛以速度提示，保證車輛順暢地通過干路 上的連續(xù)交叉路口，提高交通效率。
[0004] 上述綠波通行技術雖然對提高交叉路口的整體交通效率具有一定的積極作用，但 仍然存在許多缺陷和問題。首先，該技術僅適用于干路，對于復雜的城市連續(xù)交叉路口應用 具有局限性；其次，該技術對交通流整體具有提示和優(yōu)化作用，并不能根據單個車輛的運動 狀態(tài)和位置不同對單個車輛做出相應的速度提示。
[0005] 因此，希望有一種技術方案來克服或至少減輕現(xiàn)有技術的至少一個上述缺陷。

【發(fā)明內容】

[0006] 術語解釋
[0007] 連續(xù)交叉路口是指車輛行駛在城市道路上，其行駛路線上的一連串的交叉路口。
[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種連續(xù)交叉路口車輛通行控制方法及裝置來克服或至 少減輕現(xiàn)有技術的中的至少一個上述缺陷。
[0009] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種連續(xù)交叉路口車輛通行控制方法，其包括：
[0010] 步驟1，采集車輛行駛路線上的信號燈信息和車輛信息；
[0011] 步驟2,根據步驟1)中采集到的各所述信息，結合預先裝載的地圖信息，計算出車 輛行駛路線上N個信號燈的相位時空圖，N為車輛行駛路線上交叉路口的數量；
[0012] 步驟3,取速度vk，k= 1、2、…、n，n為自然數，且初始位置dQ= 0,di為車輛距離 第i個信號燈的距離；
[0013] 步驟4,判斷以速度Vk通過第i個信號燈的通行時間是否在相位時空圖中的綠燈 相位內，i= 1、2、…、N，若是，則該速度vk為有效速度ui，反之，則進入步驟3 ;
[0014] 步驟5,計算若干組通過N個交叉路口的有效速度組合（Ul，U2，…，uN)，求出每一組 有效速度組合的總油耗，并將總油耗最低的有效速度組合作為經濟車速，并將該經濟車速 提示給駕駛員。
[0015] 進一步地，步驟2中的車輛行駛路線上N個信號燈的相位時空圖的計算方法為：
[0016] 信號燈信息包括第i個信號燈的當前相位，綠燈相位時長為Gi,紅燈相位時長為 Ri,當前相位剩余時間為tle;ft;
[0017] 若第i個信號燈當前相位為綠燈，則第i個信號燈第j個綠燈相位開始的 時刻gi」=tleft-G片(j-1)X(GJRi)，第i個信號燈第j個綠燈相位結束時刻riJ = tleft+(j_l)X(GJRi);
[0018] 若第i個信號燈當前相位為紅燈，則第i個信號燈第j個綠燈相位開始的時刻gij =tlrft+(j-l)X(GJRi)，第i個信號燈第j個綠燈相位結束時刻rij=tlrft+Gi+(j-l)X(Gi +Ri) 〇
[0019] 進一步地，步驟4中，以速度vk通過第i個信號燈的通行時間tk的計算公式為：
[0020] tk= 3. 6X(d「(!h) /vk。
[0021] 進一步地，步驟4中判斷以速度vk通過第i個信號燈的通行時間是否在相位時空 圖中的綠燈相位內的方法為：
[0022] 車輛通過i個交叉路口所需的總時間為通過每個交叉路口時間tk之和T，若T>gu 且T〈i^_，則速度vk通過第i個信號燈的通行時間在綠燈相位內。
[0023] 進一步地，步驟5中，總油耗為以有效速度組合（Ul，u2，…，％)通過車輛行駛路線 上各相應交叉路口的信號燈的油耗Fk之和；油耗Fk的計算公式為：
[0024] Fk=fk/100X(di-dH)，fk指速度為ui時的百公里油耗。
