CN112509340A - 一种基于车联网的交叉路口信号灯辅助引导通过方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于车联网的交叉路口信号灯辅助引导通过方法，涉及道路交通技术领域，包括以下步骤：预先接收应急车辆发出优先通行的请求指令，确定当前路段交叉口信号灯状态和前方车列通行信息，并取经过时间车列与应急车辆冲突特征信息，确定应急车辆通过交叉路口信息，并恢复原相位。本发明实现应急车辆能够实现不停车迅速通过交叉口，给予合理的通行引导，不仅有效的缓解交通拥堵，降低车辆油耗和尾气排放，而且可以提高应急车辆的通行效率，适应性强。

Description

一种基于车联网的交叉路口信号灯辅助引导通过方法

技术领域

本发明涉及道路交通技术领域，具体来说，涉及一种基于车联网的交叉路口信号灯辅助引导通过方法。

背景技术

随着城市化、机动化进程的不断加快，城市交通变得日益拥堵。消防车、救护车、工程救险车、警车等应急车辆在执行紧急救援任务时，常常滞留在道路上，难以在第一时间展开救援工作。并且当应急车辆优先通过交叉口时，若不及时调整信号灯控制策略，甚至诱发“二次事件”，给国家经济发展和人民生命安全造成了巨大的威胁。因此，在突发事件下对城市交叉口进行信号配时优化研究，对提高应急车辆通行效率、保障通过安全、提高城市交通应急反应能力具有重要意义。

随着现代通信及控制技术的进步，智能交通系统为解决交通拥堵、交通安全管理、提高城市交通的服务效率提供了新的途径，同时也为减少应急车辆的时间延误提供了新的思路，也成为主流发展趋势。

然而，现有的研究并未充分考虑应急车辆前方排队车辆对其通过交叉口的影响。并且，针对前方车辆消散时间和当前信号灯状态二者间的关系考虑情况较为单一，仍可能出现信号变化无法使应急车辆顺利通过的情况的发生。

检索中国发明专利CN108520633 A公开了一种缓解交通拥堵的车速引导方法，属于车辆辅助驾驶的领域。该方法以车辆位置为起点，目标位置为终点，进行速度规划，获取该路径上的动态信息，根据车速引导算法，实时将最优速度推荐给用户。本方法针对机动车驾驶员无法获知前方路口交通信号灯的实时信息，只能盲目选择车速，致使车辆在路口的停车次数增加等问题，通过车载终端(或者智能手机)将城市路口交通信号灯的运行状态实时告知驾驶员，并给出科学合理的车速，从而可以使车辆能够在绿灯期间通过前方路口，从而不但可以车辆油耗和尾气排放，缓解交通拥堵，保障城市交通网络的畅通，本方法还可为汽车无人驾驶汽车提供速度选择。但其未充分考虑应急车辆前方排队车辆对其通过交叉口的影响，适应性较差，仍可能出现信号变化无法使应急车辆顺利通过的情况的发生。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于车联网的交叉路口信号灯辅助引导通过方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于车联网的交叉路口信号灯辅助引导通过方法，包括以下步骤：

步骤S1，预先接收应急车辆发出优先通行的请求指令，确定当前路段交叉口信号灯状态和前方车列通行信息，其中包括获取前方车列排队长度L₁和应急车辆距离交叉口进口距离L₀；

