CN111599193A - 一种基于车路协同的动态自适应绿波方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于车路协同的动态自适应绿波方法，车辆行驶到路口信号控制机信号检测范围后，车载终端向车辆行进方向的路口信号控制机，发送车辆信息，路侧通信装置接收到车辆信息进行筛选，筛选后，再计算在某一时段的所有车辆平均车速，计算车辆行驶过该路段的相位差，并发送给位于下一路口的路口信号控制机，下一路口的路口信号控制机根据相位差，对路口的路灯时间间隔进行调节。本发明所述的一种基于车路协同的动态自适应绿波方法，一是通过车路协同获得的流量信息，确定大流量方向，从而切换绿波路线；二是通过车路协同获得的车辆速度，计算平均车速，从而配置绿波相位差；三是车路协同模式下的动态自适应绿波的全天候覆盖。
Description
技术领域
本发明涉及交通领域，特别涉及一种基于车路协同的动态自适应绿波方法。
背景技术
近年来，随着城市人口和机动车保有量迅猛增长，城市交通问题进一步加剧，智能化交通信号控制可以科学分配通行权利，改善通行秩序，提高道路交叉口的通行能力和通行效率，减少交通延误和资源浪费，提升区域和城市路网的承载能力，有效缓解交通拥堵。
绿波控制是目前常见的多个路口的协调控制方法，通过绿波控制，使得车流在行驶过程中，连续获得一个接一个的绿灯信号，畅通无阻地通过沿途所有交叉口，实现“一路绿灯”通行，极大程度的提升了道路通行效率，减少了车辆刹车次数和等待时间，也提升了交通参与者的驾驶体验，深得驾驶员的欢迎。
目前现有绿波的技术方案绝大多数是通过设定固定的相位差的方法实现，即根据相邻路口实际距离，以及建议车辆通行速度，算出以建议速度从当前路口驶入下一路口时间，得到相邻路口相位差，实现绿波功能。
该方案由于相位差固定，实际应用中只有在实际车速接近设定建议速度的前提下，才能实现绿波效果，实际应用中随着各时间段交通流特征，比如早晚高峰车速偏低，部分平峰时段车速又偏高，车辆时速实时变化，使得普通的绿波控制策略无法实现全天候的覆盖，为此，我们提出一种基于车路协同的动态自适应绿波方法。
发明内容
在本发明的主要目的在于提供一种基于车路协同的动态自适应绿波方法，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种基于车路协同的动态自适应绿波方法，包括以下步骤：
步骤一：车辆行驶到路口信号控制机信号检测范围后，车载终端向车辆行进方向的路口信号控制机，发送车辆信息；
步骤二：路侧通信装置对接收到车辆信息进行筛选，筛选后，再计算在某一时段的所有车辆平均车速；
步骤三：根据步骤二中的平均车速，计算车辆行驶过该路段的相位差，并将该路段的相位差发送给位于下一路口的路口信号控制机；
步骤四：下一路口的路口信号控制机根据步骤三获取的相位差，对路口的路灯时间间隔进行调节。
优选的，步骤一中，所述路口信号控制机安装在各个路口位置，所述车辆信息包括车辆速度、车辆的行进方向和车辆距离行进方向路口的距离。
优选的，步骤一中，所述路口信号控制机内安装有RSU，所述车载终端为OBU。
优选的，步骤二中，所述平均速度的计算是通过路口信号控制机将车速采集分为多个时间段，该时间段可根据路口情况人为设定，在该时间段内，根据每辆车辆的准确速度信息，进行加权平均，计算出一个平均车速，该平均车速即为该时间段内所有车辆的平均车速。
优选的，步骤二中，所述筛选包括以下两种情况：
（1）、当出现故障车辆或者紧急车辆时，故障车辆的车载终端将信息发送给信号机，信号机根据所得信息剔除故障车辆的速度；
（2）、当路口出现交通事故或者突发情况时，车辆发送报警信息至路口信号控制机，并将路口灯光改为定周期或黄闪的工作方式，待路口回复正常状态后重新接收车辆信息。
优选的，步骤三中，所述相位差是通过车辆的平均车速，计算车辆从该路口行驶到下一路口所需的时间。
