CN114120666B - 一种基于车路协同的智能车速诱导系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于车路协同的智能车速诱导系统，包括信息采集模块、路侧信息模块、车载终端模块和中央控制模块，信息采集模块包括路测监控模块和交叉口监控模块，路测监控模块安装在车速诱导区间的起点，交叉口监控模块安装在交叉口处，路测信息模块安装在路侧交通信号控制机内，车载终端模块安装在车辆上，中央控制模块设置在城市交通管理中心，信息采集模块、路侧信息模块、车载终端模块和中央控制模块四者之间的数据信息交互依托于车用无线通信技术，中央控制模块在车辆进入速度诱导区间起点时，得到车辆行驶的目标速度区间或者目标速度以供驾驶员能及时调整速度后匀速行驶至交叉口；优点是诱导效果好，可以明显改善交叉口车辆拥堵现象。

Description

一种基于车路协同的智能车速诱导系统

技术领域

本发明涉及一种智能车速诱导系统，尤其是涉及一种基于车路协同的智能车速诱导系统。

背景技术

近年来，我国机动车保有量大幅增加，居民出行呈现高机动化的趋势，导致城市面临的交通问题日益严重。交叉口作为城市道路交通的重要节点，其运行状况对整个路段的通行效率有着很大影响。车辆即将驶入交叉口时，驾驶员由于不清楚前方信号灯的具体状态，大多会降低车速缓慢通过，一辆车的减速会导致整个车队的行驶速度降低，出现交叉口车辆拥堵现象，进而造成时间上的浪费，增加车辆的燃油消耗。

对于交叉口车辆通行效率问题，现有解决方案多为交叉口渠化设计(如交通岛、左转待行区等)及优化信号配时(如绿波信号控制、自适应信号控制等)，但这些解决方案中，行驶车辆和交叉口之间缺乏信息交互，驾驶员完全是被动式接收信号灯控制。

公开号为CN106157644A的中国专利申请中公开了一种可减少交叉口停车次数的车速引导系统及其实现方法，首先在人机对话模块和信号机中手动输入车速引导系统运行的已知参数，随后由PLC学习交叉口信号控制系统发布的交叉口信号控制方案，学习完成后，由PLC判断是否需要制定新的引导车速策略，一旦需要制定新的引导车速策略时由PLC制定车速引导策略，最后由设置在交叉口上游路侧的LED显示屏发布车速引导策略。上述系统在制定的车速引导策略仅是对直行车辆进行诱导，没有考虑到左转车辆和右转车辆的速度诱导及前方道路是否有车辆排队情况，以致诱导效果比较有限，对交叉口车辆拥堵现象改善有限。公开号为CN106875709A的中国专利申请中公开了一种基于红绿灯的车速诱导方法、系统及车辆，能够及时调整车速，避免在交通灯路口停车，但该方法仅考虑到车辆行驶路径的问题，没有明确车辆到达交叉口后的行驶方向，最终诱导效果也比较有限，对交叉口车辆拥堵现象改善有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种诱导效果好，可以明显改善交叉口车辆拥堵现象的基于车路协同的智能车速诱导系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于车路协同的智能车速诱导系统，包括信息采集模块、路侧信息模块、车载终端模块和中央控制模块，所述的信息采集模块包括路侧监控模块和交叉口监控模块，所述的路侧监控模块安装在预先设置的车速诱导区间的起点，所述的交叉口监控模块安装在交叉口处，所述的路侧信息模块安装在路侧交通信号控制机内，所述的车载终端模块安装在车辆上，所述的中央控制模块设置在城市交通管理中心，所述的信息采集模块、所述的路侧信息模块、所述的车载终端模块和所述的中央控制模块四者之间的数据信息交互依托于车路协同技术中的车用无线通信技术(Vehicle to Everything,V2X)进行数据信息交互；所述的信息采集模块能够通过所述的路侧监控模块记录车辆进入速度诱导区间起点的时刻、通过所述的交叉口监控模块实时地记录交叉口处车辆的通行情况，所述的信息采集模块具备信息发送功能；所述的路侧信息模块能够获取交叉口位置、交叉口信号状态和信号配时方案发送给所述的中央控制模块，所述的路侧信息模块具备信息接发功能；所述的车载终端模块能够收集车辆行驶数据以及车辆自身的参数，所述的车辆行驶数据包括车辆行驶路径规划、信息位置和速度信息发送给所述的中央控制模块，所述的车辆自身的参数包括车辆制动力和车的质量，所述的车载终端模块具备信息接发功能、GPS定位功能、导航功能、显示功能和语言播报功能；所述的中央控制模块作为所述的智能车速诱导系统的后台处理中心，能够接收来自所述的信息采集模块的车辆进入速度诱导区间起点时刻和每个交叉口车辆的实时通行情况这些数据信息；能够接收来自所述的路侧信息模块的交叉口位置、交叉口信号状态和配时方案这些数据信息，接收来自所述的车载终端模块的车辆行驶路径、位置信息和速度信息这些数据信息，所述的中央控制模块在车辆进入速度诱导区间起点时，将接收到的数据信息进行解析和处理，得到车辆行驶的目标速度区间或者目标速度发送给所述的车载终端模块，当所述的车载终端模块接收到目标速度区间或者目标速度后，将该目标速度区间或者目标速度进行显示并且语音播报给驾驶员，以供驾驶员根据该目标速度区间或者目标速度及时调整速度后匀速行驶至交叉口。

