一种基于渗透率的网联车专用车道动态调控方法技术

本发明专利技术公开了一种基于渗透率的网联车专用车道动态调控方法，其步骤包括：1采集当前时间段内进入各车道的总体车辆数和网联车辆数；2判断当前时间段是否需要设置网联车专用车道；3通过算法判断当前时间段内作为网联车专用车道的车道编号；4将网联车专用车道编号发送给路段上的网联车辆，同时控制相应车道标线上的智能发光道钉发光；5循环上述步骤，判断下一时间段内的网联车专用车道的车道编号。本发明专利技术能实时根据各车道的网联车渗透率来动态选择网联车专用车道的位置，降低车辆的必要换道次数，减少车辆之间的换道冲突，提高交通流运行的安全性和交通流运行效率。行的安全性和交通流运行效率。行的安全性和交通流运行效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于渗透率的网联车专用车道动态调控方法


[0001]本专利技术属于智能网联驾驶应用领域，具体是一种基于渗透率的网联车专用车道动态调控方法。

技术介绍

[0002]随着5G的实现和网联自动驾驶技术的发展，道路交通正处于传统交通向交通完全智能化发展的过程中，网联车辆的占有比例在未来交通组成中逐渐增加，但由于受客观条件的影响，网联车辆与人驾车辆混行的状态将在未来一定时间内存在，这导致网联自动驾驶技术的优势短期内难以体现。且在混合交通环境中，由于网联车辆和人驾车辆之间频繁的交互作用，一方面影响了网联车辆性能的发挥，降低了预期的通行能力；另一方面网联车辆与人驾车辆之间由于换道存在大量的冲突，增加了交通事故的发生率。
[0003]专用车道通过隔离网联车辆和人驾车辆，减少了网联车辆和人驾车辆之间的冲突，提高了交通运行的安全性，同时网联车专用车道可以充分发挥网联车辆的优势，网联车辆相比人驾车辆在跟车时保持更小的车头间距，有助于提高道路的整体通行能力。
[0004]目前大多数网联车专用车道的设置都是静态的，静态网联车专用车道不能实时根据网联车渗透率来动态选择专用车道的位置，一方面当网联车渗透率较低时，设置网联车专用车道容易造成对道路资源的浪费；另一方面当网联车专用车道的位置不匹配各车道当前的网联车渗透率时，容易造成车辆换道冲突的增多，降低了交通流运行的安全性。