[0025] 進一步地，V1= 5km/h，VJ5-Vlrf= 5km/h，n= 14。
[0026] 進一步地，步驟4之后，還包括：
[0027] 判斷i是否等于N，若是，則進入步驟5 ;否則令i=i+1，進入步驟3。
[0028] 由于本發(fā)明根據采集到的車輛行駛路線上的信號燈信息和車輛信息以及預先裝 載的地圖信息，計算出車輛行駛路線上每一個信號燈的相位時空圖，并判斷以不同速度通 過車輛行駛路線上各信號燈的通行時間是否在相位時空圖中的綠燈相位內，在綠燈相位內 的速度則為有效速度，再計算若干組通過車輛行駛路線上各交叉路口的有效速度組合以及 求出每一組有效速度組合的總油耗，并將總油耗最低的有效速度組合作為經濟車速，本發(fā) 明通過給予駕駛員通過連續(xù)交叉路口的經濟車速提示，使車輛能夠在綠燈相位中連續(xù)地通 過車輛行駛路線上的各交叉路口，這一方面可減少車輛停車等待綠燈相位的怠速燃油消 耗，提升車輛燃油經濟性。另一方面，可有效減少車輛在接近交叉路口時由于信號燈相位變 化引起的強制動，也可以顯著減少由于車速過高來不及制動在成闖黃燈或闖紅燈問題，對 交叉路口車輛行駛安全有提升作用，還可以減少駕駛員無法預知信號燈相位時的盲目加減 速，減少速度波動，有助于提升車輛運行舒適性。此外，還可以減少車輛在交叉路口停車啟 動過程造成的時間增加，有利于提高交叉路口的交通效率。
[0029] 本發(fā)明還提供一種連續(xù)交叉路口車輛通行控制裝置，其包括：
[0030] 交通信號采集器，設置在各交叉路口，用于采集車輛行駛路線上的信號燈信息；
[0031] 車載信息采集單元，用于采集車輛運動狀態(tài)信息；
[0032] 車載定位單元，用于采集車輛位置信息；
[0033] 車載計算單元，同時與所述交通信號采集器、所述車載信息采集單元和所述車載 定位單元相連，用于接收采集到的所述信號燈信息、所述車輛運動狀態(tài)信息及所述車輛實 時位置信息，根據各所述信息及預先裝載的地圖信息計算出車輛行駛路線上N個信號燈的 相位時空圖，N為車輛行駛路線上交叉路口的數量；取速度vk，k= 1、2、…、n，n為自然數， 且初始位置Cltl= 0,di為車輛距離第i個信號燈的距離；判斷以速度Vk通過第i個信號燈 的通行時間是否在相位時空圖中的綠燈相位內，并將在所述綠燈相位內的速度Vk作為有效 速度Ui,計算若干組通過N個交叉路口的有效速度組合（U1,U2,…，uN)，求出每一組有效速 度組合的總油耗，并將總油耗最低的有效速度組合作為經濟車速，i= 1、2、…、N;以及
[0034] 車載信息提示單元，與所述車載計算單元連接，用于接收所述車載計算單元輸出 的經濟車速，并將該經濟車速提示給駕駛員。
[0035] 進一步地，所述車載計算單元包括：
[0036] 相位時空圖計算子單元，用于在N個信號燈當前相位分別為綠燈或紅燈時，計算 出第i個信號燈第j個綠燈相位開始的時刻^和結束時刻ry
[0037] 進一步地，所述車載計算單元還包括：
[0038] 綠燈相位判斷子單元，用于計算車輛通過i個交叉路口所需的總時間T，并在T>gij 且T〈ru時，判定速度Vk通過第i個信號燈的通行時間在綠燈相位內。
[0039] 進一步地，所述車載計算單元還包括：
[0040] 經濟速度獲取子單元，用于將在所述綠燈相位內的速度Vk作為有效速度u,，計 算若干組通過N個交叉路口的有效速度組合（U1,U2，…，UN)，求出每一組有效速度組合的 總油耗，并將總油耗最低的有效速度組合作為經濟車速；所述總油耗為以有效速度組合 (Ul，U2，…，uN)通過車輛行駛路線上各相應交叉路口的信號燈