一種基于智能信號燈系統(tǒng)的異質(zhì)交通流通行方法、存儲介質(zhì)及設(shè)備

本發(fā)明涉及交通管理與控制，具體地，涉及一種智能信號燈系統(tǒng)的異質(zhì)交通流通行方法、存儲介質(zhì)及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著智能網(wǎng)聯(lián)車輛的逐步普及，交通流中異質(zhì)化的特性愈加明顯，即傳統(tǒng)人工駕駛車輛與具備車聯(lián)網(wǎng)通信能力的智能網(wǎng)聯(lián)車輛并存。智能網(wǎng)聯(lián)車輛通過v2v和v2i通信技術(shù)，可以實時共享位置、速度、加速度等信息，與其他車輛和基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同決策。網(wǎng)聯(lián)車輛能夠預(yù)測前方路況并提前調(diào)整速度，從而減少緊急制動和加速行為，降低擁堵的傳播效應(yīng)。

2、但是，現(xiàn)有的交通管理系統(tǒng)無法充分利用智能網(wǎng)聯(lián)車輛的網(wǎng)絡(luò)特性，無法實現(xiàn)對異質(zhì)車輛在交叉口的高效協(xié)調(diào)管理，導(dǎo)致交叉口通行效率低、交通擁堵加劇和安全隱患增加。因此，迫切需要一種能夠?qū)崟r識別、協(xié)調(diào)和優(yōu)化兩類車輛的通行方法，以提高整體交通效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于智能信號燈系統(tǒng)的異質(zhì)交通流通行方法、存儲介質(zhì)及設(shè)備，旨在通過智能交通信號燈系統(tǒng)以及智能網(wǎng)聯(lián)車輛和人工駕駛車輛的協(xié)同控制策略，實現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)車輛和人工駕駛車輛在交叉口的高效協(xié)調(diào)通行。

2、為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種基于智能信號燈系統(tǒng)的異質(zhì)交通流通行方法，具體包括如下步驟：

3、步驟s1、通過智能信號燈系統(tǒng)獲取交叉口某向車道異質(zhì)交通流的交通流量，并獲取異質(zhì)交通流的行駛信息；所述異質(zhì)交通流包括：智能網(wǎng)聯(lián)車輛和人工駕駛車輛；

4、步驟s2、對于智能網(wǎng)聯(lián)車輛，確定所述智能網(wǎng)聯(lián)車輛與前車的最小安全距離，并將所述智網(wǎng)聯(lián)車輛行駛到最小安全距離處；

5、步驟s3、將處于最小安全距離處的智能網(wǎng)聯(lián)車輛，基于動態(tài)速度規(guī)劃算法優(yōu)化智能網(wǎng)聯(lián)車輛的啟動速度，獲取該車道上所有智能網(wǎng)聯(lián)車輛在智能信號燈系統(tǒng)的信號燈為綠燈時通行的總延誤時間；

6、步驟s4、對于人工駕駛車輛，獲取該車道上所有人工駕駛車輛在智能信號燈系統(tǒng)的信號燈為綠燈時通行的總延誤時間；

7、步驟s5、根據(jù)該向車道上所有智能網(wǎng)聯(lián)車輛的總延誤時間和所有人工駕駛車輛的總延誤時間來動態(tài)調(diào)整智能信號燈系統(tǒng)的信號燈為綠燈的時長，用于異質(zhì)交通流的通行。

8、進一步地，步驟s1包括如下子步驟：

9、步驟s1.1、智能信號燈系統(tǒng)通過聲波反射測量每輛車的行駛速度以及相鄰車之間的距離，作為異質(zhì)交通流的行駛信息；

10、步驟s1.2、智能信號燈系統(tǒng)通過v2x通信設(shè)備識別智能網(wǎng)聯(lián)車輛，其余未識別車輛為人工駕駛車輛，得到智能網(wǎng)聯(lián)車輛和人工駕駛車輛的交通流量。

11、進一步地，步驟s2中所述智能網(wǎng)聯(lián)車輛與前車的最小安全距離dsafe的計算過程為：

12、

13、其中，vcav(t)表示所述智能網(wǎng)聯(lián)車輛的行駛速度，tr表示所述智能網(wǎng)聯(lián)車輛的反應(yīng)時間，acav(t)表示所述智能網(wǎng)聯(lián)車輛的最大減速度。

