CN113920758B - 一种允许网联车借用公交专用道的动态调控方法 - Google Patents

一种允许网联车借用公交专用道的动态调控方法 Download PDF

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Abstract

一种允许网联车借用公交专用道的动态调控方法。本发明公开了一种网联车借用公交专用道的动态调控方法，其步骤包括：1、第i个时刻ti网联车辆所在路段上的公交专用道是否有公交车辆正在行驶；2、判断所述路段上是否具有公交站台；3、判断网联车辆、公交车辆以及公交站台三者之间的位置关系；4、第i个时刻ti网联车辆能否借用公交专用道行驶；5循环上述步骤判断下一个时刻网联车辆能否借用公交专用道行驶。本发明能实时根据网联车辆、公交车辆以及公交站台三者之间的位置关系，动态控制网联车辆借用公交专用道行驶，在保证公交优先和交通运行安全的前提下，充分利用现有的道路资源，实现公交专用道的分时共享，从而减少了延误，提高了道路通行能力。

Description

一种允许网联车借用公交专用道的动态调控方法
技术领域
本发明属于专用车道调控领域，具体的说是一种允许网联车借用公交专用道的动态调控方法。
背景技术
随着5G的实现和车联网技术的发展，我国现阶段的交通正处于传统交通向交通完全智能化发展的过程中，网联车辆的占有比例在未来交通组成中逐渐增加，但由于受客观条件的影响，网联车辆与传统车辆混行的状态必将长期存在，这导致车联网技术的优势短期内难以体现。且在混合交通环境中，由于网联车辆和传统车辆之间频繁的交互作用，影响了网联车辆性能的发挥，降低了预期的通行能力。专用车道能够达到隔离效果从而减少冲突来提高交通运行的安全性，因此可以解决传统人驾车辆与网联车辆之间的冲突问题，并充分发挥网联车辆的优势，提高道路的整体通行能力。
目前一方面城市内部交通布局基本已经固定，尤其在中心城区很难有空间再去建设网联车专用车道；另一方面大多数公交专用道上公交车流量较小，经常出现公交专用道处于闲置的情况，造成了道路资源的浪费。
发明内容
本发明为克服现有技术存在的不足之处，提出了一种允许网联车借用公交专用道的动态调控方法，在保证公交优先和交通运行安全的前提下，动态控制网联车辆借用公交专用道行驶，充分利用现有的道路资源，实现公交专用道的分时共享，从而能减少延误，提高道路通行能力。
本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：
本发明一种网联车借用公交专用道的动态调控方法的特点在于，包括以下步骤：
步骤1、判断第i个时刻ti当前网联车辆cav所在路段road上的公交专用道是否有公交车辆正在行驶，若有，则继续执行步骤2；否则，允许当前网联车辆cav借用公交专用道行驶，并执行步骤5；
步骤2、判断所述路段road上是否具有公交站台，若有，则执行步骤4；否则，执行步骤3；
步骤3、判断第i个时刻ti当前网联车辆cav行驶方向的位置
Figure BDA0003316834430000011
与其距离最近的公交车辆bus行驶方向的位置
Figure BDA0003316834430000012
之间的关系，若
Figure BDA0003316834430000013
则执行步骤3.1后再执行步骤5；否则，执行步骤3.2后再执行步骤5；
步骤3.1、判断式(1)是否成立，若成立，则表示允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并在网联车辆cav换入公交专用道后以最大行驶速度
Figure BDA0003316834430000021
在所述路段road上行驶；否则，表示不允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并继续在普通车道上行驶；
Figure BDA0003316834430000022
式(1)中，d1为公交车辆bus的移动安全区间，并有：
d1＝lb+lc+ST (2)
式(2)中，lb为公交车辆bus的长度，lc为网联车辆cav的长度，ST为停车视距，并有：
Figure BDA0003316834430000023
式(3)中，T表示驾驶员反应时间；
Figure BDA0003316834430000024
表示路面与轮胎之间的纵向摩阻系数；δ表示道路的纵坡度；S0表示停车安全距离；
Figure BDA0003316834430000025
表示第i个时刻ti公交车辆bus的行驶速度；且
Figure BDA0003316834430000026
步骤3.2、判断式(4)是否成立，若成立，则表示允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并在网联车辆cav换入公交专用道后以最大行驶速度
Figure BDA0003316834430000027
在所述路段road上按照式(5)所示的
Figure BDA0003316834430000028
时间行驶后，再以速度
Figure BDA0003316834430000029
跟随在公交车辆bus后方行驶；否则，表示不允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并继续在普通车道上行驶；
Figure BDA00033168344300000210
式(4)中，d2为网联车辆cav的安全跟车间距；
Figure BDA00033168344300000211
步骤4、判断第i个时刻ti所述网联车辆cav行驶方向位置
Figure BDA00033168344300000212
