[发明专利]一种高速公路出口匝道客货车协同控制方法、装置和设备

权利要求书

1.一种高速公路出口匝道客货车协同控制方法，其特征在于，包括：

获取高速公路出口匝道段分车型车辆的运行速度及密度；在高速公路主路出口控制段和高速公路出口匝道段安装路侧车路协同设备，构建高速公路车路协同环境；通过路侧车路协同设备，获取高速公路出口匝道路段分车型车辆的运行速度及密度、主线路段分车型车辆的运行速度；

根据出口匝道段分车型车辆的运行速度及密度，确定主路出口控制段的期望车速；

当主路段内侧有客车驶出需求且需要变道时，检测主路出口控制段货车是否成队列行驶、及货车间距是否小于换道安全阈值；

当货车成队列行驶、且货车间距小于换道安全阈值时，引导货车加大货车间距离；

当货车间距离大于或等于换道安全阈值时，引导货车以期望车速行驶；

所述根据出口匝道段分车型车辆的运行速度及密度，确定主路出口控制段的期望车速，包括：

根据出口匝道路段分车型车辆的运行速度及密度，确定速度和密度之间的关系：

式中：v为车辆行驶速度；v_f为畅行速度，表示当密度ρ很小时，车流在自由状态下的最大速度；ρ_j为阻塞密度，表示当交通发生阻塞时，车速v趋近于0时的最大车流密度；ρ_m为最佳密度，道路系统充分发挥其功能；车流密度ρ趋于或等于最佳密度ρ_m时，车流出现跟驰现象；车流密度ρ大于最佳密度ρ_m时，车流开始处于拥挤状态；

所述货车间距为当前车辆与紧邻前导货车的车头安全车距：

式中：v_n为当前车辆速度；v_n-1为后车车速；α、β_l、β、b₀为标定参数；

所述换道安全阈值为：

L_s＝L_b+L_a

式中：L_s为换道安全阈值；L_b为换道车辆和目标车道后车安全距离；L_a为换道车辆和目标车道前车安全距离；

所述换道车辆和目标车道后车安全距离为：

L_b＝(v_m-v_b)×(t_c+t_adj)+l_c+50

式中：v_m为换道车辆车速；v_b为目标车道后车车速；t_c为换道花费时间；t_adj为换道调整时间：l_c为换道客车的车身长度；

所述换道车辆和目标车道前车安全距离为：

L_a＝(v_m-v_a)×(t_c+t_adj)+l_c+50

式中：v_a为目标车道前车车速。

2.如权利要求1所述的高速公路出口匝道客货车协同控制方法，其特征在于，还包括：

设置最大允许货车队列行驶数量，并使高速公路主线路段的货车队列行驶长度小于允许队列长度。

3.如权利要求1所述的高速公路出口匝道客货车协同控制方法，其特征在于，还包括：

当主路段内侧有客车驶出需求但不需要变道、或主路出口控制段货车不成队列行驶时，引导货车以期望车速行驶。

4.一种高速公路出口匝道客货车协同控制装置，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于获取高速公路出口匝道段分车型车辆的运行速度及密度；

期望车速确定模块，用于根据出口匝道段分车型车辆的运行速度及密度，确定主路出口控制段的期望车速；

检测模块，用于当主路段内侧有客车驶出需求且需要变道时，检测主路出口控制段货车是否成队列行驶、及货车间距是否小于换道安全阈值；

车距加大模块，当货车成队列行驶、且货车间距小于换道安全阈值时，引导货车加大货车间距离；

引导行驶模块，用于当货车间距离大于或等于换道安全阈值时，引导货车以期望车速行驶。

5.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～3中任一项所述的方法的步骤。