一种智能网联直行车队交叉口组织方法及装置与流程

1.本发明属于智能交通控制领域，具体涉及一种智能网联直行车队交叉口组织方法及装置。


背景技术：

2.智能网联直行车队在运行过程中，为达到较高的运行效率，通常会呈单条车队形式行驶。为使智能网联直行车队在尽可能短的时间内全部通过交叉口，以达到交叉口运行效率的最大化。现有针对智能网联直行车队的交叉口组织方法多是从信号配时优化的角度进行研究。已有研究具体为在常规的信号灯相位中增加一智能网联直行车队专用相位，为每辆进入控制范围的智能网联直行车队分配进入交叉口的时间和期望速度。这样的方法在配时角度得到了暂时的优化，但简单粗暴，缺乏对智能网联直行车队在交叉口空间上的组织，以及智能网联直行车队在交叉口进口道上的分配。


技术实现要素：

3.发明目的：针对以上问题，本发明提出一种智能网联直行车队交叉口组织方法及装置。
4.技术方案：为实现本发明的目的，本发明首先提出一种智能网联直行车队交叉口组织方法，所述方法具体包括如下步骤：
5.步骤1，获取智能网联直行车队预计通过的目标交叉口的交通设施信息；所述交通设施信息包括直行车道数量和直右车道数量；
6.步骤2，获取智能网联直行车队的车队长度和目标交叉口的已有排队车辆信息；所述交叉口的已有排队车辆信息包括交叉口直行车道和直右车道的排队车辆数；
7.步骤3，将智能网联直行车队的车辆随机分配至目标叉口的直行和直右车道，得到若干种分配方案，从中随机选取s种分配方案作为智能网联直行车队的交叉口组织方法备选方案集；
8.步骤4，为智能网联直行车队的交叉口组织方法备选方案集中的每一种分配方案计算各自对应的评价指标值；
9.步骤5，从步骤4计算得到的评价指标值，选择评价指标值最小的分配方案作为最终智能网联直行车队通过交叉口的组织方案。
10.进一步地，步骤3中得到的若干种分配方案均满足下列表达式：
11.n＝n1 n2 ... n
m
12.式中，n是智能网联直行车队的车辆数，m是交叉口直行及直右车道的数量，n1是分配到第一条直行或直右车道的智能网联直行车队的车辆数，n
m
是分配到第m条直行或直右车道的智能网联直行车队的车辆数。
13.进一步地，所述步骤4的方法具体如下：
14.步骤4.1：计算相邻车道间的均匀性指标y
k
：
[0015][0016][0017]
式中，n
k
表示分配到第k条车道的智能网联直行车队的车辆数，n
k 1
表示分配到第k 1条车道的智能网联直行车队的车辆数，a
k
表示第k条车道已有的排队车辆数，a
k 1
表示第k 1条车道已有的排队车辆数，m是交叉口直行及直右车道的数量，α
k 1
是第k 1条车道的折减系数，ω表示预设的直右车道折减值；
[0018]
步骤4.2，根据相邻车道间的均匀性指标，为每一种分配方案计算各自对应的评价指标值w：
[0019][0020]
式中，y
k 1
表示相邻车道，具体为第k 1条与第k 2条车道间的均匀性指标。
[0021]
本发明还提出一种智能网联直行车队交叉口组织方法确定装置，包括：
[0022]
交叉口信息感知模块，分别布置在各个交叉口处，包括交叉口交通设施信息的感知单元和交叉口已有排队车辆信息的感知单元；
[0023]
所述交叉口交通设施信息的感知单元，用于获取交叉口的直行车道以及直右车道的数量；
[0024]
所述交叉口已有排队车辆信息的感知单元，用于获取交叉口的各个直行车道和直右车道的已有排队车辆数；
[0025]
智能网联直行车队状态感知模块，包括对本车队的自感知单元以及对目标交叉口的交通信息感知单元；
[0026]
所述自感知单元，用于获取智能网联直行车队的车辆数；
[0027]
所述交通信息感知单元，用于获取目标交叉口的交叉口信息感知模块中所储存的信息；
[0028]
交叉口组织方法划分及评价指标计算模块，包括交叉口组织方法划分单元以及划分方案评价指标计算单元；
[0029]
所述交叉口组织方法划分单元，用于根据交叉口交通设施信息的感知单元和智能网联直行车队状态感知模块获取的数据信息，得到智能网联直行车队的交叉口组织方法备选方案集；
[0030]
所述划分方案评价指标计算单元，用于计算智能网联直行车队的交叉口组织方法备选方案集中的每一种分配方案的评价指标；
[0031]
交叉口组织方法确定模块，用于在智能网联直行车队的交叉口组织方法备选方案集中每一种分配方案的评价指标中，选择评价指标值最小的分配方案作为最终的智能网联直行车队交叉口组织方案。
[0032]
进一步地，交叉口组织方法划分单元得到智能网联直行车队的交叉口组织方法备选方案集的方法如下：
[0033]