公交车辆bus行驶方向的位置
Figure BDA00033168344300000213
以及公交车站的位置Sb之间的关系：
若
Figure BDA00033168344300000214
则执行步骤3.2后再执行步骤5；
若
Figure BDA0003316834430000031
则执行步骤3.2后再执行步骤5；
若
Figure BDA0003316834430000032
则执行步骤3.1后再执行步骤5；
若
Figure BDA0003316834430000033
则执行步骤3.1再执行步骤5；
若
Figure BDA0003316834430000034
则执行步骤4.1再执行步骤5；
若
Figure BDA0003316834430000035
则执行步骤4.2再执行步骤5；
步骤4.1、判断式(6)是否成立，若成立，则表示允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并在网联车辆cav换入公交专用道后以最大行驶速度
Figure BDA0003316834430000036
在所述路段road上行驶；否则，表示不允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并继续在普通车道上行驶；
Figure BDA0003316834430000037
式(6)中，Ts表示公交车辆在公交站台的停靠时间，
Figure BDA0003316834430000038
表示第i个时刻ti网联车辆的行驶速度；
步骤4.2、判断式(7)是否成立，若成立，则表示允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并在网联车辆cav换入公交专用道后以速度
Figure BDA0003316834430000039
在所述路段road上按照式(8)所示的tds时间行驶后，再以速度
Figure BDA00033168344300000310
跟随在公交车辆bus后方行驶；否则，表示不允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并继续在普通车道上行驶；且
Figure BDA00033168344300000311
Figure BDA00033168344300000312
Figure BDA00033168344300000313
步骤5、将i+1赋值给i，返回步骤1顺序执行，继续判断判断下一个时刻网联车辆能否借用公交专用道行驶。
与已有技术相比，本发明的有益技术效果体现在：
1、本发明能实时根据网联车辆、公交车辆以及公交站台三者之间的位置关系，动态控制网联车辆借用公交专用道行驶，在保证公交优先和交通运行安全的前提下，充分利用现有的道路资源，实现了公交专用道的分时共享，减少了延误，提高了道路通行能力。
2、本发明从单个网联车辆本身出发，利用卫星定位技术实时获取网联车辆和公交车辆的位置，然后根据不同的场景采用不同的判定条件来判断此刻网联车辆能否借用公交专用道行驶，提高了判别的准确性。
3、本发明不需要通过分段设置区间，将道路离散化后再来判断公交专用道使用权，可以直接通过网联车辆和公交车辆实时的位置和速度来判断公交专用道的使用权，精度更高。
附图说明
图1为本发明的总体流程图；
图2为本发明的决策方法流程图；
图3为本发明的场景示意图。
具体实施方式
本实施例中，如图1所示，一种网联车借用公交专用道的动态调控方法是按照以下步骤进行的：
步骤1、判断第i个时刻ti当前网联车辆cav所在路段road上的公交专用道是否有公交车辆正在行驶，若有，则继续执行步骤2；否则，允许当前网联车辆cav借用公交专用道行驶，并执行步骤5；其中，网联车辆cav为网联自动驾驶车辆；
如图2所示，当公交车专用道上有公交车辆正在行驶时，根据路段上有无公交站台以及根据网联车辆、公交车辆、公交站台三者之间的位置关系，针对不同的场景采取相应的判断方法来判断网联车辆能否借用公交专用道行驶，具体是按如下步骤进行的：
步骤2、判断路段road上是否具有公交站台，若有，则执行步骤4；否则，执行步骤3；
步骤3、判断第i个时刻ti当前网联车辆cav行驶方向的位置
Figure BDA0003316834430000041
与其距离最近的公交车辆bus行驶方向的位置
Figure BDA0003316834430000042
之间的关系，若
Figure BDA0003316834430000043
则执行步骤3.1后再执行步骤5；否则，执行步骤3.2后再执行步骤5；网联车辆纵向位置
Figure BDA0003316834430000044
与公交车辆纵向位置
Figure BDA0003316834430000045
可以通过安装在网联车辆和公交车辆上的GPS定位模块或北斗卫星定位模块获取；
步骤3.1、判断式(1)是否成立，若成立，则表示允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并在网联车辆cav换入公交专用道后以最大行驶速度
Figure BDA0003316834430000046
在路段road上行驶；否则，表示不允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并继续在普通车道上行驶；
Figure BDA0003316834430000047
式(1)中，d1为公交车辆bus的移动安全区间，并有：
d1＝lb+lc+ST (2)
式(2)中，lb为公交车辆bus的长度，lc为网联车辆cav的长度，ST为停车视距，并有：
Figure BDA0003316834430000051
