CN112133119A - 一种基于v2x车联网技术的智能化车联系统 - Google Patents

一种基于v2x车联网技术的智能化车联系统 Download PDF

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唐锲
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Abstract

本发明公开一种基于V2X车联网技术的智能化车联系统，包括：车载设备，用户存储并传输车辆类型信息和车辆位置信息；信号控制机，通过V2X车联网技术连接于车辆的车载设备，用于获取来自车载设备传输的车辆类型信息、车辆位置信息以及从路边探测设备获取车道等候车辆长度，并且基于车辆类型信息和车道等候车辆长度确定信号灯调整控制策略，基于车辆位置信息确定信号灯调整控制策略的执行时间；以及信号灯，用于基于信号灯调整控制策略及其对应的执行时间进行工作。该本发明将V2X车联网技术与交通灯信号机相结合，实现了信号灯根据实际情况的调度。

Description

一种基于V2X车联网技术的智能化车联系统
技术领域
本发明涉及智能化车联技术领域，特别涉及一种基于V2X车联网技术的智能化车联系统。
背景技术
V2X车联网技术即车对外界的信息交换。车联网通过整合全球定位系统(GPS)导航技术、车对车交流技术、无线通信及远程感应技术奠定了新的汽车技术发展方向，实现了手动驾驶和自动驾驶的兼容。
目前，车辆与外界的信号交换大部分使用在ETC、车辆碰撞实验，用于ETC缴费或避免发生交通事故，除此之外，车路连接的功能的推广应用范围还比较窄，当前路口信号灯的控制基本全为人工自动控制，即使结合车流，也是基于大量的历史数据来分析预设的调度方案，与实际情况还存在较大的误差。
发明内容
本发明提出一种基于V2X车联网技术的智能化车联系统，该基于V2X车联网技术的智能化车联系统将V2X车联网技术与交通灯信号机相结合，实现了信号灯根据实际情况的调度。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于V2X车联网技术的智能化车联系统，所述基于V2X车联网技术的智能化车联系统包括：车载设备，用户存储并传输车辆类型信息和车辆位置信息；信号控制机，通过V2X车联网技术连接于车辆的车载设备，用于获取来自所述车载设备传输的车辆类型信息、车辆位置信息以及从路边探测设备获取车道等候车辆长度，并且基于所述车辆类型信息和车道等候车辆长度确定信号灯调整控制策略，基于所述车辆位置信息确定所述信号灯调整控制策略的执行时间；以及信号灯，用于基于所述信号灯调整控制策略及其对应的执行时间进行工作。
优选地，所述信号控制机用于基于所述车辆类型信息和车道等候车辆长度确定信号灯调整控制策略包括：当所述车辆类型信息示出所述车辆为以下车辆之一且所述车道等候车辆长度为第一预设长度以上和所述第二预设长度以下时，确定所述信号灯调整控制策略为在所述车辆行驶方向上的信号灯的绿灯时间增长第一预设时间直至所述车辆通过所述信号控制机所在路口：救护车、警车、消防车；当所述车辆类型信息示出所述车辆为以下车辆之一且所述车道等候车辆长度为第一预设长度以上和所述第二预设长度以下时，确定所述信号灯调整控制策略为在所述车辆行驶方向上的信号灯的绿灯时间增长第二预设时间直至所述车辆通过所述信号控制机所在路口：公交车、货运装载车，其中，所述第二预设时间小于所述第一预设时间；当所述车道等候车辆长度处于第一预设长度以下时，确定所述信号灯调整控制策略为在所述车辆行驶方向上的信号灯的绿灯时间缩短第三预设时间；以及当所述车道等候车辆长度处于第二预设长度以上时，确定所述信号灯调整控制策略为在所述车辆行驶方向上的车道数量增加预设数量且在所述车辆行驶方向上的信号灯的绿灯时间增长第四预设时间。