交叉口组织方法划分单元将智能网联直行车队的车辆随机分配至目标交叉口的
直行和直右车道，得到若干种分配方案，从中随机选取s种分配方案，s种分配方案构成的集合即为智能网联直行车队的交叉口组织方法备选方案集。
[0034]
进一步地，划分方案评价指标计算单元计算智能网联直行车队的交叉口组织方法备选方案集中每一种分配方案的评价指标的方法如下：
[0035]
首先计算相邻车道间的均匀性指标，然后根据相邻车道间的均匀性指标，为每一种分配方案计算分配方案各自对应的评价指标值。
[0036]
本发明还提出一种计算机设备，该计算机设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现一种智能网联直行车队交叉口组织方法的步骤。
[0037]
本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现一种智能网联直行车队交叉口组织方法的步骤。
[0038]
有益效果：与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益技术效果：
[0039]
本发明提出的一种智能网联直行车队交叉口组织方法及装置，基于交叉口信息感知模块和智能网联直行车队状态感知模块所采集的目标交叉口及智能网联直行车队的信息。以智能网联直行车队为研究对象，以智能网联直行车队整体通过交叉口的效率为目标，形成智能网联直行车队在进口道的不同分配方案，并计算各分配方案的评价指标，确定评价指标最小的分配方案为最终的智能网联直行车队交叉口组织方法，并以此为依据，实现智能网联直行车队在交叉口的车道分配。本发明提供的方法综合考虑了当智能网联直行车队的目标交叉口直行方向为红灯，且直行和直右车道数大于一条时，为保证该智能网联直行车队在下一绿灯相位中能够全部释放，需要在驶入交叉口进口道前被划分在不同直行车道上的情况，以及智能网联直行车队在不同直行车道中的分配方法。在分配方法中，为保证分配方法确定的快速性，在获取交叉口的信息后，立即随机生成若干种分配方案，形成分配方法的备选方案集，分别计算备选方案集的评价指标，选择车道间均匀性最好的一个方案作为最终选定的方案，使智能网联直行车队通过交叉口的效率能够达到最大化，极大地提高了区域路网的运行效率。
附图说明
[0040]
图1是一种实施例下本发明所述方法流程图；
[0041]
图2是一种实施例下智能网联直行车队直行驶入交叉口前的交通状况示意图；
[0042]
图3是一种实施例下本发明所述装置结构示意图。
具体实施方式
[0043]
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
[0044]
本发明首先提出的一种智能网联直行车队交叉口组织方法，参考图1，包括如下步骤：
[0045]
(1)获取智能网联直行车队交叉口的交通设施信息，所述交通设施信息包括直行车道数量和直右车道数量；
[0046]
(2)获取智能网联直行车队的运行状态信息和目标交叉口的已有排队车辆信息，
所述智能网联直行车队的运行状态信息包括智能网联直行车队的车队长度，所述交叉口的已有排队车辆信息包括各条直行车道和直右车道的排队车辆数；
[0047]
(3)将智能网联直行车队按照直行及直右车道条数划分为不同组合，得到智能网联直行车队的交叉口组织方法备选方案集；
[0048]
智能网联直行车队在道路中呈单条车队形式行驶，目标目标交叉口直行方向为红灯，且直行和直右车道大于一条时，智能网联直行车队会在驶入交叉口进口道前被打散，按照直行及直右车道条数在车道间进行分配，以达到交叉口运行效率的最大化；
[0049]
在智能网联直行车队按照直行及直右车道条数划分为不同组合中，随机形成5种划分方案，其中每一种划分方案必须满足：
[0050]
n＝n1 n2 ... n
m
[0051]
其中，n是智能网联直行车队的车辆数，m是直行及直右车道的数量，n1是分配到第一条直行或直右车道的智能网联直行车队的车辆数，n
m
是分配到第m条直行或直右车道的智能网联直行车队的车辆数；
[0052]
(4)计算智能网联直行车队的交叉口组织方法备选方案集中每一种划分方案的评价指标w：
[0053]
计算相邻车道间的均匀性指标y：
[0054][0055][0056]
式中，n
k
表示分配到第k条车道的智能网联直行车队的车辆数，n
k 1
表示分配到第k 1条车道的智能网联直行车队的车辆数，a
k
表示第k条车道已有的排队车辆数，a
k 1
表示第k 1条车道已有的排队车辆数，α
k 1