所述的中央控制模块将接收到的数据信息进行解析和处理，得到车辆在速度诱导区间至交叉口行驶的目标速度区间的具体过程为：

步骤(1)、当车辆行驶至车速诱导区间起点时，所述的中央控制模块根据交叉口监控模块传输过来的车辆实时通行情况来判断交叉口停止线前车辆通行状况，所述的车辆通行状况分为畅通和不畅通两种状态，具体判断标准为：若信号灯绿灯区间全部被利用，此时车流释放状态为饱和状态，判定车辆通行状况为不畅通状态，否则判定为畅通状态，若为畅通状态，则执行步骤(2)，否则执行步骤(3)；

进一步，信号灯绿灯区间为车辆到达车速诱导区间起点时刻所对应的绿灯区间，若该时刻对应信号灯不是绿灯，则信号灯绿灯区间指的是车辆到达车速诱导区间起点时刻之前最近的一次绿灯区间；

步骤(2)、判断车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点，到达时刻T＝T₀+T₁是否在信号灯绿灯区间G内，

若T∈G，则初始速度V₀即为得到的目标速度，建议车辆以初始速度V₀行驶至前方交叉口，其中，T为车辆到达交叉口的时刻；T₀为车辆到达车速诱导区间起点的时刻，通过所述的路侧信息模块获得；V₀为车辆在T₀时刻的速度，称为初始速度；T₁为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点所需要的时长；L为车速诱导区间起点距离前方交叉口车行道分界线实线起点的距离；G为信号灯绿灯区间；

若

则需要调整车辆速度至目标速度区间，使得车辆到达交叉口时信号灯状态为绿灯，此时，目标速度区间应满足的条件为V1∈[V₁，V₂]，

且V₂＜V_max；此时建议车辆通过加速将车速调整至目标速度区间V1内，然后匀速行驶至前方交叉口，将车辆加速到目标速度区间内至少所需要的时长记为T₂，

其中，V1为车辆的目标速度区间；V₁为目标速度区间下限，V₂为目标速度区间上线；L为车速诱导区间起点距离前方交叉口车行道分界线实线起点的距离；T₁为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点所需要的时长；T_R1为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点时的到达时刻T距离上个信号灯黄灯区间末的时长；T_Y为信号灯黄灯区间的时长；T_G为信号灯绿灯区间的时长；V_max为路段容许最大车速；T₂为从初始速度V₀加速到目标速度区间下限V₁所需要的最小时长；a₁为车辆百公里平均加速度值；t为车辆百公里加速时长，a₁和t这两个参数由车辆性能决定；

