一种连续交叉路口车辆通行控制方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及智能交通控制技术领域，特别是涉及一种连续交叉路口车辆通行控制 方法及装置。
【背景技术】
[0002] 随着汽车保有量的不断攀升，交通效率、能源消耗和环境污染等问题日益严重。在 实际交通中，增加燃油消耗和排放的一个重要因素为交叉路口。当车辆通过交叉路口，遭遇 红灯时，必须停车等待通行。在停车等待的过程中，汽车大多处于怠速状态。在怠速过程中， 汽车会继续消耗燃料，排放温室气体和其它有害气体。如何通过技术手段提高交叉路口交 通效率，减少车辆在交叉路口的停车怠速和燃油消耗，成为国内外学者研宄的重点。
[0003] 近年来，智能交通装置（ITS，IntelligentTransportationSystem)的发展为上 述问题提供了解决方案。其中减少车辆通过连续信号交叉路口燃油消耗的一个重要方法是 绿波通行技术，其可以通过协调干路交通的信号灯配时来实现交通流的顺畅通行。该技术 的原理是对公共信号时长、各个交叉路口绿信比、各个交叉路口主干道方向的上、下行相位 差进行调整和优化，然后给予行驶在该路段的车辆以速度提示，保证车辆顺畅地通过干路 上的连续交叉路口，提高交通效率。
[0004] 上述绿波通行技术虽然对提高交叉路口的整体交通效率具有一定的积极作用，但 仍然存在许多缺陷和问题。首先，该技术仅适用于干路，对于复杂的城市连续交叉路口应用 具有局限性；其次，该技术对交通流整体具有提示和优化作用，并不能根据单个车辆的运动 状态和位置不同对单个车辆做出相应的速度提示。
[0005] 因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
【发明内容】
[0006] 术语解释
[0007] 连续交叉路口是指车辆行驶在城市道路上，其行驶路线上的一连串的交叉路口。
[0008] 本发明的目的在于提供一种连续交叉路口车辆通行控制方法及装置来克服或至 少减轻现有技术的中的至少一个上述缺陷。
[0009] 为实现上述目的，本发明提供一种连续交叉路口车辆通行控制方法，其包括：
[0010] 步骤1，采集车辆行驶路线上的信号灯信息和车辆信息；
[0011] 步骤2,根据步骤1)中采集到的各所述信息，结合预先装载的地图信息，计算出车 辆行驶路线上N个信号灯的相位时空图，N为车辆行驶路线上交叉路口的数量；
[0012] 步骤3,取速度vk，k= 1、2、…、n，n为自然数，且初始位置dQ= 0,di为车辆距离 第i个信号灯的距离；
[0013] 步骤4,判断以速度Vk通过第i个信号灯的通行时间是否在相位时空图中的绿灯 相位内，i= 1、2、…、N，若是，则该速度vk为有效速度ui，反之，则进入步骤3 ;
[0014] 步骤5,计算若干组通过N个交叉路口的有效速度组合（Ul，U2，…，uN)，求出每一组 有效速度组合的总油耗，并将总油耗最低的有效速度组合作为经济车速，并将该经济车速 提示给驾驶员。
[0015] 进一步地，步骤2中的车辆行驶路线上N个信号灯的相位时空图的计算方法为：
[0016] 信号灯信息包括第i个信号灯的当前相位，绿灯相位时长为Gi,红灯相位时长为 Ri,当前相位剩余时间为tle;ft;
[0017] 若第i个信号灯当前相位为绿灯，则第i个信号灯第j个绿灯相位开始的 时刻gi」=tleft-G片(j-1)X(GJRi)，第i个信号灯第j个绿灯相位结束时刻riJ = tleft+(j_l)X(GJRi);
[0018] 若第i个信号灯当前相位为红灯，则第i个信号灯第j个绿灯相位开始的时刻gij =tlrft+(j-l)X(GJRi)，第i个信号灯第j个绿灯相位结束时刻rij=tlrft+Gi+(j-l)X(Gi +Ri) 〇
[0019] 进一步地，步骤4中，以速度vk通过第i个信号灯的通行时间tk的计算公式为：
[0020] tk= 3. 6X(d「(!h) /vk。
[0021] 进一步地，步骤4中判断以速度vk通过第i个信号灯的通行时间是否在相位时空 图中的绿灯相位内的方法为：