是第k 1条车道的折减系数，ω表示预设的直右车道折减值，m是交叉口直行及直右车道的数量；
[0057]
当第k 1条车道是直右车道时，α
k 1
＝ω；当第k 1条车道是直行车道时，α
k 1
＝1计算划分方案的评价指标w：
[0058][0059]
(5)确定智能网联直行车队的交叉口组织方法备选方案集中评价指标w最小的划分方案为最终的智能网联直行车队交叉口组织方法。
[0060]
本发明还提出一种智能网联直行车队交叉口组织方法确定装置，参考图3，包括：
[0061]
交叉口信息感知模块，分别布置在各个交叉口处，包括交叉口交通设施信息的感知单元和交叉口已有排队车辆信息的感知单元；
[0062]
所述交叉口交通设施信息的感知单元，用于获取交叉口的直行车道以及直右车道的数量；
[0063]
所述交叉口已有排队车辆信息的感知单元，用于获取交叉口的各个直行车道和直右车道的已有排队车辆数；
[0064]
智能网联直行车队状态感知模块，包括对本车队的自感知单元以及对目标交叉口
的交通信息感知单元；
[0065]
所述自感知单元，用于获取智能网联直行车队的车辆数；
[0066]
所述交通信息感知单元，用于获取目标交叉口的交叉口信息感知模块中所储存的信息；
[0067]
交叉口组织方法划分及评价指标计算模块，包括交叉口组织方法划分单元以及划分方案评价指标计算单元；
[0068]
所述交叉口组织方法划分单元，用于根据交叉口交通设施信息的感知单元和智能网联直行车队状态感知模块获取的数据信息，得到智能网联直行车队的交叉口组织方法备选方案集；
[0069]
所述划分方案评价指标计算单元，用于计算智能网联直行车队的交叉口组织方法备选方案集中的每一种分配方案的评价指标；
[0070]
交叉口组织方法确定模块，用于在智能网联直行车队的交叉口组织方法备选方案集中每一种分配方案的评价指标中，选择评价指标值最小的分配方案作为最终的智能网联直行车队交叉口组织方案。
[0071]
进一步地，交叉口组织方法划分单元得到智能网联直行车队的交叉口组织方法备选方案集的方法如下：
[0072]
交叉口组织方法划分单元将智能网联直行车队的车辆随机分配至目标交叉口的直行和直右车道，得到若干种分配方案，从中随机选取s种分配方案，s种分配方案构成的集合即为智能网联直行车队的交叉口组织方法备选方案集。
[0073]
进一步地，划分方案评价指标计算单元计算智能网联直行车队的交叉口组织方法备选方案集中每一种分配方案的评价指标的方法如下：
[0074]
首先计算相邻车道间的均匀性指标，然后根据相邻车道间的均匀性指标，为每一种分配方案计算分配方案各自对应的评价指标值。
[0075]
本发明还提出一种计算机设备，该计算机设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现一种智能网联直行车队交叉口组织方法的步骤。
[0076]
本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现一种智能网联直行车队交叉口组织方法的步骤。
[0077]
下面根据某交通示例对本发明作进一步阐述：
[0078]
交通示例：参考图2，智能网联直行车队的车队长度为8，即智能网联直行车队是由8辆车辆组成的，在行驶过程中，交叉口直行方向为红灯，该交叉口进口道有四条车道，从左至右依次为左转专用车道、直行车道、直行车道和直右车道，其中直行车道从左至右依次编号为
①
、
②
、
③
，交叉口信息感知模块采集到目标直行车道已有车辆排队长度如下表1所示：
[0079]
表1交叉口信息感知模块采集到目标车道已有车辆排队长度
[0080]
直行车道编号
①②③
排队长度211
[0081]
其他参数中，直右车道折减值为ω＝2；
[0082]
(1)将智能网联直行车队按照直行及直右车道条数划分为五种不同组合，得到智
能网联直行车队的交叉口组织方法备选方案集，五种不同分配方案如下表2所示：
[0083]
表2智能网联直行车队按照直行及直右车道条数分配方案
[0084][0085]
(2)计算智能网联直行车队的交叉口组织方法备选方案集中每一种分配方案的评价指标w，计算结果如下表3所示：
[0086]
表3智能网联直行车队的交叉口组织方法备选方案集中每一种分配方案的评价指标结果表
[0087]
方案12345w10.490.040.00251
[0088]
(3)最终选定w值最小的4号方案为最终的交叉口组织方案。
[0089]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。