步骤(3)、当车辆通行状况为不畅通状态时，所述的中央控制模块根据信息采集模块传输的数据信息，统计排队车辆数和平均车头时距，并预测消散时长T_x，T_x＝wq，其中，T_x为排队车辆的消散时长；w为排队车辆数；q为平均车头时距；然后判断车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点，到达时刻T＝T₀+T₁+T_x是否在信号灯绿灯区间G内，

其中，T为车辆到达交叉口的时刻；T₀为车辆到达车速诱导区间起点的时刻，通过所述的路侧信息模块获得；V₀为车辆在T₀时刻的速度，称为初始速度，T₁为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点所需要的时长；G为信号灯绿灯区间；L为车速诱导区间起点距离前方交叉口车行道分界线实线起点的距离；若T∈G且T_x≤T_G1，则执行步骤(4)；若T∈G且T_x＞T_G1则执行步骤(5)；若

执行步骤(6)，T_G1为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点时的到达时刻T距离下个信号灯红灯区间起始时刻的时长；

步骤(4)、初始速度V₀即为得到的目标速度，建议车辆以初始速度V₀行驶至前方交叉口；

步骤(5)、此时车辆需要通过减速将车速调整至目标速度区间V2内后，匀速行驶至前方交叉口，使得车辆到达交叉口时信号灯状态为绿灯，其中目标速度区间应满足的条件为V2∈[V₃，V₄]，

将减速过程中车辆的加速度记为a₂，车辆减速到目标速度区间至少所需要的时长为T₃，

其中，V2为车辆的目标速度区间；V₃为目标速度区间下限；V₄为目标速度区间上限；L为车速诱导区间起点距离前方交叉口车行道分界线实线起点的距离；T₁为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点所需要的时长；T_x为排队车辆的消散时长；T_G1为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点时的到达时刻T距离下个信号灯红灯区间起始时刻的时长；T_Y为信号灯黄灯区间时长；T_G为信号灯绿灯区间时长；F为车辆制动力，m为车的质量，F和m均为车辆自身的参数；

步骤(6)、车辆通过减速将车速调整至目标速度区间V3内后，匀速行驶至前方交叉口，使得车辆到达交叉口时信号灯状态为绿灯；目标速度区间应满足的条件为V3∈[V₅，V₆]，

设车辆的加速度为a₃，则车辆减速到目标速度至少所需要的时长为T₄，

其中，V3为车辆的目标速度区间；V₅为目标速度区间下限；V₆为目标速度区间上限；L为车速诱导区间起点距离前方交叉口车行道分界线实线起点的距离；T₁为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点所需要的时长；T_R2为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点时信号灯红灯区间剩余时长；T_G为信号灯绿灯区间时长；F为车辆制动力，m为车的质量，F和m均为车辆自身的参数。