优选地，所述信号控制机用于确定所述信号灯调整控制策略为在所述车辆行驶方向上的车道数量增加预设数量包括：当所述车道等候车辆长度处于第二预设长度与第三预设长度之间且存在其余车道的车道等候车辆长度小于第一预设长度时，将小于第一预设长度的车道中的其中一个的限定方向调整为与所述车辆行驶方向同向，其中所述第三预设长度大于所述第二预设长度；以及当所述车道等候车辆长度大于第三预设长度且存在至少预设车道数的其余车道的车道等候车辆长度小于第一预设长度时，将所有所述小于第一预设长度的车道的车道限定方向调整为与所述车辆行驶方向同向。
优选地，所述信号控制机用于基于所述车辆位置信息确定所述信号灯调整控制策略的执行时间包括：所述信号控制机用于：基于所述车辆位置信息确定所述车辆与路口的距离；以及基于所述车辆与路口的距离确定所述信号灯调整控制策略的执行时间。
优选地，所述信号控制机用于基于所述车辆与路口的距离确定所述信号灯调整控制策略的执行时间包括：在所述车辆与路口的距离小于预设距离的情况下，开始执行当前信号灯调整控制策略。
优选地，所述信号控制机还用于实时检测所述信号灯的健康状态，并且所述信号灯存在故障时，执行告警。
相对于现有技术，本发明的车载设备和所述信号控制机通过所述V2X车联网技术无线连接，实现了数据的交互，车路连接的方式确保了信号的正常传输，所述信号控制机从所述车载设备上获取了大量的车辆数据，基于所述车辆类型信息和车道等候车辆长度确定信号灯调整控制策略，基于所述车辆位置信息确定所述信号灯调整控制策略的执行时间，最终通过信号灯实现信号灯的控制调整，进而实现了信号灯根据实际情况的调度。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的基于V2X车联网技术的智能化车联系统的模块框图。
附图标记说明：
1、车载设备 2、信号控制机
3、信号灯
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1是本发明的一种基于V2X车联网技术的智能化车联系统，如图1所示，所述基于V2X车联网技术的智能化车联系统包括：车载设备1，用户存储并传输车辆类型信息和车辆位置信息，所述车载设备1可以是预先设置的设备，其能够连接在路边设备的信号控制机2上，且连接方式是V2X车联网技术，可以具有较好的传输效率和传输速度，数据相对也比较安全；信号控制机2，通过V2X车联网技术连接于车辆的车载设备1，用于获取来自所述车载设备1传输的车辆类型信息、车辆位置信息以及从路边探测设备获取车道等候车辆长度，并且基于所述车辆类型信息和车道等候车辆长度确定信号灯3调整控制策略，基于所述车辆位置信息确定所述信号灯3调整控制策略的执行时间，其中所述路边探测设备可以是地磁装置也可以是摄像装置，其所采集的数据可以确定所述车道等候车辆长度；以及信号灯3，用于基于所述信号灯3调整控制策略及其对应的执行时间进行工作，所述信号的包括路口车道方向信号灯3和车道红绿灯。
优选地，所述信号控制机2用于基于所述车辆类型信息和车道等候车辆长度确定信号灯3调整控制策略可以包括：
当所述车辆类型信息示出所述车辆为以下车辆之一且所述车道等候车辆长度为第一预设长度100m以上和所述第二预设长度200m以下时，确定所述信号灯3调整控制策略为在所述车辆行驶方向上的信号灯3的绿灯时间增长第一预设时间10s直至所述车辆通过所述信号控制机2所在路口截止延长：救护车、警车、消防车；
当所述车辆类型信息示出所述车辆为以下车辆之一且所述车道等候车辆长度为第一预设长度100m以上和所述第二预设长度200m以下时，确定所述信号灯3调整控制策略为在所述车辆行驶方向上的信号灯3的绿灯时间增长第二预设时间2s直至所述车辆通过所述信号控制机2所在路口：公交车、货运装载车，其中，所述第二预设时间小于所述第一预设时间；