优选的，步骤四中，所述调节时，根据车路协同系统，采集各个方向的交通流量数据，路口信号控制机将交通流量的采集分为多个时间段，该时间段可根据路口情况人为设定，在该时间段内，由每个方向的流量数据，得到整条干线的交通流情况，之后根据流量最大的行驶方向来切换绿波方向。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
一是全天候覆盖的动态自适应绿波：车路协同模式的新应用，实现了全天候根据不同时间段动态调整绿波的配置，如绿波的方向，绿波的相位差等，满足日益复杂的交通状况的应用，最大限度提升路口通行能力；
二是所采集的交通流数据准确性高：车辆速度与流量信息基于车路协同模式的主动通信，实现了车辆交通流信息的主动上报，所获取的交通流信息更加丰富更加准确，取得了交通流数据质量上的突破，所以计算出的平均车速以及高流量方向等结果具有绝对的准确性和非常高的数据价值；
三是根据路口特殊情况自动数据筛选和方案切换：车路协同模式下，丰富的路口状态上报至信号机，包括车辆紧急情况，车辆故障，路口事故等，使得交通流数据的采集可以筛选特殊情况，保证采集的有效性，同时根据路口特殊情况切换绿波控制，更有利于化解当前路口特殊情况，及早恢复正常交通。
附图说明
图1为本发明一种基于车路协同的动态自适应绿波方法整体结构流程框图；
图2为本发明一种基于车路协同的动态自适应绿波方法中根据车流量调节绿波方向的流程框图；
图3为本发明一种基于车路协同的动态自适应绿波方法中相位差计算流程框图；
图4为本发明一种基于车路协同的动态自适应绿波方法中有效信息筛选流程框图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1-4所示，一种基于车路协同的动态自适应绿波方法，包括以下步骤：
步骤一：车辆行驶到路口信号控制机信号检测范围后，车载终端向车辆行进方向的路口信号控制机，发送车辆信息，所述路口信号控制机安装在各个路口位置，所述车辆信息包括车辆速度、车辆的行进方向和车辆距离行进方向路口的距离，所述路口信号控制机内安装有RSU，所述车载终端为OBU；
步骤二：路侧通信装置对接收到车辆信息进行筛选，所述筛选包括以下两种情况：
（1）、当出现故障车辆或者紧急车辆时，故障车辆的车载终端将信息发送给信号机，信号机根据所得信息剔除故障车辆的速度；
（2）、当路口出现交通事故或者突发情况时，车辆发送报警信息至路口信号控制机，并将路口灯光改为定周期或黄闪的工作方式，待路口回复正常状态后重新接收车辆信息，筛选后，再计算在某一时段的所有车辆平均车速，所述平均速度的计算是通过路口信号控制机将车速采集分为多个时间段，该时间段可根据路口情况人为设定，在该时间段内，根据每辆车辆的准确速度信息，进行加权平均，计算出一个平均车速，该平均车速即为该时间段内所有车辆的平均车速；
步骤三：根据步骤二中的平均车速，计算车辆行驶过该路段的相位差，所述相位差是通过车辆的平均车速，计算车辆从该路口行驶到下一路口所需的时间，并将该路段的相位差发送给位于下一路口的路口信号控制机；
步骤四：下一路口的路口信号控制机根据步骤三获取的相位差，对路口的路灯时间间隔进行调节，所述调节时，根据车路协同系统，采集各个方向的交通流量数据，路口信号控制机将交通流量的采集分为多个时间段，该时间段可根据路口情况人为设定，在该时间段内，由每个方向的流量数据，得到整条干线的交通流情况，之后根据流量最大的行驶方向来切换绿波方向。
车路协同系统通过在路口信号控制机内集成路侧通信装置（RSU），在车辆内集成车载终端（OBU），为信号控制机装载通信和感知能力，实现与车辆的多通道，高密度数据交互。
使用时，车辆进入第一个路口的信号控制机自组网范围内，与该路口的路口信号控制机进行通讯，将车辆距离路口的距离信息和当前车辆速度发送置路口信号控制机。
第一个路口的路口信号控制机将车速采集分为多个时间段，该时间段可根据路口情况人为设定，在某一时间段内，根据每辆车辆的准确速度信息，进行加权平均，计算出一个平均车速，该平均车速即为该时间段内所有车辆的平均车速，该速度准确性很高，能非常直观体现出该时间段内的车辆通行状况。