与现有技术相比，本发明的优点在于通过信息采集模块、路侧信息模块、车载终端模块和中央控制模块构建智能车速诱导系统，信息采集模块包括路侧监控模块和交叉口监控模块，路侧监控模块安装在预先设置的车速诱导区间的起点，交叉口监控模块安装在交叉口处，路侧信息模块安装在路侧交通信号控制机内，车载终端模块安装在车辆上，中央控制模块设置在城市交通管理中心，，信息采集模块、路侧信息模块、车载终端模块和中央控制模块四者之间的数据信息交互依托于车路协同技术中的车用无线通信技术(Vehicle toEverything，V2X)进行数据信息交互；信息采集模块能够通过路侧监控模块记录车辆进入速度诱导区间起点的时刻、通过交叉口监控模块实时地记录交叉口处车辆的通行情况，信息采集模块具备信息发送功能；路侧信息模块能够获取交叉口位置、交叉口信号状态和信号配时方案发送给中央控制模块，路侧信息模块具备信息接发功能；车载终端模块能够收集车辆行驶数据以及车辆自身的参数，车辆行驶数据包括车辆行驶路径规划、信息位置和速度信息发送给中央控制模块，车辆自身的参数包括车辆制动力和车的质量，车载终端模块具备信息接发功能、GPS定位功能、导航功能、显示功能和语言播报功能；中央控制模块作为智能车速诱导系统的后台处理中心，能够接收来自信息采集模块的车辆进入速度诱导区间起点时刻和每个交叉口车辆的实时通行情况这些数据信息；能够接收来自路侧信息模块的交叉口位置、交叉口信号状态和配时方案这些数据信息，接收来自车载终端模块的车辆行驶路径、位置信息和速度信息这些数据信息，中央控制模块在车辆进入速度诱导区间起点时，将接收到的数据信息进行解析和处理，得到车辆行驶的目标速度区间活着目标速度发送给车载终端模块，当车载终端模块接收到目标速度区间或者目标速度后，将该目标速度区间或者目标速度进行显示并且语音播报给驾驶员以供驾驶员能够根据该目标速度区间或者目标速度及时调整速度后匀速行驶至交叉口，由此本发明不仅综合考虑了车辆行驶的各个方向，即直行、左转和右转，根据不同的行驶方向进行车速诱导，还考虑到前方路段车辆排队情况，通过车辆与信号控制机互通协调的方式，综合了交通信息及环境信息来确定目标速度或目标速度区间，诱导效果好，能够辅助驾驶员对当前交通状况作出更合理的判断，从而减少车辆在红绿灯前等待的时间，减少启停次数，降低燃油消耗，提高通行效率，明显改善交叉口车辆拥堵现象。

附图说明

图1为本发明的智能车速诱导系统的结构示意图；

图2为本发明的智能车速诱导系统的工作流程示意图；

图3为本发明的智能车速诱导系统的目标速度区间计算流程图；

图4为本发明的信号周期时间划分示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明公开了一种基于车路协同的智能车速诱导系统，以下结合附图实施例对本发明的一种基于车路协同的智能车速诱导系统作进一步详细描述。

实施例：如图1-图4所示，一种基于车路协同的智能车速诱导系统，包括信息采集模块、路侧信息模块、车载终端模块和中央控制模块，信息采集模块包括路侧监控模块和交叉口监控模块，路侧监控模块安装在预先设置的车速诱导区间的起点，交叉口监控模块安装在交叉口处，路侧信息模块安装在路侧交通信号控制机内，车载终端模块安装在车辆上，中央控制模块设置在城市交通管理中心，信息采集模块、路侧信息模块、车载终端模块和中央控制模块四者之间的数据信息交互依托于车路协同技术中的车用无线通信技术(Vehicle to Everything,V2X)进行数据信息交互；在车路协同环境下，交通流数据不再依赖于路段上的各个检测器，车辆数据可以实时捕捉，V2X是将车辆与一切事物相连接的新一代信息通信技术，其中V代表车辆，X代表任何与车交互信息的对象，当前X主要包含车、人、交通路侧基础设施和网络，本发明中X主要指路侧基础设施，即V2I(Vehicle toInfrastructure)技术，用于车辆，交叉口和中央控制模块处的数据传输和交换；信息采集模块能够通过路侧监控模块记录车辆进入速度诱导区间起点的时刻、通过交叉口监控模块实时地记录交叉口处车辆的通行情况，信息采集模块具备信息发送功能；路侧信息模块能够获取交叉口位置、交叉口信号状态和信号配时方案发送给中央控制模块，路侧信息模块具备信息接发功能；车载终端模块能够收集车辆行驶数据以及车辆自身的参数，车辆行驶数据包括车辆行驶路径规划、信息位置和速度信息发送给中央控制模块，车辆自身的参数包括车辆制动力和车的质量，车载终端模块具备信息接发功能、GPS定位功能、导航功能、显示功能和语言播报功能；中央控制模块作为智能车速诱导系统的后台处理中心，能够接收来自信息采集模块的车辆进入速度诱导区间起点时刻和每个交叉口车辆的实时通行情况这些数据信息；能够接收来自路侧信息模块的交叉口位置、交叉口信号状态和配时方案这些数据信息，接收来自车载终端模块的车辆行驶路径、位置信息和速度信息这些数据信息，中央控制模块在车辆进入速度诱导区间起点时，将接收到的数据信息进行解析和处理，得到车辆行驶的目标速度区间或者目标速度发送给车载终端模块，当车载终端模块接收到目标速度区间或者目标速度后，将该目标速度区间或者目标速度进行显示并且语音播报给驾驶员以供驾驶员能够根据该目标速度区间或者目标速度及时调整速度后匀速行驶至交叉口。

