一种车联网环境下的交叉口交通流微观控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种车联网环境下的交叉口交通流微观控制方法，包括步骤：设交叉口停车线前长度为d的一段路段为变速控制区，停车线内的区域为匀速控制区；当车辆驶达变速控制区时，获取其初始状态S0(v0,t0)，其中v0为速度，t0为时刻；根据每辆车到达匀速控制区内冲突点的时间和占用的时间，从车流的可穿越时间间隙中为该车寻找一个可安全通过的时空轨迹，得到该车进入匀速控制区的“速度—时间”参数S1(v1,t1)；根据得到的S0(v0,t0)和S1(v1,t1)，求取在变速控制区内车辆的动力学运行参数；车辆按照上述步骤计算出来的运动参数进行自动驾驶。本发明能对个体车辆的运动过程进行精细化、系统性的统筹，从而使交通系统的整体运行效率得到明显提升。
【专利说明】—种车联网环境下的交叉口交通流微观控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及道路交叉口信号控制技术研究领域，特别涉及一种车联网环境下的交叉口交通流微观控制方法。
【背景技术】
[0002]目前除了流量较小的路口采用自组织、无信号控制方式以外，大部分城市交叉口都采用信号灯控制的方式，该方式包括单点、干线、区域控制等多种技术形式。作为智能交通系统的重要组成部分，交叉口信号控制技术在许多城市得到了推广和应用，然而实践表明，即便采用国际上先进的区域协调控制系统(如SCATS，用于上海、广州、沈阳等；SC00T，用于北京、成都、大连等)，对缓解城市交通拥堵状况的效果也比较有限，因此目前基于信号灯的控制方式无法满足日益增长的交通需求。
[0003]目前，物联网、移动互联网等技术正在快速发展，车联网(以车-车、车-路实时互联为特征)成为物联网最活跃的分支，而车载环境下的无线接入基础IEEE802.1lp和IEEE1609协议族分别于2010年11月、12月正式颁布。车联网技术为进行交通流精确控制提供了广阔的技术空间。
[0004]在这种背景下，提供一种能够对个体车辆的运动过程进行精细化、系统性的统筹，从而使交通系统的整体运行效率得到明显提升的交通流控制方法具有重要的意义。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种车联网环境下的交叉口交通流微观控制方法，该方法对个体车辆的运动过程进行精细化、系统性的统筹，从而使交通系统的整体运行效率得到明显提升。
[0006]本发明的目的通过以下的技术方案实现:一种车联网环境下的交叉口交通流微观控制方法，包括步骤:
[0007](I)设交叉口停车线前长度为d的一段路段为变速控制区，停车线内的区域为匀速控制区；每个交叉口均配有一个中心控制器，每个车辆在进入变速控制区和匀速控制区后与中心控制器进行实时信息交互并在中心控制器的作用下进行完全自动驾驶，车辆在变速控制区内能自由变速，但在匀速控制区内车辆需按其进入交叉口停车线的速度匀速行驶，直至驶离匀速控制区；
[0008](2)当车辆驶达变速控制区时，获取其初始状态Stl (Vtl, O，其中Vtl为速度，h为时刻；
[0009](3)根据每辆车到达匀速控制区内冲突点的时间和占用的时间，从车流的可穿越时间间隙中为该车寻找一个可安全通过的时空轨迹，得到该车进入匀速控制区的“速度一时间”参数Sjv1, ti)；
[0010](4)根据得到的Stl (v0, t0)和S1 (V1, ti)，以车辆加速度为控制对象，求取在变速控制区内车辆的动力学运行参数，且在变速控制区内同一方向前后车辆应满足以下关系式:[0011 ]
【权利要求】
1.一种车联网环境下的交叉口交通流微观控制方法，其特征在于，包括步骤: (1)设交叉口停车线前长度为d的一段路段为变速控制区，停车线内的区域为匀速控制区；每个交叉口均配有一个中心控制器，每个车辆在进入变速控制区和匀速控制区后与中心控制器进行实时信息交互并在中心控制器的作用下进行完全自动驾驶，车辆在变速控制区内能自由变速，但在匀速控制区内车辆需按其进入交叉口停车线的速度匀速行驶，直至驶离匀速控制区； (2)当车辆驶达变速控制区时，获取其初始状态Stl(V(l，，其中Vtl为速度，t0为时刻； (3)根据每辆车到达匀速控制区内冲突点的时间和占用的时间，从车流的可穿越时间间隙中为该车寻找一个可安全通过的时空轨迹，得到该车进入匀速控制区的“速度一时间”参数 S1O1, ti)； (4)根据得到的Stl(V(l，t0)和S1 (Vl, h)，以车辆加速度为控制对象，求取在变速控制区内车辆的动力学运行参数，且在变速控制区内同一方向前后车辆应满足以下关系式:
2.根据权利要求1所述的车联网环境下的交叉口交通流微观控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中，获取的车辆初始状态Stl (V(l，t0)中，Vtl为车辆的瞬时速度，即点速度。
3.根据权利要求1所述的车联网环境下的交叉口交通流微观控制方法，其特征在于，所述步骤(3)中计算车辆进入匀速控制区的“速度一时间”参数S1 (Vpt1)的步骤如下: (3-1)设变速控制区长度为d，车辆从进入变速控制区到驶离交叉口的过程中，最大加速度为a_，最大减速度为Bniin，最大速度为Vniax，在匀速控制区行驶的最小速度为Vniin ； (3-2)计算车辆进入匀速控制区的最早时间tmin:若则:‘
4.根据权利要求3所述的车联网环境下的交叉口交通流微观控制方法，其特征在于，所述步骤(3-3)中，在约束条件下车辆η可无冲突地通过N个冲突点的速度集合的方法是: (3-3-1)计算车辆名对车辆η的速度V(n)的约束区间VS;，':
5.根据权利要求3所述的车联网环境下的交叉口交通流微观控制方法，其特征在于，所述步骤(4)中，根据得到的t0)和S1G1, h)，在变速控制区内车辆的动力学运行参数的计算步骤如下: (4-1)以车辆加速度为控制对象，对车辆在变速控制区的行驶过程实行三段控制，包括:以加/减速度％作时间为U1的匀变速运动；以速度V作时间为tt的匀速运动；以加/减速度a2作时间为tt2的匀变速运动； (4-2)上述三段控制过程中的6个动力学参数应满足如下约束条件:t
【文档编号】G08G1/07GK103714704SQ201310695748
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】林培群, 卓福庆, 顾玉牧 申请人:华南理工大学