[0022] 车辆通过i个交叉路口所需的总时间为通过每个交叉路口时间tk之和T，若T>gu 且T〈i^_，则速度vk通过第i个信号灯的通行时间在绿灯相位内。
[0023] 进一步地，步骤5中，总油耗为以有效速度组合（Ul，u2，…，％)通过车辆行驶路线 上各相应交叉路口的信号灯的油耗Fk之和；油耗Fk的计算公式为：
[0024] Fk=fk/100X(di-dH)，fk指速度为ui时的百公里油耗。
[0025] 进一步地，V1= 5km/h，VJ5-Vlrf= 5km/h，n= 14。
[0026] 进一步地，步骤4之后，还包括：
[0027] 判断i是否等于N，若是，则进入步骤5 ;否则令i=i+1，进入步骤3。
[0028] 由于本发明根据采集到的车辆行驶路线上的信号灯信息和车辆信息以及预先装 载的地图信息，计算出车辆行驶路线上每一个信号灯的相位时空图，并判断以不同速度通 过车辆行驶路线上各信号灯的通行时间是否在相位时空图中的绿灯相位内，在绿灯相位内 的速度则为有效速度，再计算若干组通过车辆行驶路线上各交叉路口的有效速度组合以及 求出每一组有效速度组合的总油耗，并将总油耗最低的有效速度组合作为经济车速，本发 明通过给予驾驶员通过连续交叉路口的经济车速提示，使车辆能够在绿灯相位中连续地通 过车辆行驶路线上的各交叉路口，这一方面可减少车辆停车等待绿灯相位的怠速燃油消 耗，提升车辆燃油经济性。另一方面，可有效减少车辆在接近交叉路口时由于信号灯相位变 化引起的强制动，也可以显著减少由于车速过高来不及制动在成闯黄灯或闯红灯问题，对 交叉路口车辆行驶安全有提升作用，还可以减少驾驶员无法预知信号灯相位时的盲目加减 速，减少速度波动，有助于提升车辆运行舒适性。此外，还可以减少车辆在交叉路口停车启 动过程造成的时间增加，有利于提高交叉路口的交通效率。
[0029] 本发明还提供一种连续交叉路口车辆通行控制装置，其包括：
[0030] 交通信号采集器，设置在各交叉路口，用于采集车辆行驶路线上的信号灯信息；
[0031] 车载信息采集单元，用于采集车辆运动状态信息；
[0032] 车载定位单元，用于采集车辆位置信息；
[0033] 车载计算单元，同时与所述交通信号采集器、所述车载信息采集单元和所述车载 定位单元相连，用于接收采集到的所述信号灯信息、所述车辆运动状态信息及所述车辆实 时位置信息，根据各所述信息及预先装载的地图信息计算出车辆行驶路线上N个信号灯的 相位时空图，N为车辆行驶路线上交叉路口的数量；取速度vk，k= 1、2、…、n，n为自然数， 且初始位置Cltl= 0,di为车辆距离第i个信号灯的距离；判断以速度Vk通过第i个信号灯 的通行时间是否在相位时空图中的绿灯相位内，并将在所述绿灯相位内的速度Vk作为有效 速度Ui,计算若干组通过N个交叉路口的有效速度组合（U1,U2,…，uN)，求出每一组有效速 度组合的总油耗，并将总油耗最低的有效速度组合作为经济车速，i= 1、2、…、N;以及
[0034] 车载信息提示单元，与所述车载计算单元连接，用于接收所述车载计算单元输出 的经济车速，并将该经济车速提示给驾驶员。
[0035] 进一步地，所述车载计算单元包括：
[0036] 相位时空图计算子单元，用于在N个信号灯当前相位分别为绿灯或红灯时，计算 出第i个信号灯第j个绿灯相位开始的时刻^和结束时刻ry
[0037] 进一步地，所述车载计算单元还包括：
[0038] 绿灯相位判断子单元，用于计算车辆通过i个交叉路口所需的总时间T，并在T>gij 且T〈ru时，判定速度Vk通过第i个信号灯的通行时间在绿灯相位内。
[0039] 进一步地，所述车载计算单元还包括：
[0040] 经济速度获取子单元，用于将在所述绿灯相位内的速度Vk作为有效速度u,，计 算若干组通过N个交叉路口的有效速度组合（U1,U2，…，UN)，求出每一组有效速度组合的 总油耗，并将总油耗最低的有效速度组合作为经济车速；所述总油耗为以有效速度组合 (Ul，U2，…，uN)通过车辆行驶路线上各相应交叉路口的信号灯