CN114333304A - 一种用于矿区车辆的路口协同调度方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于矿区车辆的路口协同调度方法，包括如下步骤：步骤一、采集矿区各车道的动态信息数据；步骤二、控制中心从动态信息数据中筛选机动车辆，与各机动车辆进行V2I连接以筛选无人矿车和有人矿车；步骤三、对无人矿车和有人矿车进行赋权，然后计算各车道的车道综合权重；步骤四、对车道综合权重最高的车道开放路权，同时关闭其他车道的路权；步骤五、当开放路权的所有车辆通过路口后，返回步骤三。本发明所述的用于矿区车辆的路口协同调度方法，实现了对矿区路口车辆的有效调度，提高交通流的稳定性和安全性。
Description
技术领域
本发明属于领域，具体涉及一种用于矿区车辆的路口协同调度方法。
背景技术
采矿业是国家能源资源产业的重要组成部分，中国的矿石资源总量丰富、种类齐全且分布广泛，是国民经济的支柱型产业。中国矿产资源报告表明，已探明矿产162种，新增煤炭可采储量300.1亿吨，铁矿5.3亿吨，其中煤矿约占可采储矿石总量90％。但是煤炭产业的矿区环境具有高风险、高排放的特性，矿区的工作人员在作业过程中面临极高的安全风险，为了提升矿区安全性，在矿区实现无人化运输作业已经成为了矿业发展的重点方向之一。现阶段在矿区无人化的发展上已经取得了显著成果，美国卡特彼勒公司提出了MineStar矿山无人化运输系统，以及Terrain自动装载，钻孔引导系统，已经在全世界8个不同的矿场完成了超过6500万公里，20亿吨运输量的无人矿山作业，为矿场提升了约30％生产力。
在城市交通环境中，通常会设置完整的交通指示信号系统，保证了在城市道路中的车辆交互安全性，车辆不会在交通路口出现车辆交互时发生拥堵和碰撞现象。在矿区环境中，由于矿区自身环境条件和作业区域、车辆行驶路线频繁改动而导致矿区交通路况是不规则且多变的。在矿区中通常不会设置交通信号灯和交通指示牌，但仍然会存在车辆在路口内发生交互的现象。有人矿车会凭借司机自身的驾驶经验和人为自适应性完成车辆在路口内部的交互行为，然而对于无人矿车，矿区扬尘导致较低的能见度和矿车的大车型带来的视野局限性会导致很高的交通事故风险。无人矿车在和其他车辆交互时由于无法对别车做出较为有效的行为预测会很容易导致拥堵和排队现象出现。矿山开采运输面临环境恶劣、安全性差、用人多等问题，无人化运输系统需求日渐迫切。露天矿山交通路口一般是无信号、不规则交通路口，无人驾驶矿车在路口的车-车、车-人交互频率高，存在较高的安全风险和拥堵风险，路口调度效率是影响无人运输效率的关键因素之一。
鉴于此，目前亟待提出一种用于矿区车辆的路口协同调度方法，以解决混合交通环境下的矿车交互问题，提高交通流的稳定性和安全性。
发明内容
为此，本发明提供一种用于矿区车辆的路口协同调度方法，以解决混合交通环境下的矿车交互问题，提高交通流的稳定性和安全性。
本发明的矿区车辆的路口协同调度方法，包括如下步骤：
步骤一、采集矿区各车道的动态信息数据；
步骤二、控制中心从动态信息数据中筛选机动车辆，与各机动车辆进行V2I连接以筛选无人矿车和有人矿车；
步骤三、对无人矿车和有人矿车进行赋权，然后计算各车道的车道综合权重；
步骤四、对车道综合权重最高的车道开放路权，同时关闭其他车道的路权；
步骤五、当开放路权的所有车辆通过路口后，返回步骤三。
进一步的，在步骤四之前还包括，
判断各车道中是否有位于车道首位的有人矿车；
若有，对有人矿车赋予标志位，向标志位所在车道开放路权；
若无，进入下一步骤。
进一步的，步骤三中，通过如下公式对无人矿车和有人矿车计算车辆综合权重：
v(x)＝Kp*p(x)+Kt*t(x)
其中，
v(x)是车辆x的车辆综合权重；
Kp是车辆属性权重系数；
Kt是车辆的时间效率权重系数；
p(x)是车辆的自身属性权重；
t(x)是车辆的时间效率权重；
d(x)是车辆x当前时刻距离路口停止线的距离
s(x)是车辆x此时刻的速度。
进一步的，步骤三中，通过如下公式计算车道综合权重：
其中，
f(n)是第n条车道的综合道路权重，
Kv是车辆综合权重系数，
Kr是道路权重系数，
m是在车道n上的车辆总数，
v(i)是第i辆车的车辆权重，