技术实现思路

[0005]本专利技术为克服现有技术存在的不足之处，提供一种基于渗透率的网联车专用车道动态调控方法，以期望实时根据各车道的网联车渗透率来动态选择网联车专用车道位置，降低车辆必要换道次数，减少车辆之间的换道冲突，从而提高交通流运行的安全性和交通流运行效率。
[0006]本专利技术为达到上述专利技术目的，采用如下技术方案：
[0007]本专利技术一种基于渗透率的网联车专用车道动态调控方法的特点在于，包括以下步骤：
[0008]步骤1通过地磁车辆检测器采集以T0为固定时间间隔的当前时间段内进入每条车道的总体车辆数，记为{Q
i
|i＝1,2,
…
,n}，其中，i表示车道的编号，n表示车道的总个数，Q
i
表示当前时间段内进入第i条车道的总体车辆数；
[0009]步骤2通过智能路侧设备采集当前时间段内进入每条车道的网联车辆数，记为{q
i
|i＝1,2,
…
,n}，其中，q
i
表示当前时间段内进入第i条车道的网联车辆数；以q
i
与Q
i
之比作为第i条车道网联车的渗透率；
[0010]步骤3利用式(1)判断当前时间段内是否需要设置网联车专用车道，若式(1)成立，则表明当前时间段内需要设置网联车专用车道，并执行步骤4；否则，表明当前时间段内不需要设置网联车专用车道，并执行步骤7；
[0011][0012]式(1)中，表示所有车道上网联车的总体渗透率，δ表示需要设置网联车专用车道时网联车渗透率的下限，表示需要设置网联车专用车道时网联车渗透率的上限；
[0013]步骤4判断当前时间段内网联车专用车道的车道编号；
[0014]步骤4.1初始化车道编号k＝1，车辆的必要换道次数f＝+∞，网联车专用车道的车道编号m＝0；所述车辆必要换道次数为人驾车辆从网联车专用车道换道至其他车道的换道次数以及网联车辆从其他车道换道至网联车专用车道的换道次数之和；
[0015]步骤4.2利用式(2)计算当第k条车道作为网联车专用车道时，所有车道上游路段中全部车辆的必要换道次数f
k
：
[0016][0017]式(2)中，Q
k
表示当前时间段内进入第k条车道的总体车辆数，q
k
表示当前时间段内进入第k条车道的网联车辆数；
[0018]步骤4.3判断f
k
＜f是否成立，若成立，则执行步骤4.4；否则，执行步骤4.5；
[0019]步骤4.4令f＝f
k
，m＝k，从而更新f和m的值；
[0020]步骤4.5判断k＜n是否成立，若成立，则执行步骤4.6；否则，执行步骤4.7；
[0021]步骤4.6令k+1赋值给k后，返回步骤4.2顺序执行；
[0022]步骤4.7输出网联车专用车道的车道编号m；
[0023]步骤5利用式(3)建立当前时间段内进入所有车道的网联车总体数量与网联车专用车道单位时间的最大通行能力S之间的关系式：
[0024][0025]若式(3)成立，则通过智能路侧设备将网联车专用车道的车道编号m发送给所有车道的上游路段中的全部网联车辆，使得全部网联车辆驶入网联车专用车道m；否则，通过智能路侧设备将网联车专用车道的车道编号m值发送给所有车道的上游路段中的靠近车道编号m的前S
·
T0辆网联车辆，使得S
·
T0辆网联车辆驶入网联车专用车道m，其他网联车辆则继续在原有车道上行驶；
[0026]步骤6控制当前时间段内网联车专用车道m上的智能发光道钉发光，用于提示道路上正在该车道行驶的人驾车辆驶出车道m以及在其他车道上行驶的人驾车辆避免驶入车道m；
[0027]步骤7返回步骤1顺序执行，从而继续采集以T0为固定时间间隔的下一时间段内进入各车道总体车辆数和网联车辆数，并判断下一时间段网联车专用车道的车道编号。
[0028]本专利技术所述的一种基于渗透率的网联车专用车道动态调控方法的特点也在于，所述地磁车辆检测器均匀安装在每个车道的上游路段。
[0029]所述智能路侧设备均匀分布在道路两侧，并通过短程无线通讯方式与设置在网联车上的车
‑
路通信系统进行交互。
[0030]所述步骤6中的智能发光道钉均匀分布在各车道的交通标线上，所述智能发光道钉包括：太阳能供电模块、道钉WiFi模块、LED发光模块、控制器；
[0031]所述太阳能供电模块通过接收太阳能用来给所述智能发光道钉供电；
[0032]所述道钉WiFi模块接收网联车专用车道的车道编号并发送给所述控制器，从而控制所述LED发光模块发光。
[0033]与已有技术相比，本专利技术的有益技术效果体现在：
[0034]1、本专利技术在网联车辆和人驾车辆混合行驶的环境下，利用车路协同技术，提供了一种基于渗透率的网联车专用车道动态调控方法，可以实时根据网联车渗透率来动态选择专用车道的位置，一方面避免了当网联车渗透率较低时，设置网联车专用车道容易造成对道路资源的浪费；另一方面避免了当网联车专用车道的位置不匹配各车道当前的网联车渗透率时，造成的车辆换道冲突的增多。通过降低车辆的必要换道次数，减少车辆之间的换道冲突，有助于提高交通流运行的安全性，同时通过降低车辆由于频繁换道造成的车辆延误，有助于提高道路的通行能力。
[0035]2、与现有技术相比，本专利技术通过获取各车道实时的网联车渗透率来计算每一车道作为网联车专用车道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于渗透率的网联车专用车道动态调控方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1通过地磁车辆检测器采集以T0为固定时间间隔的当前时间段内进入每条车道的总体车辆数，记为{Q
i
|i＝1,2,
…
,n}，其中，i表示车道的编号，n表示车道的总个数，Q
i
表示当前时间段内进入第i条车道的总体车辆数；步骤2通过智能路侧设备采集当前时间段内进入每条车道的网联车辆数，记为{q
i
|i＝1,2,
…
,n}，其中，q
i
表示当前时间段内进入第i条车道的网联车辆数；以q
i
与Q
i
之比作为第i条车道网联车的渗透率；步骤3利用式(1)判断当前时间段内是否需要设置网联车专用车道，若式(1)成立，则表明当前时间段内需要设置网联车专用车道，并执行步骤4；否则，表明当前时间段内不需要设置网联车专用车道，并执行步骤7；式(1)中，表示所有车道上网联车的总体渗透率，δ表示需要设置网联车专用车道时网联车渗透率的下限，表示需要设置网联车专用车道时网联车渗透率的上限；步骤4判断当前时间段内网联车专用车道的车道编号；步骤4.1初始化车道编号k＝1，车辆的必要换道次数f＝+∞，网联车专用车道的车道编号m＝0；所述车辆必要换道次数为人驾车辆从网联车专用车道换道至其他车道的换道次数以及网联车辆从其他车道换道至网联车专用车道的换道次数之和；步骤4.2利用式(2)计算当第k条车道作为网联车专用车道时，所有车道上游路段中全部车辆的必要换道次数f
k
：式(2)中，Q
k
表示当前时间段内进入第k条车道的总体车辆数，q
k
表示当前时间段内进入第k条车道的网联车辆数；步骤4.3判断f
k
＜f是否成立，若成立，则执行步骤4.4；否则，执行步骤4.5；步骤4.4令f＝f
k

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫华，王昌胜，郭永乐，丁恒，谭昶，梁子君，宋军军，冯忠祥，刘慧文，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：