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智能网联混行环境下道路移位左转交叉口协同控制方法技术

技术编号:42959964 阅读:18 留言:0更新日期:2024-10-15 13:09
本发明专利技术公开了智能网联混行环境下道路移位左转交叉口协同控制方法,涉及智能交通和城市交通安全技术领域,包括:智能网联移位左转信号交叉口进行功能分区;基于时间窗理论,构建信号配时与车速引导双层控制模型;混行交通流单车和多车速度控制模型构建;基于三角函数优化调整引导速度。本发明专利技术考虑移位左转信号交叉口区域内混合车流跟驰特性,对路段功能区域进行编队约束与区域范围界定设计,基于双层规划协同控制策略,构建绿灯状态和红灯状态下的单车速度引导控制策略,和后车最优速度控制方法;考虑多车队存在的制约情况,建立多车速度协同引导策略,提高车辆通行效率;并基于三角函数对最优引导速度进行优化调整,减少车辆速度波动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能交通和城市交通安全领域,尤其涉及一种智能网联混行环境下道路移位左转交叉口协同控制方法


技术介绍

1、交叉口作为城市道路网中的核心组成部分,其控制效率直接影响着整个交通系统的流畅性和效率,导致车辆在交叉口路段内发生急变速、怠速和频繁变速等不良驾驶行为的频率相对于其他交通路段区域较高,车辆通行延误提升,造成额外的燃油消耗与污染物排放。为了提升交叉口车辆通行效益和经济效益,非常规交叉口逐渐成为国内外学者的研究热点。移位左转交叉口作为一种新型的非常规交叉口之一,目前已经在深圳福田路等多地实施应用,发现该类型交叉口能够有效改善左转车流的通行能力和提高整体交叉口的运行效率。

2、随着车-路-云协同技术的发展,智能网联车辆能够进行信息感知与交互共享,可精确获取通信范围内车辆运动状态和交叉口各类信息,从独立化、机械化的传统控制模式向精细化、智能化的协同控制模式转变。人们开始寻求通过优化驾驶行为来提升驾乘舒适性和减少污染物排放。在智能网联技术平台赋能下,车载设备能够提前准确获取周围区域交通环境信息,如相位配时信息、车辆位置信息及交通流状态等,并结合自身行驶状态,提前决策,为驾驶员提供适合的引导速度,使驾驶操作更加规范,有效降低频繁改变驾驶行为次数,减少车辆延误和燃油消耗。正如智能交通网联技术的应用范围不断扩大,为打造一个安全、快捷、高效的移位左转交叉口交通系统提供了新思路。

3、基于上述背景,研究智能网联混行环境下移位左转交叉口协同控制方法,将引导模型的优势发挥到实际道路中,为未来智能网联交通环境下非常规交叉口的控制理论模型应用提供新的方法,对缓解交叉口交通拥堵、改善交叉口通行效益、提高行车安全性具有重要意义。


技术实现思路

1、为解决智能网联混行交通流环境下非常规交叉口的车辆通行效率的技术问题,本专利技术公开了一种智能网联混行环境下道路移位左转交叉口协同控制方法,提高非常规交叉口的应用可行性,适应更加复杂交通环境。

2、为实现上述目的,本专利技术采用下述技术方案:

3、智能网联混行环境下道路移位左转交叉口协同控制方法,包括如下步骤:

4、s1、智能网联移位左转信号交叉口进行功能分区;

5、s2、基于时间窗理论,构建信号配时与车速引导双层控制模型;

6、s3、混行交通流单车和多车速度控制模型构建;

7、s4、基于三角函数优化调整引导速度。

8、本专利技术的有益效果是,

9、(1)本专利技术以非常规移位左转交叉口为研究对象,基于由智能网联车辆和传统人工驾驶车辆共同组成的智能网联混行交通流场景,在车路云协同系统架构和交通环境协同感知等关键技术基础上,构建了一种智能网联信号交叉口控制系统,其中由云端控制中心、车载单元及路侧单元共同组成,并依据智能网联交通系统关键技术和参考信号交叉口功能划分标准,将其分为自由行驶区、车辆编队区、速度调控区3个功能区域,实现路段精准化、智能化的控制。

10、(2)本专利技术以考虑移位左转信号交叉口区域内混合车流跟驰特性,对路段功能区域进行编队约束与区域范围界定设计,基于双层规划协同控制策略,构建了绿灯状态和红灯状态下的单车速度引导控制策略,和后车最优速度控制方法;考虑多车队所存在的制约情况,建立了多车速度协同引导策略,提高车辆通行效率。并基于三角函数加速控制模型,对最优引导速度进行优化调整,有效避免频繁加减速,减少车辆速度波动,提升驾驶员可操作性和乘客舒适性。

11、(3)本专利技术对移位左转交叉口多种交通场景进行精细化分析处理,以车辆不停车通过交叉口和保障驾乘舒适性作为目标约束,建立了移位左转信号交叉口不同信号相位下的单车、多车及车队速度引导控制模型,达到智慧化管控效果。所提出的混合车辆速度协同控制方法能够为未来交通环境车车控制提高新思路,具有重要的研究价值与实用意义,满足未来智能非常规交叉口发展需求。

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【技术保护点】

1.智能网联混行环境下道路移位左转交叉口协同控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的智能网联混行环境下道路移位左转交叉口协同控制方法,其特征在于,步骤S1中,智能网联移位左转信号交叉口功能分区包括云端控制中心、自由行驶区、车辆编队区、速度调控区、车载设备和路侧单元,其中,速度调控区包括左转渐变区域和左转进口路段,左转渐变区域长度为:

3.根据权利要求1所述的智能网联混行环境下道路移位左转交叉口协同控制方法,其特征在于,步骤S2中,时间窗包括到达时间窗和通行时间窗,车辆进入速度调控区的初始时刻记为0,

4.根据权利要求1所述的智能网联混行环境下道路移位左转交叉口协同控制方法,其特征在于,步骤S3中,混行交通流单车和多车速度控制模型包括:

5.根据权利要求1所述的智能网联混行环境下道路移位左转交叉口协同控制方法,其特征在于,步骤S4中,基于三角函数的优化模型对网联车进行车速引导和速度变化表征,实现速度动态实时优化,速度调整表达式如下:

6.根据权利要求5所述的智能网联混行环境下道路移位左转交叉口协同控制方法,其特征在于,还包括对车辆速度进行优化调整时,建立约束条件,如下所示:

...

【技术特征摘要】

1.智能网联混行环境下道路移位左转交叉口协同控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的智能网联混行环境下道路移位左转交叉口协同控制方法,其特征在于,步骤s1中,智能网联移位左转信号交叉口功能分区包括云端控制中心、自由行驶区、车辆编队区、速度调控区、车载设备和路侧单元,其中,速度调控区包括左转渐变区域和左转进口路段,左转渐变区域长度为:

3.根据权利要求1所述的智能网联混行环境下道路移位左转交叉口协同控制方法,其特征在于,步骤s2中,时间窗包括到达时间窗和通行时间窗,车辆进入速度调控区的...

【专利技术属性】
技术研发人员:王飞潘福全张丽霞王满福朱义民田丙富刘双丛宇管晓明杨金顺梅荣德
申请(专利权)人:山东华夏高科信息股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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