[发明专利]基于车路协同的城市信号交叉口最优车速引导算法及系统

摘要

本发明公开了一种基于车路协同的城市信号交叉口最优车速引导算法及车速引导系统，其中，最优车速引导算法不包含以往研究中“不允许车辆超车、换道，所有车辆都遵循车速引导”等基本假设，通过车速引导系统的实时刷新，不断根据车辆当前位置进行计算，减少了模型的限制条件。同时考虑了实际驾驶过程中车辆转弯时车速偏低的影响，在计算中考虑了左右转车辆到达停止线前的减速过程及排队消散车辆通过停止线时速度比直行低的影响。本发明系统中完成了车速引导系统从理论模型到实物设备的设计及开发，提出了一套在当前实际条件下可行且成熟、经济的方案，可以用较为低廉的价格实现基本车路协同的功能。

主权项

1.一种城市信号交叉口最优车速引导算法，其特征在于，包括如下步骤：(1)若目标车辆满足以最高道路限速行驶可在绿灯结束前到达停止线，并且前方排队车辆能在本周期绿灯结束前消散完毕，则认为目标车辆可在本信号周期内通过交叉口，进入步骤(2)，否则引导目标车辆减速停车并等待下一周期通过交叉口，结束；(2)若目标车辆满足以道路最高限速行驶至停止线所需时间少于前方排队车辆排队消散时间，则认为目标车辆能够与前方排队车辆以车队形式通过交叉口，若是则引导目标车辆在前方排队车辆消散完毕时到达停止线，否则引导目标车辆尽快通过；若满足t_x+t_m≤T，则认为目标车辆以最高道路限速行驶可在绿灯结束前到达停止线；若满足t_q+h_s≤T_g，则认为目标车辆前方排队车辆能在本周期绿灯结束前消散完毕；其中，T为一个信号周期时长，t_x为当前时刻距本周期开始的时长，t_m为车辆以道路最高限速通过交叉口所需时间，T_g为一个周期内绿灯相位时长，h_s为饱和车头时距，t_q为前方排队车辆消散时间；对于直行车辆，a₁为目标车辆在路段加速时的加速度；v_m为道路最高限速；v₀为目标车辆当前速度；L为目标车辆当前位置距离停止线距离；L_q为排队长度，a_ms为车辆启动加速度，t_t为启动损失时间；对于左转或右转车辆，考虑车速较慢且靠近停止线前有减速过程，对t_m和t_q修正后为：其中，v_left为左转车速；v_right为右转车速，a₂为目标车辆在路段减速的加速度。