本实施例中，中央控制模块将接收到的数据信息进行解析和处理，得到车辆在速度诱导区间至交叉口行驶的目标速度区间的具体过程为：

步骤(1)、当车辆行驶至车速诱导区间起点时，中央控制模块根据交叉口监控模块传输过来的车辆实时通行情况来判断交叉口停止线前车辆通行状况，车辆通行状况分为畅通和不畅通两种状态，具体判断标准为：若信号灯绿灯区间全部被利用，此时车流释放状态为饱和状态，判定车辆通行状况为不畅通状态，否则判定为畅通状态，若为畅通状态，则执行步骤(2)，否则执行步骤(3)；

进一步，信号灯绿灯区间为车辆到达车速诱导区间起点时刻所对应的绿灯区间，若该时刻对应信号灯不是绿灯，则信号灯绿灯区间指的是车辆到达车速诱导区间起点时刻之前最近的一次绿灯区间；

步骤(2)、判断车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点，到达时刻T＝T₀+T₁是否在信号灯绿灯区间G内，

若T∈G，则初始速度V₀即为得到的目标速度，建议车辆以初始速度V₀行驶至前方交叉口，其中，T为车辆到达交叉口的时刻；T₀为车辆到达车速诱导区间起点的时刻，通过路侧信息模块获得；V₀为车辆在T₀时刻的速度，称为初始速度；T₁为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点所需要的时长；L为车速诱导区间起点距离前方交叉口车行道分界线实线起点的距离；G为信号灯绿灯区间；

若

则需要调整车辆速度至目标速度区间，使得车辆到达交叉口时信号灯状态为绿灯此时，目标速度区间应满足的条件为V1∈[V₁，V₂]，

且V₂＜V_max，此时建议车辆通过加速将车速调整至目标速度区间V1内，然后匀速行驶至前方交叉口，将车辆加速到目标速度区间内至少所需要的时长记为T₂，

其中，V1为车辆的目标速度区间；V₁为目标速度区间下限，V₂为目标速度区间上线；L为车速诱导区间起点距离前方交叉口车行道分界线实线起点的距离；T₁为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点所需要的时长；T_R1为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点时的到达时刻T距离上个信号灯黄灯区间末的时长；T_Y为信号灯黄灯区间的时长；T_G为信号灯绿灯区间的时长；V_max为路段容许最大车速；T₂为从初始速度V₀加速到目标速度区间下限V₁所需要的最小时长；a₁为车辆百公里平均加速度值；t为车辆百公里加速时长，a₁和t这两个参数由车辆性能决定；

步骤(3)、当车辆通行状况为不畅通状态时，中央控制模块根据信息采集模块传输的数据信息，统计排队车辆数和平均车头时距，并预测消散时长T_x，T_x＝wq，其中，T_x为排队车辆的消散时长；w为排队车辆数；q为平均车头时距；然后判断车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点，到达时刻T＝T₀+T₁+T_x是否在信号灯绿灯区间G内，