式(3)中，T表示驾驶员反应时间，一般取2.5秒；
Figure BDA0003316834430000052
表示路面与轮胎之间的纵向摩阻系数，为充分保证车辆行驶的安全性，一般按路面潮湿状态考虑；δ表示道路的纵坡度；S0表示停车安全距离；
Figure BDA0003316834430000053
表示第i个时刻ti公交车辆bus的行驶速度；
Figure BDA0003316834430000054
可以通过安装在公交车辆上的速度计来获得；且
Figure BDA0003316834430000055
步骤3.2、判断式(4)是否成立，若成立，则表示允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并在网联车辆cav换入公交专用道后以最大行驶速度
Figure BDA0003316834430000056
在路段road上按照式(5)所示的
Figure BDA0003316834430000057
时间行驶后，再以速度
Figure BDA0003316834430000058
跟随在公交车辆bus后方行驶；否则，表示不允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并继续在普通车道上行驶；
Figure BDA0003316834430000059
式(4)中，d2为网联车辆cav的安全跟车间距；d2的取值与网联车辆cav的性能有关；
Figure BDA00033168344300000510
步骤4、判断第i个时刻ti网联车辆cav行驶方向位置
Figure BDA00033168344300000511
公交车辆bus行驶方向的位置
Figure BDA00033168344300000512
以及公交车站的位置Sb之间的关系：
若
Figure BDA00033168344300000513
则执行步骤3.2后再执行步骤5；
若
Figure BDA00033168344300000514
则执行步骤3.2后再执行步骤5；
若
Figure BDA00033168344300000515
则执行步骤3.1后再执行步骤5；
若
Figure BDA00033168344300000516
则执行步骤3.1再执行步骤5；
若
Figure BDA00033168344300000517
则执行步骤4.1再执行步骤5；
若
Figure BDA0003316834430000061
则执行步骤4.2再执行步骤5；
步骤4.1、判断式(6)是否成立，若成立，则表示允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并在网联车辆cav换入公交专用道后以最大行驶速度
Figure BDA0003316834430000062
在路段road上行驶；否则，表示不允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并继续在普通车道上行驶；
Figure BDA0003316834430000063
式(6)中，Ts表示公交车辆在公交站台的停靠时间，
Figure BDA0003316834430000064
表示ti时刻网联车辆的行驶速度；
Figure BDA0003316834430000065
可以通过安装在网联车辆上的速度计获得；
步骤4.2、判断式(7)是否成立，若成立，则表示允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并在网联车辆cav换入公交专用道后以速度
Figure BDA0003316834430000066
在路段road上按照式(8)所示的tds时间行驶后，再以速度
Figure BDA0003316834430000067
跟随在公交车辆bus后方行驶；否则，表示不允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并继续在普通车道上行驶；且
Figure BDA0003316834430000068
Figure BDA0003316834430000069
Figure BDA00033168344300000610
步骤5、返回步骤1顺序执行，继续判断判断第i+1个时刻ti+1网联车辆能否借用公交专用道行驶。
如图3所示，本实施例以路段上有公交站台，且网联车辆位于公交车辆的下游，公交车辆位于公交站台的下游为例。其中Sb＝150m、lb＝10m、lc＝5m、T＝2.5s、
Figure BDA00033168344300000611
δ＝0、S0＝10m、
Figure BDA00033168344300000612
通过安装在公交车辆和网联车辆上的GPS定位模块获取公交车辆的位置
Figure BDA00033168344300000613
网联车辆的位置
Figure BDA00033168344300000614
通过安装在公交车辆上的速度及测得
Figure BDA00033168344300000615
根据已有条件利用式(3)计算该场景下的停车视距：
Figure BDA00033168344300000616
接下来利用式(2)计算公交车辆的移动安全区间：
d1＝lb+lc+ST＝10+5+51.8＝66.8m
接下来利用式(1)来判断网联车辆能否借用公交专用道行驶：
Figure BDA0003316834430000071
满足式(1)，表明此刻允许网联车辆借用公交专用道行驶，此时网联车辆则换入公交专用道且以速度
Figure BDA0003316834430000072
行驶。