步骤S2，标定当前交叉口信号灯信息为绿灯，获取经过t₁时间车列与应急车辆冲突特征信息，其车列与应急车辆冲突的临界条件表示为：

V₁t₁+L₀-L₁＝V₀t₁

其中，绿灯剩余时间为t_g，前方车列消散时间为t_d；

步骤S3，确定应急车辆通过交叉路口信息，并恢复原相位。

进一步的，所述获取经过t₁时间车列与应急车辆冲突特征信息，还包括以下步骤：

标定车列消散时间小于绿灯剩余时间，表示为t_d＜t_g，

其中包括：t₁＜t_d，对应急车辆进行减速引导，在剩余绿灯时间内，应急车辆和前方车列均可通过，无须改变信号灯状态，表示为

其中，应急车辆加速度为a₀，引导时间为t₀；

其应急车辆加速度，满足如下：

进一步的，还包括以下步骤：

标定当前交叉口信号灯信息为红灯，

车列和应急车辆冲突的临界表示为：

其中，列以加速度a₁消散，消散时间为t_d。

本发明的有益效果：

本发明基于车联网的交叉路口信号灯辅助引导通过方法，预先接收应急车辆发出优先通行的请求指令，确定当前路段交叉口信号灯状态和前方车列通行信息，并取经过t₁时间车列与应急车辆冲突特征信息，确定应急车辆通过交叉路口信息，并恢复原相位，实现应急车辆能够实现不停车迅速通过交叉口，给予合理的通行引导，不仅有效的缓解交通拥堵，降低车辆油耗和尾气排放，而且可以提高应急车辆的通行效率，适应性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种基于车联网的交叉路口信号灯辅助引导通过方法的流程示意图一；

图2是根据本发明实施例的一种基于车联网的交叉路口信号灯辅助引导通过方法的流程示意图二；

图3是根据本发明实施例的一种基于车联网的交叉路口信号灯辅助引导通过方法的通行示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种基于车联网的交叉路口信号灯辅助引导通过方法。

如图1-图3所示，根据本发明实施例的基于车联网的交叉路口信号灯辅助引导通过方法，包括以下步骤：

步骤S1，预先接收应急车辆发出优先通行的请求指令，确定当前路段交叉口信号灯状态和前方车列通行信息，其中包括获取前方车列排队长度L₁和应急车辆距离交叉口进口距离L₀；

步骤S2，标定当前交叉口信号灯信息为绿灯，获取经过t₁时间车列与应急车辆冲突特征信息，其车列与应急车辆冲突的临界条件表示为：

V₁t₁+L₀-L₁＝V₀t₁

其中，绿灯剩余时间为t_g，前方车列消散时间为t_d；

步骤S3，确定应急车辆通过交叉路口信息，并恢复原相位。

其中，所述获取经过t₁时间车列与应急车辆冲突特征信息，还包括以下步骤：

标定车列消散时间小于绿灯剩余时间，表示为t_d＜t_g，

其中包括：t₁＜t_d，对应急车辆进行减速引导，在剩余绿灯时间内，应急车辆和前方车列均可通过，无须改变信号灯状态，表示为

其中，应急车辆加速度为a₀，引导时间为t₀；

其应急车辆加速度，满足如下：

其中，还包括以下步骤：

标定当前交叉口信号灯信息为红灯，

车列和应急车辆冲突的临界表示为：

其中，列以加速度a₁消散，消散时间为t_d。

借助于上述方案，基于车联网的交叉路口信号灯辅助引导通过方法，预先接收应急车辆发出优先通行的请求指令，确定当前路段交叉口信号灯状态和前方车列通行信息，并取经过t₁时间车列与应急车辆冲突特征信息，确定应急车辆通过交叉路口信息，并恢复原相位，实现应急车辆能够实现不停车迅速通过交叉口，给予合理的通行引导，不仅有效的缓解交通拥堵，降低车辆油耗和尾气排放，而且可以提高应急车辆的通行效率，适应性强。

另外，具体的，其应急车辆发出优先通行请求时，前方交叉口信号灯为绿灯，设此时绿灯剩余时间为t_g，前方车列消散时间(即最后一辆车通过交叉口)为t_d，经过t₁时间车列与应急车辆冲突，车列与应急车辆冲突的临界条件为：

V₁t₁+L₀-L₁＝V₀t₁

表示如下：

1)车列消散时间小于绿灯剩余时间即t_d＜t_g

若t₁＜t_d，即应急车辆与车列会发生冲突，为避免冲突，须对应急车辆进行减速引导，在剩余绿灯时间内，应急车辆和前方车列均可通过，无须改变信号灯状态，此时应急车辆加速度a₀与引导时间t₀需满足以下条件：