r(n)是车道n的道路权重。
进一步的，步骤一的具体过程为：
步骤1.1，在矿区各车道的路侧中心安装监测模块；
步骤1.2，物体到达车道的路侧中心时，监测模块采集该物体的图像数据及运动数据；
步骤1.3,监测设备将物体的图像数据及运动数据发送至控制中心，判断该物体的类型。
进一步的，所述监测模块为红外摄像机、IMU、可见光摄像机和激光雷达中的一种或多种。
进一步的，步骤四之后还包括：
开放路权的车道内的车辆以预定数量组成编队，并对编队内的每一车辆进行编号，将编号返回至车辆；
当一辆车辆通过路口后，更新编号并返回至车辆。
进一步的，对车辆进行编号时，由控制中心统一计算或由编队内的车辆根据行驶速度以及与路口的距离计算。
本发明还提供一种用于矿区车辆的路口协同调度系统，包括：
监控模块，监控路侧中心的数据；
计算模块，接收监控模块的数据，并计算数据中的有人矿车和无人矿车的车辆综合权重以及各车道的车道综合模块；
控制中心，接收监控模块和计算模块的数据，对路口的车辆行使状况进行规划和监管。
本发明还提供一种可读存储介质，包括可读存储介质和计算机程序，所述计算机程序用于控制所述的用于矿区车辆的路口协同调度方法。
本发明的上述技术方案，相比现有技术具有以下优点：
本发明综合利用纯无人矿车环境和混合交通环境考虑了矿车的车辆权重和矿区道路权重，可以矿区环境内交通路口内无信号不规则灯路口内完成矿车调度。利用多车编组通过路口的方法大大减低了起停次数，提升了交通流的通行效率和安全性且降低了车辆的燃油消耗率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的流程示意图。
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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例的方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤一、采集矿区各车道的动态信息数据；
步骤二、控制中心从动态信息数据中筛选机动车辆，与各机动车辆进行V2I连接以筛选无人矿车和有人矿车；
步骤三、对无人矿车和有人矿车进行赋权，然后计算各车道的车道综合权重；
步骤四、对车道综合权重最高的车道开放路权，同时关闭其他车道的路权；
步骤五、当开放路权的所有车辆通过路口后，返回步骤三。
进一步的，在步骤四之前还包括，
判断各车道中是否有位于车道首位的有人矿车；
若有，对有人矿车赋予标志位，向标志位所在车道开放路权；
若无，进入下一步骤。
进一步的，步骤三中，通过如下公式对无人矿车和有人矿车计算车辆综合权重：
v(x)＝Kp*p(x)+Kt*t(x)
其中，
v(x)是车辆x的车辆综合权重；
Kp是车辆属性权重系数；
Kt是车辆的时间效率权重系数；
p(x)是车辆的自身属性权重；
t(x)是车辆的时间效率权重；
d(x)是车辆x当前时刻距离路口停止线的距离
s(x)是车辆x此时刻的速度。
在本实施例中，如下表中的参数设定各不同车辆的系数：
值得说明的是，根据实际情况，对不同车辆中的不同参数设置不同
进一步的，步骤三中，通过如下公式计算车道综合权重：
其中，
f(n)是第n条车道的综合道路权重，
Kv是车辆综合权重系数，
Kr是道路权重系数，
m是在车道n上的车辆总数，
v(i)是第i辆车的车辆权重，
r(n)是车道n的道路权重。
进一步的，步骤一的具体过程为：
步骤1.1，在矿区各车道的路侧中心安装监测模块；
步骤1.2，物体到达车道的路侧中心时，监测模块采集该物体的图像数据及运动数据；
步骤1.3,监测设备将物体的图像数据及运动数据发送至控制中心，判断该物体的类型。
进一步的，所述监测模块为红外摄像机、IMU、可见光摄像机和激光雷达中的一种或多种。
进一步的，步骤四之后还包括：
开放路权的车道内的车辆以预定数量组成编队，并对编队内的每一车辆进行编号，将编号返回至车辆；
当一辆车辆通过路口后，更新编号并返回至车辆。
进一步的，对车辆进行编号时，由控制中心统一计算或由编队内的车辆根据行驶速度以及与路口的距离计算。
本发明还提供一种用于矿区车辆的路口协同调度系统，包括：
监控模块，监控路侧中心的数据；
