一种面向自动驾驶的专用车道交通流量控制方法与流程

技术特征：
1.一种面向自动驾驶的专用车道交通流量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)划分面向自动驾驶的专用车道路段；对于面向自动驾驶的专用车道进行路段划分，划分为出口路段、进口路段及常规路段；2)计算专用车道常规路段、出口路段和进口路段断面车流通过能力；结合专用车道设计车速与专用车道自动驾驶车辆车头安全间距，计算专用车道常规路段断面车流的通过能力；计算车辆驶出专用车道额外占用道路空间，同时将全天车辆运行时间划分为不同的时段，并对各时段车辆驶出专用车道过程中额外占用道路空间均值进行计算，从而计算得到专用车道出口路段断面车流的通过能力；对车辆驶入专用车道额外占用道路空间以及各时段车辆驶入专用车道过程额外占用道路空间均值计算，从而计算得到专用车道进口路段断面车流的通过能力；3)对专用车道各类路段交通流量进行控制；通过检测专用车道进、出口路段上游断面流量，并将其与专用车道进口、出口路段断面车流通过能力进行比较，判断专用车道各路段的饱和程度，根据各路段的饱和程度，对专用车道各类路段交通流量进行控制。2.根据权利要求1所述的一种面向自动驾驶的专用车道交通流量控制方法，其特征在于：所述步骤1)划分面向自动驾驶的专用车道路段，具体包括以下三个路段的划分，1-1)出口路段划分将出口区域起点上游l
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处至出口区域终点划分为出口路段；1-2)进口路段划分将进口区域起点上游l
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处至进口区域终点划分为进口路段；1-3)常规路段划分将被进口路段、出口路段分隔开的路段划分为常规路段。3.根据权利要求1所述的一种面向自动驾驶的专用车道交通流量控制方法，其特征在于：所述步骤2)计算专用车道常规路段断面车流通过能力，具体步骤为，2-1)结合专用车道设计车速v
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米与专用车道自动驾驶车辆车头间距(，计算专用道常规路段断面车流的通过能力如下4.根据权利要求1所述的一种面向自动驾驶的专用车道交通流量控制方法，其特征在于：所述步骤2)计算专用车道出口路段断面车流通过能力，具体为，2-2a)计算车辆驶出专用车道额外占用道路空间通过统计历史时段连续d天、每天24小时所有驶出车辆在专用车道出口路段范围内的运行时变车速，计算车辆驶出专用车道额外占用道路空间如下其中，将每天按小时划分为m个时段，m＝1,2,3,
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,24，为第m个时段、第k辆驶出车
辆到达出口区域起点的时刻，为第m个时段、第k辆驶出车辆完成换道的时刻，为第m个时段、第k辆驶出车辆在驶出专用车道过程的时变车速，v
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为专用车道设计车速；2-2b)计算各时段车辆驶出专用车道过程额外占用道路空间均值利用连续d天中所有k辆自动驾驶车辆驶出专用车道额外占用道路空间，计算出单日中第m时段自动驾驶车辆驶出专用车道的平均额外占用道路空间如下2-2c)计算专用车道出口路段断面车流的通过能力在常规路段断面通过能力的基础上，去掉自动驾驶车辆驶出专用车道的平均额外占用道路空间，计算出第m时段专用车道出口路段断面车流的通过能力如下其中，为专用车道自动驾驶车辆车头安全间距。5.根据权利要求1所述的一种面向自动驾驶的专用车道交通流量控制方法，其特征在于：所述步骤2)计算专用车道进口路段断面车流通过能力，具体为，2-3a)计算车辆驶入专用车道额外占用道路空间通过统计历史时段连续d天、每天24小时所有驶入车辆在专用车道进口路段范围内的运行时变车速，计算车辆驶入专用车道额外占用道路空间如下其中，将每天按小时划分为m个时段，m＝1,2,3,
…
,24，为第m个时段、第n辆驶入车辆到达进口区域终点的时刻，为第m个时段、第n辆驶入车辆开始换道进入专用车道的时刻，为第m个时段、第n辆驶入车辆在驶入专用车道过程的时变车速，v
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为专用车道设计车速；2-3b)计算各时段车辆驶入专用车道过程额外占用道路空间均值利用连续d天中所有n辆自动驾驶车辆驶入专用车道额外占用道路空间，计算出单日中第m个时段自动驾驶车辆驶入专用车道的平均额外占用道路空间如下2-3c)计算专用车道进口路段断面车流的通过能力在常规路段断面通过能力的基础上，去掉自动驾驶车辆驶入专用车道的平均额外占用道路空间，计算出第m个时段专用车道进口路段断面车流的通过能力如下
其中，为专用车道自动驾驶车辆车头安全间距。6.根据权利要求4或5所述的一种面向自动驾驶的专用车道交通流量控制方法，其特征在于：所述步骤3)确定专用车道各类路段交通流量控制方法，具体为，3-1)判断专用车道各路段饱和程度通过检测专用车道进口、出口路段上游设定距离处断面流量和对比专用车道进口、出口路段断面车流通过能力和若实际流量小于通过能力则为畅通、反之为拥堵；3-2)计算拥堵路段引出车流量对于第m时段的拥堵路段，通过引出车流缓解专用车道拥堵程度，所引出车流量在驶出专用车道时、需减速等待临近车道出现换道间隙，故将额外占用专用道的空间资源，则引出车流等效流量为其中，为第m时段自动驾驶车辆驶出专用车道的平均额外占用道路空间，k为所有驶出专用车道的自动驾驶车辆数；对于第m时段的拥堵进口路段，引入车流的等效流量需满足其中，为专用车道拥堵的进口路段上游设定距离处的断面流量；因此，对于第m时段的拥堵进口路段，引出的最小车流为同理，对于第m时段的拥堵出口路段，引出的最小车流为其中，为专用车道拥堵的出口路段上游设定距离处的断面流量；3-3)计算畅通路段引入车流量对于第m时段的畅通路段，通过引入车流提高专用车道的利用效率，所引入的车流量在汇入专用车道时，将影响专用车道车流、并额外占用专用道的空间资源，则引入
车流的等效流量为其中，为第m个时段自动驾驶车辆驶入专用车道的平均额外占用道路空间，n为所有驶入专用车道的自动驾驶车辆；对于第m时段的畅通进口路段，引入车流的等效流量需满足其中，为专用车道畅通的进口路段上游设定距离处的断面流量；因此，对于第m时段的畅通进口路段，最大的可引入车流为同理，对于第m时段的畅通出口路段，最大的可引入车流为其中，为专用车道畅通的出口路段上游设定距离处的断面流量。

技术总结
本发明公开了一种面向自动驾驶的专用车道交通流量控制方法，包括步骤：划分面向自动驾驶的专用车道路段；计算专用车道常规路段断面车流通过能力；计算专用车道出口路段断面车流通过能力；计算专用车道进口路段断面车流通过能力；通过检测专用车道进、出口路段上游断面流量，并将其与专用车道进口、出口路段断面车流通过能力进行比较，确定专用车道各类路段交通流量的控制方法。本发明面向自动驾驶环境下道路交通出行服务，可通过专用车道有效调节道路车流运行、控制交通流量，从而有效调配道路交通资源，保证交通正常运行，缓解交通拥堵，降低车辆运行延误，提高车辆通行效率。提高车辆通行效率。提高车辆通行效率。


技术研发人员：李锐 蒙素兰 芮一康 曲栩 冉斌
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2021.11.08
技术公布日：2022/2/8