Claims (1)

1.一种网联车借用公交专用道的动态调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、判断第i个时刻ti当前网联车辆cav所在路段road上的公交专用道是否有公交车辆正在行驶，若有，则继续执行步骤2；否则，允许当前网联车辆cav借用公交专用道行驶，并执行步骤5；
步骤2、判断所述路段road上是否具有公交站台，若有，则执行步骤4；否则，执行步骤3；
步骤3、判断第i个时刻ti当前网联车辆cav行驶方向的位置
Figure FDA0003316834420000011
与其距离最近的公交车辆bus行驶方向的位置
Figure FDA0003316834420000012
之间的关系，若
Figure FDA0003316834420000013
则执行步骤3.1后再执行步骤5；否则，执行步骤3.2后再执行步骤5；
步骤3.1、判断式(1)是否成立，若成立，则表示允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并在网联车辆cav换入公交专用道后以最大行驶速度Vc max在所述路段road上行驶；否则，表示不允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并继续在普通车道上行驶；
Figure FDA0003316834420000014
式(1)中，d1为公交车辆bus的移动安全区间，并有：
d1＝lb+lc+ST (2)
式(2)中，lb为公交车辆bus的长度，lc为网联车辆cav的长度，ST为停车视距，并有：
Figure FDA0003316834420000015
式(3)中，T表示驾驶员反应时间；
Figure FDA0003316834420000016
表示路面与轮胎之间的纵向摩阻系数；δ表示道路的纵坡度；S0表示停车安全距离；
Figure FDA0003316834420000017
表示第i个时刻ti公交车辆bus的行驶速度；且
Figure FDA0003316834420000018
步骤3.2、判断式(4)是否成立，若成立，则表示允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并在网联车辆cav换入公交专用道后以最大行驶速度Vc max在所述路段road上按照式(5)所示的
Figure FDA0003316834420000019
时间行驶后，再以速度
Figure FDA00033168344200000110
跟随在公交车辆bus后方行驶；否则，表示不允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并继续在普通车道上行驶；
Figure FDA0003316834420000021
式(4)中，d2为网联车辆cav的安全跟车间距；
Figure FDA0003316834420000022
步骤4、判断第i个时刻ti所述网联车辆cav行驶方向位置
Figure FDA0003316834420000023
公交车辆bus行驶方向的位置
Figure FDA0003316834420000024
以及公交车站的位置Sb之间的关系：
若
Figure FDA0003316834420000025
则执行步骤3.2后再执行步骤5；
若
Figure FDA0003316834420000026
则执行步骤3.2后再执行步骤5；
若
Figure FDA0003316834420000027
则执行步骤3.1后再执行步骤5；
若
Figure FDA0003316834420000028
则执行步骤3.1再执行步骤5；
若
Figure FDA0003316834420000029
则执行步骤4.1再执行步骤5；
若
Figure FDA00033168344200000210
则执行步骤4.2再执行步骤5；
步骤4.1、判断式(6)是否成立，若成立，则表示允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并在网联车辆cav换入公交专用道后以最大行驶速度Vc max在所述路段road上行驶；否则，表示不允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并继续在普通车道上行驶；
Figure FDA00033168344200000211
式(6)中，Ts表示公交车辆在公交站台的停靠时间，
Figure FDA00033168344200000212
表示第i个时刻ti网联车辆的行驶速度；
步骤4.2、判断式(7)是否成立，若成立，则表示允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并在网联车辆cav换入公交专用道后以速度
Figure FDA00033168344200000213
在所述路段road上按照式(8)所示的tds时间行驶后，再以速度
Figure FDA00033168344200000214
跟随在公交车辆bus后方行驶；否则，表示不允许第i个时刻ti网联车辆cav借用公交专用道行驶，并继续在普通车道上行驶；且
Figure FDA00033168344200000215
Figure FDA0003316834420000031
Figure FDA0003316834420000032
步骤5、将i+1赋值给i，返回步骤1顺序执行，继续判断下一个时刻网联车辆能否借用公交专用道行驶。
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