根据该平均车速计算出从第一个路口到第二个路口所需时间，得到了符合该时间段路口交通情况的相位差，将该相位差发送给第二个路口的路口信号控制机，进行相位差配置。从而实现准确的绿波配置。
第二个路口也用同样的方法下发相位差信息至第三个路口，实现了整条干线的绿波。
然后根据不同的时间段，进行平均车速的更新，从而更新相位差，实现绿波的动态配置及全天候的自动覆盖。
当出现故障车辆或者紧急车辆时，由于该速度不具备参考性，这些车辆的车载终端可以发送信息给路口信号控制机，路口信号控制机再根据所得信息剔除该车辆的速度，从而保证所采集的车速均为有效车速。同时若路口出现交通事故或者突发情况，通过车路协同技术可使车辆发送报警信息至路口信号控制机，从而取消绿波方案的执行，改为定周期或黄闪的工作方式，待路口回复正常状态后自动切换回绿波工作模式。
而且，根据车路协同系统，路口信号控制机可以采集各个方向的准确交通流量数据，路口信号控制机将交通流量的采集分为多个时间段，该时间段可根据路口情况人为设定，在某一时间段内，根据每个方向的流量数据，可以得到整条干线的交通流情况，如由南向北流量大，或者由北向南流量大，从而切换绿波方向，使得绿波优先解决流量偏大的行驶方向，根据不同的时间段，进行绿波方向的切换，最大化提升路口的通行效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定落。
Claims (7)
1.一种基于车路协同的动态自适应绿波方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：车辆行驶到路口信号控制机信号检测范围后，车载终端向车辆行进方向的路口信号控制机，发送车辆信息；
步骤二：路侧通信装置对接收到车辆信息进行筛选，筛选后，再计算在某一时段的所有车辆平均车速；
步骤三：根据步骤二中的平均车速，计算车辆行驶过该路段的相位差，并将该路段的相位差发送给位于下一路口的路口信号控制机；
步骤四：下一路口的路口信号控制机根据步骤三获取的相位差，对路口的路灯时间间隔进行调节。
2.根据权利要求1所述的一种基于车路协同的动态自适应绿波方法，其特征在于：步骤一中，所述路口信号控制机安装在各个路口位置，所述车辆信息包括车辆速度、车辆的行进方向和车辆距离行进方向路口的距离。
3.根据权利要求1所述的一种基于车路协同的动态自适应绿波方法，其特征在于：步骤一中，所述路口信号控制机内安装有RSU，所述车载终端为OBU。
4.根据权利要求1所述的一种基于车路协同的动态自适应绿波方法，其特征在于：步骤二中，所述平均速度的计算是通过路口信号控制机将车速采集分为多个时间段，该时间段可根据路口情况人为设定，在该时间段内，根据每辆车辆的准确速度信息，进行加权平均，计算出一个平均车速，该平均车速即为该时间段内所有车辆的平均车速。
5.根据权利要求1所述的一种基于车路协同的动态自适应绿波方法，其特征在于：步骤二中，所述筛选包括以下两种情况：
（1）当出现故障车辆或者紧急车辆时，故障车辆的车载终端将信息发送给信号机，信号机根据所得信息剔除故障车辆的速度；
（2）当路口出现交通事故或者突发情况时，车辆发送报警信息至路口信号控制机，并将路口灯光改为定周期或黄闪的工作方式，待路口回复正常状态后重新接收车辆信息。
6.根据权利要求1所述的一种基于车路协同的动态自适应绿波方法，其特征在于：步骤三中，所述相位差是通过车辆的平均车速，计算车辆从该路口行驶到下一路口所需的时间。
7.根据权利要求1所述的一种基于车路协同的动态自适应绿波方法，其特征在于：步骤四中，所述调节时，根据车路协同系统，采集各个方向的交通流量数据，路口信号控制机将交通流量的采集分为多个时间段，该时间段可根据路口情况人为设定，在该时间段内，由每个方向的流量数据，得到整条干线的交通流情况，之后根据流量最大的行驶方向来切换绿波方向。
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