[发明专利]一种车路协同环境下的动态公交专用道节能优化控制方法

说明书

本发明公开了一种车路协同环境下的动态公交专用道节能优化控制方法，获取本车于公交专用道内前车和后车轨迹信息的基础上，考虑交叉口道路换道区域特征，并以车辆换道加速度效益为换道动机，以生态均衡巡航速度为期望速度，计算本车在公交专用道内的期望行车轨迹，并判断该轨迹是否满足安全要求，若满足安全要求，车辆将按该轨迹行驶于公交专用道；否则车辆将保持于当前道路行驶。本发明提出的方法在不影响公交车通行的条件下，使驶入公交专用道的智能网联汽车以较低能耗和出行时间不停车通过交叉口，有效的减少了交通拥堵，提升交通安全，且本发明单车轨迹的求解时间约为8ms，能实际应用于智能网联汽车，具有较高的实际应用前景。

技术领域

本发明属于交通工程技术领域，具体涉及城市公交专用道的精细化及动态化管理与控制。

背景技术

公交专用道作为公共交通设施，已经成为构成城市道路的重要组成部分。现有的公交专用道时空资源协同控制方法表现为静态、经验性的管理手段，具体表现为：高峰时段仅允许公交车辆使用，禁止所有小汽车通行，一定程度上降低了道路设施资源的利用效率；平峰时段小汽车随意进出公交专用道，无法做到优先保障公交优先通行，缺乏动态、智慧的控制方法。

与此同时，现有关于动态公交专用道的研究，如Hong Yang、Wei Wang等发表的论文An Innovative Dynamic Bus Lane System and Its Simulation-based PerformanceInvestigation；申请号为201710348661.7，发明名称为保证公交优先的车道变时分复用方法及系统，及申请号为202111233208.4、发明名称为一种允许网联车借用公交专用道的动态调控方法的发明专利，以上论文或专利都是提出一种小汽车借用公交专用道的控制方法，能有效提升交通系统通行效率，减少交通拥堵，然而如何降低交通能耗与交通排放，成为城市交通管理的重点问题；所以一种节能优化的动态公交专用道控制方法，有助于推进城市交通系统绿色化发展。

发明内容

本发明的目的在于提出车路协同环境下一种车路协同环境下的动态公交专用道节能优化控制方法，适用于同时存在公交专用道和普通车道的城市道路，在获取本车于公交专用道内前车和后车轨迹信息的基础上，考虑交叉口道路渠化特征，并以车辆换道加速度效益为换道动机，以生态均衡巡航速度为期望速度，计算本车在公交专用道内的期望行车轨迹，并判断该轨迹是否满足安全要求，若满足安全要求，车辆将按该轨迹行驶于公交专用道；否则车辆将保持于当前道路行驶。为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种车路协同环境下的动态公交专用道节能优化控制方法，包括以下步骤：

S1、获取公交专用道前车、后车轨迹信息，本车当前速度、位置信息，与当前车道前车距离以及前车速度信息；

在车路协同环境下，车车相互通信，车路互相通信，可实时获取与周围智能网联车辆的位置、速度、加速度信息，并获取当前道路特征与信号相位信息。本车通过车车通信技术获取其在公交专用道内的前车速度、位置时间序列后车速度、位置时间序列本车的当前速度v_n、位置x_n、本车在当前车道的前车距离以及前车速度交叉口非可换道区域起始位置x_cl、交叉口停车线位置x_sl与交叉口末端位置x_end；

S2、判断车辆是否处于非可换道区域；

对于在普通车道的智能网联汽车，比较当前时刻车辆位置x_n与非可换道区域起始位置x_cl。若x_n≤x_cl，说明车辆在可换道区域，车辆可进行换道决策；若x_n＞x_cl，说明车辆在非可换道区域，该区域内车辆禁止换道，车辆将保持当前车道行驶。

S3、判断车辆是否存在换道动机；