一种基于车联网环境下交叉口的自适用控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于车联网环境下交叉口的自适用控制方法，其属于车联网技术 领域。
【背景技术】
[0002] 随着国民经济的快速发展，城市机动车的数量持续增加。能源消耗与城市拥堵、汽 车交通安全等问题已成为制约我国交通运输业可持续发展的瓶颈。城市交通的智能化，信 息化，一体化成为了解决此问题的最关键的技术。智能交通技术可使交通堵塞减少约60%， 使短途运输效率提高近70%，使现有道路网的通行能力提高2-3倍。但是，传统的交通控制 方法存在着诸多的问题，主要问题如下：1)依靠道路静态传感器采集车流信息。目前，交通 控制领域中主要通过磁频检测技术、波频检测技术、视频检测技术等方式采集交通流信息。 采集到的原始数据一方面存在着各种误差，而且经常是不完整的或是异常的。另一方面采 集到的信息具有一定的时间滞后性及单一性。2)目前车联网刚刚兴起，各个技术领域有待 完善。传统交通控制方法依赖于单一的传感器采集的静态数据，无法对交通流进行实时的 调控，完全不适用于车联网的工作环境。3)交通控制方法在交通非拥堵状态下工作效果较 好，但在交通将要出现拥堵或是已经出现拥堵的情况下，控制效果较差。信号系统难以深入 的分析交通流拥堵的原因，更难以决策在拥堵情况下放行哪段交通流最有益于交通拥堵疏 散。4)传统的交通信号控制系统大都是假定信号的相位方案已经确定，对信号配时算法进 行一些优化，却忽略了信号相位本身的优化。属于对交通的间接控制，不是针对交通流相 位、相序需求的直接控制。更没能够结合交通流的实时状态，动态的进行相位相序的调整， 控制滞后，效率低下。
【发明内容】
[0003] 针对以上交通控制系统出现的问题，本发明提供了一种基于车联网环境下交叉口 自适用控制方法，此方法充分利用了车联网的优势，通过DSRC通信技术将车辆的实时状态 信息提供给路侧单元。路侧单元首先对整个交通路网进行抽象建模，计算出各股交通流的 动态优先级。在此基础上，根据交叉口的具体特性，建立最优相位相序模型。通过该模型， 求得当前交叉口的最优相位相序，使得高优先级的交通流能够优先通过路口，同时保证单 次放行的车流量最大。
[0004] 本发明采用以下技术方案：一种基于车联网环境下交叉口的自适用控制方法，车 辆通过专用短程通信技术或WIFI将实时状态信息传输到路侧单元，路侧单元收集到车辆 的实时状态信息进行信息统计处理，根据自适用控制策略得到当前路口的最优的相位相 序，再由路侧单元将控制信息反馈到交通信号机，包括以下步骤：
[0005] (1)车辆通过专用短程通信技术或WIFI将车辆的实时状态信息发送给路侧单元； 所述车辆的实时状态信息包括：速度、加速度、车辆转向信息、航向角、车辆GPS坐标。
[0006] (2)路侧单元对交叉口内车辆的实时状态信息进行处理统计，计算交叉口处各个 车流之间的关联度；
【主权项】
1. 一种基于车联网环境下交叉口的自适用控制方法，车辆通过专用短程通信技术或 WIFI将实时状态信息传输到路侧单元，路侧单元收集到车辆的实时状态信息进行信息统计 处理，根据自适用控制策略得到当前路口的最优的相位相序，再由路侧单元将控制信息反 馈到交通信号机，其特征在于，包括以下步骤： (1) 车辆通过专用短程通信技术或WIFI将车辆的实时状态信息发送给路侧单元； (2) 路侧单元对交叉口内车辆的实时状态信息进行处理统计，计算交叉口处各个车流 之间的关联度； wij=Ii+I2
Wu表示交通流i与交通流j之间的关联度，I:表示车道i上车辆转向车道j的数量(V>」占车道i上车辆数量C^勺比例，12表示车辆排队对交通流的影响，d:表示车辆的排队 长度，d2为车辆减速到停止所经过的距离，d3为车辆正常行驶到减速的反应距离，1为相邻 交叉口之间的距离； (3) 通过路径优先级模型计算各个车道上交通流的放行优先级，路侧单元根据精确的 交通流参数计算每股交通流的放行优先级，其计算公式如下：
其中，R(i)表示车道上的交通流i的放行优先级，n表示当前交叉口需要控制的交通流 的数量，表示交通流i与交通流j之间的关联度，t表示当前交通流等待的时间（秒）， d表示车辆等待时间所占的比重系数； (4) 结合交通流放行优先级得到当前路口中的最优的相位相序，在单个交叉口处建立 加权的无向连通图，图中交通流i对应的结点为Q，对应的交通流的优先级为Ri;结点L1与 Lj之间的边表示交通流不相互冲突可以在同一个相位之内通行，利用自适用算法求解图的 加权最大完全子图，得到当如路口最优的相位相序； (5) 路侧单元将当前路口最优的相位相序反馈到信号控制系统，以控制放行的绿时时 间，放行的绿时时间保证单次放行清空当前路口的车辆；在队尾车辆完全通过交叉口后，发 送确认信息给路侧单元，路侧单元以此为依据判断绿时的结束时间。
2. 根据权利要求1所述的一种基于车联网环境下交叉口的自适用控制方法，其特征在 于：所述车辆的实时状态信息包括：速度、加速度、车辆转向信息、航向角、车辆GPS坐标。
【专利摘要】一种基于车联网环境下交叉口的自适用控制方法，其属于车联网技术领域。该方法充分利用了车联网的优势，将车辆的实时状态信息提供给路侧单元，它首先对整个交通路网进行抽象建模，计算出各股交通流的动态优先级；再根据交叉口的具体特性，建立最优相位相序模型，以求得当前交叉口的最优相位相序，使得高优先级的交通流能够优先通过路口，同时保证单次放行的车流量最大。该方法不用大量的埋设传感器，这不仅仅减轻了城市控制系统建设的成本，还有益于交通控制系统的维护升级。实时精确的掌握交通流、车辆的状态，大大的改变了以往交通控制系统严重滞后，得到信息较少甚至是错误的情况。
【IPC分类】G08G1-08
【公开号】CN104575035
【申请号】CN201510031026
【发明人】谭国真, 张建伟, 丁男
【申请人】大连理工大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月22日