一种基于车路协同的城市路段交通诱导方法及装置

摘要

本发明提供一种基于车路协同的城市路段交通诱导方法及装置。本发明对于进入某路段的车辆通过无线实时的将自身状态信息发送到路侧设备，结合前方交通流信息及信号灯状态信息，通过诱导算法得到车辆行驶过程中的安全车距、最优车速及前方道路拥堵信息，并通过无线发送到车载设备并显示出来。采用上述方法可提升车辆出行效率，提高交叉口整体效益，达到缓解拥堵的目的。

主权项

一种基于车路协同的城市路段交通诱导方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：当前车出现故障或者紧急制动时，计算相邻前后两车之间的安全行车距离H：式中t_s为反应时间，t_n为减速度线性增长时间，a_m为最大减速加速度，v_后为前车出现制动时后车的初始速度，式中v_前为前车出现制动时前车的初始速度；L_m为两车停止后保持的距离；步骤2：计算安全诱导车速：(1)第i辆车从进入该路段到停止所用时间为：$t_i=t_c+\left|\frac{v_i-v_{i0}}{a_i}\right|+\left|\frac{L-\frac{|v_i^2-v_{i0}^2|}{2a_i}-v_{i0}*t_c}{v_i}\right|$式中t_c为进入该路段后开始调节速度的反应时间，v_i为第i辆车的引导速度，v_i0为第i辆车进入路段的初始速度，a_i为第i辆车调节车速时的加速度，L为路段长度；(2)每辆车的路段延误d_1i：$d_{1i}=t_i-\frac{L}{v_f}$式中v_f为自由流车速；每辆车的交叉口进口车道延误d_2i：$d_{2i}=\frac{c(1-\lambda )}{2(1-\lambda X)}+\frac{X^2}{2q(1-X)}-0.65{\left(\frac{c}{q^2}\right)}^{\frac{1}{3}}*X^{(2+5\lambda )}$式中d_2i为每辆车的平均延误；c为信号周期时长；λ为绿信比；q为标准化交通量；s为路段饱和流量；X为路段饱和度；(3)建立车速诱导目标函数：$D=min\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}\frac{d_{1i}+d_{2i}}{N}$约束条件为：式中，T_g为绿灯起亮时刻,T_i为第i辆车进入该路段的时刻,h排队长度，v_c为绿灯起亮后排队消散速度，T为绿灯时长，T_r为绿灯结束时刻，l_n为由车辆测距传感器测得的与前车的实时距离，N为该周期内通过交叉口的车辆数，S为交叉口进口道的饱和流率，g为有效绿灯时间，v_min为车速的最小阈值，v_max为车速的最大阈值；(4)根据上述模型求解最优诱导车速；步骤3：计算路段拥堵情况(1)计算平均行程速度路段上第i辆车的速度为：$v_i=v_{i0}+a_i(t_i-t_c)+\sqrt{a_i^2{\left(t_i-t_c\right)}^2+2a_i\left(t_i-t_c\right)v_{i0}-2a_{i}L+2a_i{v}_{i0}{t}_c}$(2)计算路段平均行程速度：$\bar{v}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{v}_i$式中n为一个周期内进入该路段的车辆数，单位为km/h；(3)计算路段饱和度X：$x=\frac{q_d}{c}$式中q_d为道路交通量，c为道路设计通行能力；(4)基于计算结果，拥堵情况根据如下标准确定：当时，x≤0.8或d_2i＜30，则认为该路段为畅通；当时，x≤0.9或30＜d_2i＜180，则认为该路段为轻度拥堵；当时，x≤1或d_2i＞180，则认为该路段拥堵；当时x＞1或d_2i≧180，则认为该路段阻塞；步骤4：将安全行车距离、安全诱导车速、路段拥堵情况通过无线传输实时展示在车载终端上。