由此可得应急车辆加速度需满足以下条件：

若t₁＞t_d，即应急车辆与车列不发生冲突，前方车列可在剩余绿灯时间内消散，此时需要判断在剩余绿灯时间内，应急车辆能否通过交叉口：

t₁＜t_g，即应急车辆在剩余绿灯时间内可以顺利通过交叉口，此时应急车辆保持原速通行即可，无须改变信号灯状态；

t₁＞t_g，即应急车辆在剩余绿灯时间内不能通过交叉口，此时采取绿灯延时策略，应急车辆保持原速通行，绿灯延时时间为：

2)车列消散时间大于绿灯剩余时间，即t_d＞t_g

若t₁＜t_d，即应急车辆与车列会发生冲突，为避免冲突，应对应急车辆进行减速引导，采取绿灯延时策略，此时应急车辆加速度a₀与引导时间t₀需满足一下条件：

由此可得应急车辆加速度需满足以下条件：

速度应满足一下条件：

v≤v₀+a₀t₀＝v₁

将速度降至v以下可以成功避免冲突，在车辆完成减速后，已通过路程：

应急车辆以速度v匀速通过余下路段，时间为：

由此可得绿灯延时时长为：

若t₁＞t_d，即应急车辆与车列不冲突，但在剩余绿灯时间内不能通过交叉口，此时采取绿灯延时策略，应急车辆保持原速通行，绿灯延时时间为：

另外，具体的，若应急车辆发出优先通行请求时，前方交叉口信号灯为红灯，为避免停车等待以及启动延误造成的时间损失，此时采取切断红灯、绿灯早启策略。设前方车列以加速度a₁消散，消散时间(即最后一辆车通过交叉口)为t_d，车列与应急车辆冲突的临界条件为：

具体的，如下：

1)若t₁＞t_d，即切断红灯、绿灯早启后，应急车辆与前方消散车列不发生冲突，此时无须对应急车辆进行车速引导，使绿灯时长满足应急车辆通过即可，此时设置绿灯时间为：

2)若t₁＜t_d，即切断红灯、绿灯早启后，应急车辆与前方消散车列发生冲突，此时不仅要重新设置绿灯时长，还要对应急车辆进行减速导此时应急车辆加速度a₀与引导时间t₀需满足以下条件：

由此可得应急车辆加速度需满足以下条件：

应急车辆速度需满足以下条件：

将速度降至v以下可以成功避免冲突，在车辆完成减速后，已通过路程：

应急车辆以速度v匀速通过余下路段，时间为：

由此可得绿灯时长为：

t_e＝t₀+t₂

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过预先接收应急车辆发出优先通行的请求指令，确定当前路段交叉口信号灯状态和前方车列通行信息，并取经过t₁时间车列与应急车辆冲突特征信息，确定应急车辆通过交叉路口信息，并恢复原相位，实现应急车辆能够实现不停车迅速通过交叉口，给予合理的通行引导，不仅有效的缓解交通拥堵，降低车辆油耗和尾气排放，而且可以提高应急车辆的通行效率，适应性强。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (3)

1.一种基于车联网的交叉路口信号灯辅助引导通过方法，其特征在于，包括以下步骤：

预先接收应急车辆发出优先通行的请求指令，确定当前路段交叉口信号灯状态和前方车列通行信息，其中包括获取前方车列排队长度L₁和应急车辆距离交叉口进口距离L₀；

标定当前交叉口信号灯信息为绿灯，获取经过t₁时间车列与应急车辆冲突特征信息，其车列与应急车辆冲突的临界条件表示为：

V₁t₁+L₀-L₁＝V₀t₁

其中，绿灯剩余时间为t_g，前方车列消散时间为t_d；

确定应急车辆通过交叉路口信息，并恢复原相位。

2.根据权利要求1所述的基于车联网的交叉路口信号灯辅助引导通过方法，其特征在于，步骤所述获取经过t₁时间车列与应急车辆冲突特征信息，还包括以下步骤：

标定车列消散时间小于绿灯剩余时间，表示为t_d＜t_g，

其中包括：t₁＜t_d，对应急车辆进行减速引导，在剩余绿灯时间内，应急车辆和前方车列均可通过，无须改变信号灯状态，表示为

其中，应急车辆加速度为a₀，引导时间为t₀；

其应急车辆加速度，满足如下：

3.根据权利要求1所述的基于车联网的交叉路口信号灯辅助引导通过方法，其特征在于，还包括以下步骤：

标定当前交叉口信号灯信息为红灯，

车列和应急车辆冲突的临界表示为：

其中，列以加速度a₁消散，消散时间为t_d。

Images