其中，T为车辆到达交叉口的时刻；T₀为车辆到达车速诱导区间起点的时刻，通过路侧信息模块获得；V₀为车辆在T₀时刻的速度，称为初始速度，T₁为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点所需要的时长；G为信号灯绿灯区间；L为车速诱导区间起点距离前方交叉口车行道分界线实线起点的距离；若T∈G且T_x≤T_G1，则执行步骤(4)；若T∈G且T_x＞T_G1则执行步骤(5)；若

执行步骤(6)，T_G1为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点时的到达时刻T距离下个信号灯红灯区间起始时刻的时长；

步骤(4)、初始速度V₀即为得到的目标速度，建议车辆以初始速度V₀行驶至前方交叉口；

步骤(5)、此时车辆需要通过减速将车速调整至目标速度区间V2内后，匀速行驶至前方交叉口，使得车辆到达交叉口时信号灯状态为绿灯，其中目标速度区间应满足的条件为V2∈[V₃，V₄]，

将减速过程中车辆的加速度记为a₂，车辆减速到目标速度区间至少所需要的时长为T₃，

其中，V2为车辆的目标速度区间；V₃为目标速度区间下限；V₄为目标速度区间上限；L为车速诱导区间起点距离前方交叉口车行道分界线实线起点的距离；T₁为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点所需要的时长；T_x为排队车辆的消散时长；T_G1为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点时的到达时刻T距离下个信号灯红灯区间起始时刻的时长；T_Y为信号灯黄灯区间时长；T_G为信号灯绿灯区间时长；F为车辆制动力，m为车的质量，F和m均为车辆自身的参数；

步骤(6)、车辆通过减速将车速调整至目标速度区间V3内后，匀速行驶至前方交叉口，使得车辆到达交叉口时信号灯状态为绿灯；目标速度区间应满足的条件为V3∈[V₅，V₆]，

设车辆的加速度为a₃，则车辆减速到目标速度至少所需要的时长为T₄，

其中，V3为车辆的目标速度区间；V₅为目标速度区间下限；V₆为目标速度区间上限；L为车速诱导区间起点距离前方交叉口车行道分界线实线起点的距离；T₁为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点所需要的时长；T_R2为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点时信号灯红灯区间剩余时长；T_G为信号灯绿灯区间时长；F为车辆制动力，m为车的质量，F和m均为车辆自身的参数。

当使用本发明的基于车路协同的智能车速诱导系统时，将本发明的基于车路协同的智能车速诱导系统中的各部件安装在相应的位置，开车时，驾驶员在车载终端模块输入目的地，得到规划行驶路径并将规划行驶路径传输至中央控制模块；当车辆行驶至交叉口上游车速诱导区间起点时，信息采集模块记录车辆进入速度诱导区间起点的时刻和交叉口处车辆的通行状况并传输至中央控制模块；车载终端模块将车辆自身的位置信息和行驶速度传输至中央控制模块；路侧信息模块将交叉口位置、交叉口信号状态和信号配时方案信息发送给中央控制模块；中央控制模块接受来自信息采集模块、车载终端模块和路侧信息模块的数据信息，通过汇总交叉口交通信号灯信息、交叉口位置信息、交叉口停止线前车辆排队状况、车辆行驶方向、车辆位置数据，计算得出车辆行驶的目标速度区间或者目标速度，并将其传输至车载终端模块；车载终端模块将中央控制模块所处理的结果可视化，并且通过语音播报给驾驶员，车辆驾驶员确认后能够开始加速或减速，从当前行驶状态经过调整达到目标速度或者目标速度区间，以改良后的运动状态匀速行驶至交叉口，继而实现不停车通过信号灯控制交叉口；重复上述步骤，直至车辆到达目的地。

Claims (1)