当所述车道等候车辆长度处于第一预设长度100m以下时，确定所述信号灯3调整控制策略为在所述车辆行驶方向上的信号灯3的绿灯时间缩短第三预设时间5s，其目的是为了让其余车道车辆快速通过；以及
当所述车道等候车辆长度处于第二预设长度200m以上时，确定所述信号灯3调整控制策略为在所述车辆行驶方向上的车道数量增加预设数量且在所述车辆行驶方向上的信号灯3的绿灯时间增长第四预设时间8s，例如可以将原本不是直线的车道增加至直行车道。
优选地，所述信号控制机2用于确定所述信号灯3调整控制策略为在所述车辆行驶方向上的车道数量增加预设数量包括：
当所述车道等候车辆长度处于第二预设长度200m与第三预设长度300m之间且存在其余车道的车道等候车辆长度小于第一预设长度100m时，将小于第一预设长度100m的车道中的其中一个的限定方向调整为与所述车辆行驶方向同向，其中所述第三预设长度300m大于所述第二预设长度200m，即所述车道的方向也是可以根据实际情况作出调整的；以及
当所述车道等候车辆长度大于第三预设长度300m且存在至少预设车道数2的其余车道的车道等候车辆长度小于第一预设长度100m时，将所有所述小于第一预设长度100m的车道的车道限定方向调整为与所述车辆行驶方向同向。
优选地，所述信号控制机2用于基于所述车辆位置信息确定所述信号灯3调整控制策略的执行时间包括：所述信号控制机2用于：
基于所述车辆位置信息确定所述车辆与路口的距离，所述车辆位置信息可以通过车辆自身携带的GPS或北斗导航模块获得；以及
基于所述车辆与路口的距离确定所述信号灯3调整控制策略的执行时间，所述距离与所述执行时间的关系可以根据实际需要进行设计，例如该路口与其余路口较为接近时，可以将所述距离设置较短，当较远时，可以相对将距离设计较长。
优选地，所述信号控制机2用于基于所述车辆与路口的距离确定所述信号灯3调整控制策略的执行时间可以包括：
在所述车辆与路口的距离小于预设距离400m的情况下，开始执行当前信号灯3调整控制策略，实际上上述的方式是为了控制所述信号控制器的启动，避免不必要的资源浪费，在不使用时，所述信号控制机的控制策略可处于睡眠状态，且本发明的功能可以根据需要进行关闭，关闭后该装置所有硬件不耗费任何的能量。
优选地，为了实现信号控制机2的自身检测，所述信号控制机2还用于实时检测所述信号灯3的健康状态，并且所述信号灯3存在故障时，执行告警。目前，信号控制机一般不具备自身健康监控的功能，且由现有技术可知，一般为人工维修和修复，并且，由于本发明的控制方式较多较复杂，因此，需要存在自身健康检测的设备，该设备可以定期或不定期的进行检测，且检测时间可以根据用户的需求进行设定。
另外，本发明的信号控制机2在硬件设计方面，采用国产龙芯核心处理器，国产SylixOS核心操作系统，开展模块化设计和开发，采用主频为1G及以上的高性能芯片提高核心控制模块的计算能力，采用CAN总线通讯方式，增加各模块间的通讯带宽，提高信号机内部通讯可靠性。本发明在满足C类信号机基本功能的前提下，重点开发和完善信号机绿灯间隔监控、故障检测、状态监控、降级运行等安全运行功能，进一步强化单点感应控制、干线协调控制、感应式协调控制和公交优先控制等目前市场所需的通用功能，形成技术特色和亮点，技术指标如下：
①最大日计划调度数：40个；
②日最大时段数：64个(海信24个，西门子32个)；
③最大配时方案数：128个(海信64个，西门子128个)；
④最大相位数：64个；
⑥驱动板数：标配4个驱动板，可扩展至16个驱动板；
⑦最大灯组数：标配16个，可扩展至64个；
⑧可连接检测器数：标配48个，可扩展至72个；
⑨最大可连接行人过街按钮数：标配8个，可扩展至24个。
