[发明专利]交叉口共享自动驾驶车道的信号控制方法及系统

说明书

本发明涉一种交叉口共享自动驾驶车道的信号控制方法，包括如下步骤：步骤一：设置共享自动驾驶车道；步骤二：生成初步信号配时方案；步骤三：优化网联自动驾驶车轨迹；步骤四：对网联自动驾驶车链式队列放行；步骤五：链式队列放行完毕后，确认是否需要延长绿灯时间。本发明提出左转、直行CAV共享自动驾驶车道的信号控制方法，提高了交叉口时空资源的利用效率。

技术领域

本发明属于交通安全领域，具体涉及一种人机混合驾驶环境下交叉口共享自动驾驶车道的信号控制方法及系统。

背景技术

据报告显示，2030年全球范围内将出售约1.2亿辆自动驾驶汽车，中国约占其中的35％，人机混合驾驶时代即将来临。当前，全球智能网联汽车实用化竞争已经进入白热化阶段，上至国家、地方政府，下至车企、科技公司，都在积极推动新技术、新性能的车辆上路测试，为自动驾驶普及铺路。如今，网联自动驾驶车(Connected-automated Vehicle,CAV)为解决交通拥堵问题提供了一种新的途径，但道路交通拥堵疏解的关键在交叉口。

近两三年来，部分学者已开始聚焦人机混合驾驶环境下的交叉口优化控制问题，但研究方法仍以全自动驾驶环境下无信号交叉口中基于预约的时空分配法和基于轨迹的运动规划法为主，且背景交叉口多采用单车道交叉口，以简化大规模CAV集中轨迹优化的难题；对于多车道(双向六车道及以上)等复杂交叉口，其优化的难度及求解问题的计算规模呈级数上升，这些方法很难满足信号控制实时性的处理要求。因CAV、人工驾驶车(Human-driven Vehicle，HV)轨迹可控性的本质差异使得这两种驾驶模式对交叉口车道资源利用处于高低不同的两种状态，因而有学者提出在进口道设置CAV专用车道，在专用相位(称之为“蓝色相位”)中集中规划冲突的CAV轨迹。但研究表明只有在极高CAV渗透率下CAV专用车道才能实现交叉口通行能力的提升，而在CAV渗透率不高的情况下，交叉口通行能力反而下降，关键是因CAV专用车道的调度方法不当引起的。基于此，急需一种新的信号控制方法，以提高交叉口时空资源的利用效率。

发明内容

本发明是要解决CAV专用车道的调度方法不当，引起的交叉口通行能力低问题，进而提供了一种人机混合驾驶环境下交叉口共享自动驾驶车道的信号控制方法及系统。

本发明涉一种交叉口共享自动驾驶车道的信号控制方法，包括如下步骤：

步骤一：设置共享自动驾驶车道；

步骤二：生成初步信号配时方案；

步骤三：优化网联自动驾驶车轨迹；

步骤四：对网联自动驾驶车链式队列放行；

步骤五：链式队列放行完毕后，确认是否需要延长绿灯时间。

步骤一中，在道路进口处设置左转人工驾驶专用车道、共享自动驾驶车道、以及直行加右转车道。进入共享自动驾驶车道前，进口车道为三车道时，在距离交叉口停车线的位置设置虚拟停车线，用来控制左转网联自动驾驶车链式队列和直行网联自动驾驶车链式队列在路段上的排队；进口车道多于四车道时，在距离交叉口停车线位置的相邻车道分别设置虚拟停车线，左转网联自动驾驶车链式队列和直行网联自动驾驶车链式队列在此并列排队。

步骤二中，在交叉口停车线处设置检测器用来检测除共享自动驾驶车道外其它各条车道的驶离交通量及绿灯时间利用率，根据连续n个信号周期的检测数据，结合Webster法与小步距调整算法来确定初始的信号配时方案，步骤如下：

(1)依据检测器的采集数据，通过Webster法确立各相位的绿灯时间；

(2)若连续n个信号周期的平均绿灯时间利用率高于0.95，则该相位的绿灯时间增加ΔT；

(3)若连续n个信号周期的平均绿灯时间利用率小于0.85，则该相位的绿灯时间减少ΔT；