1.一种基于车路协同的智能车速诱导系统，其特征在于包括信息采集模块、路侧信息模块、车载终端模块和中央控制模块，所述的信息采集模块包括路侧监控模块和交叉口监控模块，所述的路侧监控模块安装在预先设置的车速诱导区间的起点，所述的交叉口监控模块安装在交叉口处，所述的路侧信息模块安装在路侧交通信号控制机内，所述的车载终端模块安装在车辆上，所述的中央控制模块设置在城市交通管理中心，所述的信息采集模块、所述的路侧信息模块、所述的车载终端模块和所述的中央控制模块四者之间的数据信息交互依托于车路协同技术中的车用无线通信技术进行数据信息交互；所述的信息采集模块能够通过所述的路侧监控模块记录车辆进入速度诱导区间起点的时刻、通过所述的交叉口监控模块实时地记录交叉口处车辆的通行情况，所述的信息采集模块具备信息发送功能；所述的路侧信息模块能够获取交叉口位置、交叉口信号状态和信号配时方案发送给所述的中央控制模块，所述的路侧信息模块具备信息接发功能；所述的车载终端模块能够收集车辆行驶数据以及车辆自身的参数，所述的车辆行驶数据包括车辆行驶路径规划、信息位置和速度信息发送给所述的中央控制模块，所述的车辆自身的参数包括车辆制动力和车的质量，所述的车载终端模块具备信息接发功能、GPS定位功能、导航功能、显示功能和语言播报功能；所述的中央控制模块作为所述的智能车速诱导系统的后台处理中心，能够接收来自所述的信息采集模块的车辆进入速度诱导区间起点时刻和每个交叉口车辆的实时通行情况这些数据信息；能够接收来自所述的路侧信息模块的交叉口位置、交叉口信号状态和配时方案这些数据信息，接收来自所述的车载终端模块的车辆行驶路径、位置信息和速度信息这些数据信息，所述的中央控制模块在车辆进入速度诱导区间起点时，将接收到的数据信息进行解析和处理，得到车辆行驶的目标速度区间或者目标速度发送给所述的车载终端模块，当所述的车载终端模块接收到目标速度区间或者目标速度后，将该目标速度区间或者目标速度进行显示并且语音播报给驾驶员以供驾驶员能够根据该目标速度区间或者目标速度及时调整速度后匀速行驶至交叉口；

所述的中央控制模块将接收到的数据信息进行解析和处理，得到车辆在速度诱导区间至交叉口行驶的目标速度区间的具体过程为：

步骤(1)、当车辆行驶至车速诱导区间起点时，所述的中央控制模块根据交叉口监控模块传输过来的车辆实时通行情况来判断交叉口停止线前车辆通行状况，所述的车辆通行状况分为畅通和不畅通两种状态，具体判断标准为：若信号灯绿灯区间全部被利用，此时车流释放状态为饱和状态，判定车辆通行状况为不畅通状态，否则判定为畅通状态，若为畅通状态，则执行步骤(2)，否则执行步骤(3)；

进一步，信号灯绿灯区间为车辆到达车速诱导区间起点时刻所对应的绿灯区间，若该时刻对应信号灯不是绿灯，则信号灯绿灯区间指的是车辆到达车速诱导区间起点时刻之前最近的一次绿灯区间；

步骤(2)、判断车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点，到达时刻T＝T₀+T₁是否在信号灯绿灯区间G内，

若T∈G，则初始速度V₀即为得到的目标速度，建议车辆以初始速度V₀行驶至前方交叉口，其中，T为车辆到达交叉口的时刻；T₀为车辆到达车速诱导区间起点的时刻，通过所述的路侧信息模块获得；V₀为车辆在T₀时刻的速度，称为初始速度；T₁为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点所需要的时长；L为车速诱导区间起点距离前方交叉口车行道分界线实线起点的距离；G为信号灯绿灯区间；