计算模块，接收监控模块的数据，并计算数据中的有人矿车和无人矿车的车辆综合权重以及各车道的车道综合模块；
控制中心，接收监控模块和计算模块的数据，对路口的车辆行使状况进行规划和监管。
本发明还提供一种可读存储介质，包括可读存储介质和计算机程序，所述计算机程序用于控制所述的用于矿区车辆的路口协同调度方法。
本发明综合利用纯无人矿车环境和混合交通环境考虑了矿车的车辆权重和矿区道路权重，可以矿区环境内交通路口内无信号不规则灯路口内完成矿车调度。利用多车编组通过路口的方法大大减低了起停次数，提升了交通流的通行效率和安全性且降低了车辆的燃油消耗率。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种用于矿区车辆的路口协同调度方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、采集矿区各车道的动态信息数据；
步骤二、控制中心从动态信息数据中筛选机动车辆，与各机动车辆进行V2I连接以筛选无人矿车和有人矿车；
步骤三、对无人矿车和有人矿车进行赋权，然后计算各车道的车道综合权重；
步骤四、对车道综合权重最高的车道开放路权，同时关闭其他车道的路权；
步骤五、当开放路权的所有车辆通过路口后，返回步骤三。
2.根据权利要求1中所述的用于矿区车辆的路口协同调度方法，其特征在于，在步骤四之前还包括，
判断各车道中是否有位于车道首位的有人矿车；
若有，对有人矿车赋予标志位，向标志位所在车道开放路权；
若无，进入下一步骤。
3.根据权利要求2中所述的用于矿区车辆的路口协同调度方法，其特征在于，步骤三中，通过如下公式对无人矿车和有人矿车计算车辆综合权重：
v(x)＝Kp*p(x)+Kt*t(x)
其中，
v(x)是车辆x的车辆综合权重；
Kp是车辆属性权重系数；
Kt是车辆的时间效率权重系数；
p(x)是车辆的自身属性权重；
t(x)是车辆的时间效率权重；
d(x)是车辆x当前时刻距离路口停止线的距离
s(x)是车辆x此时刻的速度。
4.根据权利要求3中所述的用于矿区车辆的路口协同调度方法，其特征在于，步骤三中，通过如下公式计算车道综合权重：
其中，
f(n)是第n条车道的综合道路权重，
Kv是车辆综合权重系数，
Kr是道路权重系数，
m是在车道n上的车辆总数，
v(i)是第i辆车的车辆权重，
r(n)是车道n的道路权重。
5.根据权利要求1中所述的用于矿区车辆的路口协同调度方法，其特征在于，步骤一的具体过程为：
步骤1.1，在矿区各车道的路侧中心安装监测模块；
步骤1.2，物体到达车道的路侧中心时，监测模块采集该物体的图像数据及运动数据；
步骤1.3,监测设备将物体的图像数据及运动数据发送至控制中心，判断该物体的类型。
6.根据权利要求5中所述的用于矿区车辆的路口协同调度方法，其特征在于，所述监测模块为红外摄像机、IMU、可见光摄像机和激光雷达中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的用于矿区车辆的路口协同调度方法，其特征在于，步骤四之后还包括：
开放路权的车道内的车辆以预定数量组成编队，并对编队内的每一车辆进行编号，将编号返回至车辆；
当一辆车辆通过路口后，更新编号并返回至车辆。
8.根据权利要求7所述的用于矿区车辆的路口协同调度方法，其特征在于，对车辆进行编号时，由控制中心统一计算或由编队内的车辆根据行驶速度以及与路口的距离计算。
9.一种用于矿区车辆的路口协同调度系统，其特征在于，包括：
监控模块，监控路侧中心的数据；
计算模块，接收监控模块的数据，并计算数据中的有人矿车和无人矿车的车辆综合权重以及各车道的车道综合模块；
控制中心，接收监控模块和计算模块的数据，对路口的车辆行使状况进行规划和监管。
10.一种可读存储介质，其特征在于，可读存储介质和计算机程序，所述计算机程序用于控制如权利要求1至8任一项所述的用于矿区车辆的路口协同调度方法。
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Publications (1)
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