[发明专利]一种面向紧急车辆快速通行的车路协同调度方法

说明书

本发明提供了一种面向紧急车辆快速通行的车路协同调度方法，根据实时路径规划和交通信号进行迭代计算调度决策，每隔t时间段进行决策包括：根据当前路况、紧急车辆当前位置和目的地，计算当前交通状况下紧急车辆的最优行驶路径；构建动态有向图，并选取紧急车辆当前位置的top‑K关系邻居路口；利用多头图注意力网络，提取top‑K关系邻居路口的状态的重要性得分以及隐藏特征，对邻居对不同子空间中当前路口的整体影响进行建模，得到处理后的特征；计算当前状态下不同交通灯相位动作所能带来的最大长期奖励的交通灯相位动作。本发明可以在特殊车辆行驶过程中实时动态地调整行驶路线，同时沿着动态更新的路径协调控制交通信号，以更好地处理动态交通流。

技术领域

本发明涉及车路协同系统技术领域，具体涉及一种通过联合调度交通信号灯和车辆行驶路径来帮助紧急车辆在拥堵的交通状况下快速到达目的地的方法。

背景技术

随着城市人口和车辆保有量的增加，城市面临着日益严重的交通拥堵问题。严重的交通拥堵不仅会造成额外的空气污染和能源/时间浪费，而且在发生意外事故时，还可能阻碍救护车、消防车和警车等紧急车辆的到达，从而对关键服务产生不利影响，甚至影响人的生命安全。因此，设计一种有效的调度方法来帮助紧急车辆更快到达目的地具有重要意义。

为了解决这个问题，一种技术路线是采用以车辆为中心的方法，其目的是使用路线优化技术，如A*算法、Dijkstra算法和进化算法，以调度车辆按照最佳路线行驶。然而，以车辆为中心的方法只是被动地避开拥堵的道路，而未能主动改善交通状况以缩短紧急车辆的行驶时间。另一条技术路线是采用以道路为中心的方法，旨在积极改善交通状况，通过控制交通信号灯来赋予紧急车辆在交叉路口的优先通行权。例如，经典的GreenWave方法允许紧急车辆路线中的所有交通灯变为绿色，以便紧急车辆可以连续通过交叉路口。然而，这些方法很少考虑整体交通状况，以及调度策略对普通车辆通行的影响。如果不考虑整体交通状况，一味地为到达路口的紧急车辆开绿灯，可能阻碍其他方向的车流，对整体交通状况造成更严重的负面影响，进而对紧急车辆的通行也造成负面影响。还有各种面向普通车辆的交通信号控制方法，这些方法可以与环境实时交互并应对动态交通流。然而，他们只专注于改善整体交通状况，而忽略了紧急车辆的优先级。

近年来，车路协同系统相关技术取得了巨大进步，其中传感器基础设施(如摄像头、GPS)实时监控交通状况和车辆位置，通信基础设施使车辆和道路基础设施能够交换实时信息，它为设计一种车路协同调度方法提供了一个新的机会，不仅可以帮助优化紧急车辆的行驶路线，而且能同时控制沿途的交通信号。沿着这条技术路线，最近的一些研究结合了以车辆为中心和以道路为中心的方法，但他们只是提前规划紧急车辆的路线，然后沿着预设路线优化交通信号，无法应对动态变化的交通环境。

因此，如何提供一种能够应对动态变化的交通环境，面向紧急车辆快速通行的车路协同调度方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了面向紧急车辆快速通行的车路协同调度方法，可以在特殊车辆行驶过程中实时动态地调整行驶路线，同时沿着动态更新的路径协调控制交通信号，以更好地处理动态交通流。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种面向紧急车辆快速通行的车路协同调度方法，根据实时路径规划和交通信号进行迭代计算做出调度决策，每隔t时间段进行一次决策，每次决策包括如下步骤：

步骤一，根据当前路况、紧急车辆当前位置和目的地，计算不同路径的长期合力，得到当前交通状况下紧急车辆的最优行驶路径；

步骤二，根据所述最优行驶路径，构建动态有向图，并选取紧急车辆当前位置的top-K关系邻居路口；

步骤三，利用多头图注意力网络，提取top-K关系邻居路口的状态的重要性得分以及隐藏特征，对邻居对不同子空间中当前路口的整体影响进行建模，得到处理后的特征；