14、進一步地，所述智能網(wǎng)聯(lián)車輛的啟動速度的優(yōu)化過程為：

15、

16、其中，vopt(t)表示所述智能網(wǎng)聯(lián)車輛優(yōu)化的啟動速度，α表示acav(t)的權(quán)重系數(shù)，β表示dsafe的權(quán)重系數(shù)，γ表示vcav(t)的權(quán)重系數(shù)，t表示所述智能網(wǎng)聯(lián)車輛的啟動時間。

17、進一步地，步驟s3中該車道上所有智能網(wǎng)聯(lián)車輛的總延誤時間tcav的計算過程為：

18、

19、其中，λcav(t)表示交叉口某向車道上智能網(wǎng)聯(lián)車輛的交通流量。

20、進一步地，步驟s4中該車道上所有人工駕駛車輛的總延誤時間thdv的計算過程為：

21、thdv＝thdv,末

22、其中，thdv,末表示交叉口某向車道上最后一輛人工駕駛車輛的延誤時間。

23、進一步地，所述智能信號燈系統(tǒng)的信號燈為綠燈的時長的調(diào)整過程為：

24、

25、其中，tgreen為智能信號燈系統(tǒng)的信號燈為綠燈的時長，c為智能信號燈系統(tǒng)的信號燈的總信號周期，α為動態(tài)調(diào)整的權(quán)重系數(shù)，

26、進一步地，若交叉口某向車道的數(shù)量為3以上，在高峰時段對智能網(wǎng)聯(lián)車輛和人工駕駛車輛進行車道分配，智能信號燈系統(tǒng)通過電子標(biāo)志、信號燈和變道指示設(shè)備提醒智能網(wǎng)聯(lián)車輛和人工駕駛車輛進行相應(yīng)的車道切換；

27、所述車道分配的具體過程為：

28、

29、其中，ncav表示分配給智能網(wǎng)聯(lián)車輛的車道數(shù)，表示向下取整；nhdv表示分配給人工駕駛車輛的車道數(shù)，表示向上取整，na表示交叉口某向車道的數(shù)量，λcav表示交叉口某向車道進入高峰時刻的智能網(wǎng)聯(lián)車輛的交通流量，λhdv表示交叉口某向車道進入高峰時刻的人工駕駛車輛的交通流量。

30、進一步地，本發(fā)明還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，存儲有計算機程序，所述計算機程序使計算機執(zhí)行所述的基于智能信號燈系統(tǒng)的異質(zhì)交通流通行方法。