具备信号机控制逻辑算法编译和运行平台，能够实时接收、存储、解析并在秒级内运行通过交通仿真软件设计生成的控制逻辑VAP(Vehicle Actuated Programming)文件，实现同时兼容相位和灯组控制逻辑的算法运行，可以根据实际需求动态迭代和更新信号机的控制算法，而无需对信号机内部软件控制程序进行二次开发。同理也可满足互联网、人工智能、大数据和车联网数据的接入和所需的控制逻辑优化需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于V2X车联网技术的智能化车联系统，其特征在于，所述基于V2X车联网技术的智能化车联系统包括：
车载设备，用户存储并传输车辆类型信息和车辆位置信息；
信号控制机，通过V2X车联网技术连接于车辆的车载设备，用于获取来自所述车载设备传输的车辆类型信息、车辆位置信息以及从路边探测设备获取车道等候车辆长度，并且基于所述车辆类型信息和车道等候车辆长度确定信号灯调整控制策略，基于所述车辆位置信息确定所述信号灯调整控制策略的执行时间；以及
信号灯，用于基于所述信号灯调整控制策略及其对应的执行时间进行工作。
2.根据权利要求1所述的基于V2X车联网技术的智能化车联系统，其特征在于，所述信号控制机用于基于所述车辆类型信息和车道等候车辆长度确定信号灯调整控制策略包括：
当所述车辆类型信息示出所述车辆为以下车辆之一且所述车道等候车辆长度为第一预设长度以上和所述第二预设长度以下时，确定所述信号灯调整控制策略为在所述车辆行驶方向上的信号灯的绿灯时间增长第一预设时间直至所述车辆通过所述信号控制机所在路口：救护车、警车、消防车；
当所述车辆类型信息示出所述车辆为以下车辆之一且所述车道等候车辆长度为第一预设长度以上和所述第二预设长度以下时，确定所述信号灯调整控制策略为在所述车辆行驶方向上的信号灯的绿灯时间增长第二预设时间直至所述车辆通过所述信号控制机所在路口：公交车、货运装载车，其中，所述第二预设时间小于所述第一预设时间；
当所述车道等候车辆长度处于第一预设长度以下时，确定所述信号灯调整控制策略为在所述车辆行驶方向上的信号灯的绿灯时间缩短第三预设时间；以及
当所述车道等候车辆长度处于第二预设长度以上时，确定所述信号灯调整控制策略为在所述车辆行驶方向上的车道数量增加预设数量且在所述车辆行驶方向上的信号灯的绿灯时间增长第四预设时间。
3.根据权利要求1所述的基于V2X车联网技术的智能化车联系统，其特征在于，所述信号控制机用于确定所述信号灯调整控制策略为在所述车辆行驶方向上的车道数量增加预设数量包括：
当所述车道等候车辆长度处于第二预设长度与第三预设长度之间且存在其余车道的车道等候车辆长度小于第一预设长度时，将小于第一预设长度的车道中的其中一个的限定方向调整为与所述车辆行驶方向同向，其中所述第三预设长度大于所述第二预设长度；以及
当所述车道等候车辆长度大于第三预设长度且存在至少预设车道数的其余车道的车道等候车辆长度小于第一预设长度时，将所有所述小于第一预设长度的车道的车道限定方向调整为与所述车辆行驶方向同向。
4.根据权利要求1所述的基于V2X车联网技术的智能化车联系统，其特征在于，所述信号控制机用于基于所述车辆位置信息确定所述信号灯调整控制策略的执行时间包括：
所述信号控制机用于：
基于所述车辆位置信息确定所述车辆与路口的距离；以及
基于所述车辆与路口的距离确定所述信号灯调整控制策略的执行时间。
5.根据权利要求4所述的基于V2X车联网技术的智能化车联系统，其特征在于，所述信号控制机用于基于所述车辆与路口的距离确定所述信号灯调整控制策略的执行时间包括：
在所述车辆与路口的距离小于预设距离的情况下，开始执行当前信号灯调整控制策略。
6.根据权利要求1所述的基于V2X车联网技术的智能化车联系统，其特征在于，所述信号控制机还用于实时检测所述信号灯的健康状态，并且所述信号灯存在故障时，执行告警。
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