一种基于博弈论的车路协同公交优先方法及装置与流程

本发明涉及智能交通及交通管理，尤其涉及一种基于博弈论的车路协同公交优先方法及装置。

背景技术：

1、绿色出行既关系到人民群众的美好生活，又关系到经济社会高质量发展。公交优先理念的有效实施能够引导乘客选乘公共运输工具，提高公共交通方式的出行分摊率，从根本上改善城市交通环境。各大城市纷纷提出公交专用道建设，而与此对比，交叉口处的公共汽车优先手段滞后。

2、目前，公交优先系统在时间上的优先主要采用固定配时方案对公交车提供优先服务，不能对交叉路口的信号配时方案进行实时的调整。但是近年来，时间优先又被进一步分为被动优先、主动优先和实时优先，可通过合理的调整信号配时，让公交车能优先通过交叉路口。然而，在实际的交通管理方面，交通的主要参与者彼此之间都存在利益相互冲突的主体，因此，在考虑公交优先的同时，尽量减少对其他社会车辆的影响成为亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供一种基于博弈论的车路协同公交优先方法及装置，能够在保障公交优先的同时，减少对其他社会车辆的影响。

2、第一方面，本发明实施例提供一种基于博弈论的车路协同公交优先方法，所述方法包括：通过路侧感知设备获取各路口每个信号周期的车辆状态信息；根据所述车辆状态信息，利用信号控制算法的博弈模型获取每个信号周期内各相位的收益；根据所述每个信号周期内各相位的收益利用预设算法确定每个信号周期内各个相位的绿灯时间；根据所述每个信号周期内各个相位的绿灯时间确定信号配时方案，使得公交优先通行。

3、可选的，所述通过路侧感知设备获取各路口每个信号周期的车辆状态信息，包括：根据路侧感知设备对各路口各车道内的车辆进行识别，收集各路口每个信号周期的的车辆状态信息；所述车辆状态信息包括如下至少一种：各路口各个方向的车辆排队长度、车辆到达率、车辆离开率以及公交车的实时位置。

4、可选的，所述根据所述车辆状态信息，利用信号控制算法的博弈模型获取每个信号周期内各相位的收益，包括：根据周期信号内的各路口的车辆状态信息，利用第一预设算法获取周期内相位车辆的总延误，所述车辆包括普通车辆和公交车辆；根据所述周期内车辆的总延误，利用信号控制算法的博弈模型进行博弈，获取每个信号周期内各相位的收益；所述收益为周期内相位车辆的总延误损失的负值；其中，所述第一预设算法为：

5、

6、α是车辆到达率；μ是车辆离开率；r是一个周期内的有效红灯时间；d为周期内相位车辆的总延误；

7、所述信号控制算法的博弈模型为：

8、

9、td为周期内相位车辆的总延误损失；为社会车辆相位p的延误；为公交车在相位p的延误，cd为社会车辆延误造成的单位损失；cbd为公交车延误造成的单位损失；g为公交优先因子；ewc为东西向社会车辆，ewb为东西向公交车辆；snc为南北向社会车辆，snb为南北向公交车辆。

10、可选的，所述根据所述周期内车辆的总延误，利用信号控制算法的博弈模型进行博弈，获取每个信号周期内各相位的收益，包括：根据信号控制算法的博弈模型进行第一次博弈，分别获取东西向交通流和南北向交通流的收益；根据信号控制算法的博弈模型进行第二次博弈，分别获取东西向直行交通流和东西向左转交通流的收益；根据信号控制算法的博弈模型进行第三次博弈，分别获取南北向直行交通流和南北向左转交通流的收益。

11、可选的，所述根据所述每个信号周期内各相位的收益利用预设算法确定每个信号周期内各个相位的绿灯时间，包括：根据所述每个信号周期内各相位的收益，利用第二预设算法获取每个信号周期内各个相位的绿灯时间，所述绿灯时间包括：东西向直行的绿灯时间、东西向左转的绿灯时间、南北向直行的绿灯时间、南北向左转的绿灯时间。

12、可选的，所述信号控制算法的博弈模型中，车辆到达率和车辆离开率为每一信号周期内累计到达或离开的所有车辆的平均值。

13、第二方面，本发明还实施例提供一种基于博弈论的车路协同公交优先装置，所述装置包括：第一获取模块，用于通过路侧感知设备获取各路口每个信号周期的车辆状态信息；第二获取模块，根据所述车辆状态信息，利用信号控制算法的博弈模型获取每个信号周期内各相位的收益；第一确定模块，用于根据所述每个信号周期内各相位的收益利用预设算法确定每个信号周期内各个相位的绿灯时间；第二确定模块，根据所述每个信号周期内各个相位的绿灯时间确定信号配时方案，使得公交优先通行。

14、可选的，所述第一获取模块，具体用于所述通过路侧感知设备获取各路口每个信号周期的车辆状态信息，包括：根据路侧感知设备对各路口各车道内的车辆进行识别，收集各路口每个信号周期的的车辆状态信息；所述车辆状态信息包括如下至少一种：各路口各个方向的车辆排队长度、车辆到达率、车辆离开率以及公交车的实时位置。

15、可选的，所述第二获取模块，包括：第一获取子模块，用于根据周期信号内的各路口的车辆状态信息，利用第一预设算法获取周期内相位车辆的总延误，所述车辆包括普通车辆和公交车辆；第二获取子模块，用于根据所述周期内车辆的总延误，利用信号控制算法的博弈模型进行博弈，获取每个信号周期内各相位的收益；所述收益为周期内相位车辆的总延误损失的负值；

16、其中，所述第一预设算法为：

17、

18、α是车辆到达率；μ是车辆离开率；r是一个周期内的有效红灯时间；d为周期内相位车辆的总延误；

19、所述信号控制算法的博弈模型为：

20、

21、td为周期内相位车辆的总延误损失；为社会车辆相位p的延误；为公交车在相位p的延误，cd为社会车辆延误造成的单位损失；cbd为公交车延误造成的单位损失；g为公交优先因子；ewc为东西向社会车辆，ewb为东西向公交车辆；snc为南北向社会车辆，snb为南北向公交车辆。

22、可选的，所述第二获取子模块，包括：第一博弈子模块，用于根据信号控制算法的博弈模型进行第一次博弈，分别获取东西向交通流和南北向交通流的收益；第二博弈子模块，用于根据信号控制算法的博弈模型进行第二次博弈，分别获取东西向直行交通流和东西向左转交通流的收益；第三博弈子模块，用于根据信号控制算法的博弈模型进行第三次博弈，分别获取南北向直行交通流和南北向左转交通流的收益。

23、可选的，所述第一确定模块，具体用于根据所述每个信号周期内各相位的收益，利用第二预设算法获取每个信号周期内各个相位的绿灯时间，所述绿灯时间包括：东西向直行的绿灯时间、东西向左转的绿灯时间、南北向直行的绿灯时间、南北向左转的绿灯时间。

24、可选的，所述信号控制算法的博弈模型中，车辆到达率和车辆离开率为每一信号周期内累计到达或离开的所有车辆的平均值。

25、本发明实施提供一种基于博弈论的车路协同公交优先方法及系统，利用车路协同系统获取到交叉路口各个方向的车辆状态信息，根据博弈论决策出交叉路口各相位的最佳绿灯时长，通过实时动态调整信号灯配时方案，能够在保障公交优先的同时，减少对其他社会车辆的影响。