31、進一步地，本發(fā)明還提供了一種電子設(shè)備，包括：存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行計算機程序時，實現(xiàn)所述的基于智能信號燈系統(tǒng)的異質(zhì)交通流通行方法。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明基于智能信號燈系統(tǒng)的異質(zhì)交通流通行方法為更好地優(yōu)化交叉口的通行效率，通過分析異質(zhì)交通流在智能信號燈系統(tǒng)的信號燈為綠燈時通行的延誤時間，并對智能網(wǎng)聯(lián)車輛的延誤時間基于安全距離和優(yōu)化的啟動速度進行優(yōu)化，使其能夠在綠燈時快速啟動并以最佳加速方式通過交叉口，同時在確保安全的前提下以動態(tài)調(diào)整的最小間距緊密跟隨車隊，這種優(yōu)化方式顯著減少了傳統(tǒng)信號控制技術(shù)中因固定啟動延遲導(dǎo)致的時間浪費，避免了傳統(tǒng)“固定安全距離”策略下的通行效率損失，通過提升智能網(wǎng)聯(lián)車輛的啟動響應(yīng)能力和車隊協(xié)調(diào)性，縮短了智能網(wǎng)聯(lián)車輛在等待時的車距，還大幅提高了單位時間內(nèi)的通行車輛數(shù)量，有效改善了交叉口的通行效率；同時，本發(fā)明還基于延誤時間進行綠燈時長調(diào)節(jié)，通過實時采集和分析異質(zhì)交通流中車輛的延誤時間，動態(tài)調(diào)整綠燈持續(xù)時間，使綠燈時長更加符合當(dāng)前交通狀態(tài)的實際需求，當(dāng)交叉口某向交通壓力較大時，延長綠燈時間可以有效減少車輛滯留，提高通行能力；而在交通壓力較小時，縮短綠燈時間則可避免浪費綠燈時段，這種方法能夠最大化利用交叉口的通行資源，實現(xiàn)更高效的交通疏導(dǎo)；此外，本發(fā)明還根據(jù)交叉口某向車道的數(shù)量進行智能網(wǎng)聯(lián)車輛和人工駕駛車輛的車道分配，通過分配車道資源，顯著減少智能網(wǎng)聯(lián)車隊的延誤，同時為人工駕駛車輛提供更暢通的通行條件，避免了因資源沖突導(dǎo)致的瓶頸效應(yīng)，最終，實現(xiàn)整個交叉口車輛的平均延誤最小化，提高通行效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于智能信號燈系統(tǒng)的異質(zhì)交通流通行方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于智能信號燈系統(tǒng)的異質(zhì)交通流通行方法，其特征在于，步驟s1包括如下子步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于智能信號燈系統(tǒng)的異質(zhì)交通流通行方法，其特征在于，步驟s2中所述智能網(wǎng)聯(lián)車輛與前車的最小安全距離dsafe的計算過程為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于智能信號燈系統(tǒng)的異質(zhì)交通流通行方法，其特征在于，所述智能網(wǎng)聯(lián)車輛的啟動速度的優(yōu)化過程為：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于智能信號燈系統(tǒng)的異質(zhì)交通流通行方法，其特征在于，步驟s3中該車道上所有智能網(wǎng)聯(lián)車輛的總延誤時間tcav的計算過程為：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于智能信號燈系統(tǒng)的異質(zhì)交通流通行方法，其特征在于，步驟s4中該車道上所有人工駕駛車輛的總延誤時間thdv的計算過程為：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于智能信號燈系統(tǒng)的異質(zhì)交通流通行方法，其特征在于，所述智能信號燈系統(tǒng)的信號燈為綠燈的時長的調(diào)整過程為：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于智能信號燈系統(tǒng)的異質(zhì)交通流通行方法，其特征在于，若交叉口某向車道的數(shù)量為3以上，在高峰時段對智能網(wǎng)聯(lián)車輛和人工駕駛車輛進行車道分配，智能信號燈系統(tǒng)通過電子標(biāo)志、信號燈和變道指示設(shè)備提醒智能網(wǎng)聯(lián)車輛和人工駕駛車輛進行相應(yīng)的車道切換；

9.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序使計算機執(zhí)行如權(quán)利要求1-8任一項所述的基于智能信號燈系統(tǒng)的異質(zhì)交通流通行方法。

10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行計算機程序時，實現(xiàn)如權(quán)利要求1-8任一項所述的基于智能信號燈系統(tǒng)的異質(zhì)交通流通行方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于智能信號燈系統(tǒng)的異質(zhì)交通流通行方法、存儲介質(zhì)及設(shè)備，包括：通過智能信號燈系統(tǒng)獲取交叉口某向車道異質(zhì)交通流的交通流量，并獲取異質(zhì)交通流的行駛信息；對于智能網(wǎng)聯(lián)車輛，確定與前車的最小安全距離，并行駛到最小安全距離處，基于動態(tài)速度規(guī)劃算法優(yōu)化智能網(wǎng)聯(lián)車輛的啟動速度，獲取該車道上所有智能網(wǎng)聯(lián)車輛在信號燈為綠燈時通行的總延誤時間；對于人工駕駛車輛，獲取該車道上所有人工駕駛車輛在信號燈為綠燈時通行的總延誤時間；根據(jù)該向車道上所有車輛的總延誤時間來動態(tài)調(diào)整智能信號燈系統(tǒng)的信號燈為綠燈的時長，用于異質(zhì)交通流的通行。本發(fā)明實現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)車輛和人工駕駛車輛在交叉口的高效協(xié)調(diào)通行。

技術(shù)研發(fā)人員：畢云蕊,司想,杜一君,沈野
受保護的技術(shù)使用者：南京工程學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9