若

则需要调整车辆速度至目标速度区间，使得车辆到达交叉口时信号灯状态为绿灯此时，目标速度区间应满足的条件为V1∈[V₁，V₂]，

且V₂＜V_max，此时建议车辆通过加速将车速调整至目标速度区间V1内，然后匀速行驶至前方交叉口，将车辆加速到目标速度区间内至少所需要的时长记为T₂，

其中，V1为车辆的目标速度区间；V₁为目标速度区间下限，V₂为目标速度区间上线；L为车速诱导区间起点距离前方交叉口车行道分界线实线起点的距离；T₁为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点所需要的时长；T_R1为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点时的到达时刻T距离上个信号灯黄灯区间末的时长；T_Y为信号灯黄灯区间的时长；T_G为信号灯绿灯区间的时长；V_max为路段容许最大车速；T₂为从初始速度V₀加速到目标速度区间下限V₁所需要的最小时长；a₁为车辆百公里平均加速度值；t为车辆百公里加速时长，a₁和t这两个参数由车辆性能决定；

步骤(3)、当车辆通行状况为不畅通状态时，所述的中央控制模块根据信息采集模块传输的数据信息，统计排队车辆数和平均车头时距，并预测消散时长T_x，T_x＝wq，其中，T_x为排队车辆的消散时长；w为排队车辆数；q为平均车头时距；然后判断车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点，到达时刻T＝T₀+T₁+T_x是否在信号灯绿灯区间G内，

其中，T为车辆到达交叉口的时刻；T₀为车辆到达车速诱导区间起点的时刻，通过所述的路侧信息模块获得；V₀为车辆在T₀时刻的速度，称为初始速度，T₁为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点所需要的时长；G为信号灯绿灯区间；L为车速诱导区间起点距离前方交叉口车行道分界线实线起点的距离；若T∈G且T_x≤T_G1，则执行步骤(4)；若T∈G且T_x＞T_G1则执行步骤(5)；若

执行步骤(6)，T_G1为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点时的到达时刻T距离下个信号灯红灯区间起始时刻的时长；

步骤(4)、初始速度V₀即为得到的目标速度，建议车辆以初始速度V₀行驶至前方交叉口；

步骤(5)、此时车辆需要通过减速将车速调整至目标速度区间V2内后，匀速行驶至前方交叉口，使得车辆到达交叉口时信号灯状态为绿灯，其中目标速度区间应满足的条件为V2∈[V₃，V₄]，

将减速过程中车辆的加速度记为a₂，车辆减速到目标速度区间至少所需要的时长为T3，

其中，V2为车辆的目标速度区间；V₃为目标速度区间下限；V₄为目标速度区间上限；L为车速诱导区间起点距离前方交叉口车行道分界线实线起点的距离；T₁为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点所需要的时长；T_x为排队车辆的消散时长；T_G1为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点时的到达时刻T距离下个信号灯红灯区间起始时刻的时长；T_Y为信号灯黄灯区间时长；T_G为信号灯绿灯区间时长；F为车辆制动力，m为车的质量，F和m均为车辆自身的参数；

步骤(6)、车辆通过减速将车速调整至目标速度区间V3内后，匀速行驶至前方交叉口，使得车辆到达交叉口时信号灯状态为绿灯；目标速度区间应满足的条件为V3∈[V₅，V₆]，

设车辆的加速度为a₃，则车辆减速到目标速度至少所需要的时长为T₄，

其中，V3为车辆的目标速度区间；V₅为目标速度区间下限；V₆为目标速度区间上限；L为车速诱导区间起点距离前方交叉口车行道分界线实线起点的距离；T₁为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点所需要的时长；T_R2为车辆以初始速度V₀匀速行驶至交叉口车行道分界线实线起点时信号灯红灯区间剩余时长；T_G为信号灯绿灯区间时长；F为车辆制动力，m为车的质量，F和m均为车辆自身的参数。

Images