CN114677846A - 纯网联自动驾驶环境下信号交叉口进口道的动态分配方法 - Google Patents

纯网联自动驾驶环境下信号交叉口进口道的动态分配方法 Download PDF

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CN114677846A CN202210386230.0A CN202210386230A CN114677846A CN 114677846 A CN114677846 A CN 114677846A CN 202210386230 A CN202210386230 A CN 202210386230A CN 114677846 A CN114677846 A CN 114677846A
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Abstract

本发明公开了一种纯网联自动驾驶环境下信号交叉口进口道的动态分配方法，适用于进口道数量大于3的信号交叉口，且道路上行驶的所有车辆均为网联自动驾驶车辆，该方法根据当前周期内的信号配时、车道数以及直、左、右三个方向的车辆数等条件的不同，采用相应的算法动态分配该信号周期用于车辆直行、左转、右转的进口道数量。本发明提出的动态分配方法有助于提高交叉口的通行能力，降低车辆总体延误，从而为纯网联自动驾驶环境下信号交叉口进口道的交通组织优化提供方法支撑。

Description

纯网联自动驾驶环境下信号交叉口进口道的动态分配方法
技术领域
本发明属于智能交通组织控制领域，具体是一种纯网联自动驾驶环境下信号交叉口进口道的动态分配方法。
背景技术
信号交叉口是城市交通系统的重要组成部分，信号交叉口的通行状况是整个交通系统运行效率的关键。由于交叉口处存在大量的交通冲突和交互扰动的原因，从而导致交叉口处成为制约道路通行能力的瓶颈。为了提高交叉口的通行能力，现有技术通常通过交通信号灯来控制不同相位的信号配时，以期望减少交叉口车辆之间的冲突，提高交叉口处的通行效率。但是由于进口道的数量划分是固定的，不随交通流和信号周期的变化而变化。这便有可能导致在某个信号周期内，某一方向的交通流量很大但进口道数量很少，另一方向的交通流量很小但进口道数量很多的情况，造成了道路资源的浪费，不能最大程度的发挥交叉口的通行能力。
随着5G和车路协同技术的发展，车辆正不断网联化和自动化，未来道路上行驶的车辆将全部是网联自动驾驶车辆。网联自动驾驶车辆不但可以车辆之间进行相互通信，而且可以与道路上的智能交通设备进行互联以获取道路实时信息。
在纯网联自动驾驶环境下信号交叉口进口道的分配方法便成为了一个问题，是继续采用传统交通环境下的静态分配，或者是否可以利用网联自动驾驶环境信息互联的优越性来实现信号交叉口进口道的动态分配。
发明内容
本发明为克服现有技术存在的不足之处，提供一种纯网联自动驾驶环境下信号交叉口进口道的动态分配方法，以期望根据当前信号周期内的信号配时、进口道数量以及直、左、右三个方向的车辆数等条件动态分配各方向进口道数量，减小网联车的排队长度，降低车辆总体延误，从而提高交叉口的整体通行能力。
本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：
本发明一种纯网联自动驾驶环境下信号交叉口进口道的动态分配方法的特点在于，所述信号交叉口包含信号灯；所述纯网联自动驾驶环境为道路上所有车辆均是网联自动驾驶车辆；所述道路上的进口道数量为n，其中n≥3；所述动态分配方法包括以下步骤：
步骤0获取信号交叉口一条左转进口道饱和流量，记为Gz；获取信号交叉口一条直行进口道饱和流量，记为Gs；获取信号交叉口一条右转进口道饱和流量，记为Gr；
步骤1获取当前信号灯周期T内，交叉口左转绿灯时间、直行绿灯时间、右转绿灯时间，分别记为Tz、Ts、Tr；
步骤2计算当前信号灯周期T左转绿灯时间内一条左转进口道的通行能力
Figure BDA0003593828020000021
当前信号灯周期T直行绿灯时间内一条直行进口道的通行能力
Figure BDA0003593828020000022
当前信号灯周期T右转绿灯时间内一条右转进口道的通行能力
Figure BDA0003593828020000023
步骤3获取当前信号灯周期T内信号交叉口的上游路段中预期左转、预期直行、预期右转的车辆数量，分别记为
Figure BDA0003593828020000024
获取上一个信号灯周期T-1内剩余左转车辆数、剩余直行车辆数、剩余右转车辆数，分别记为
Figure BDA0003593828020000025
步骤4计算当前信号灯周期T内左转车辆流量
Figure BDA0003593828020000026
直行车辆流量
Figure BDA0003593828020000027
右转车辆流量
Figure BDA0003593828020000028
步骤5进口道的分配条件判断：
若
Figure BDA0003593828020000029
则不进行进口道分配；
若
Figure BDA00035938280200000210
则令当前信号灯周期T内左转进口道数量为n，直行进口道数量为0，右转进口道数量为0；
若
Figure BDA00035938280200000211
则令当前信号灯周期T内左转进口道数量为0，直行进口道数量为n，右转进口道数量为0；
若
Figure BDA00035938280200000212
则令当前信号灯周期T内左转进口道数量为0，直行进口道数量为0，右转进口道数量为n；
若
Figure BDA00035938280200000213
执行步骤6；
若
Figure BDA00035938280200000214
执行步骤7；
若
Figure BDA00035938280200000215
执行步骤8；
若
Figure BDA00035938280200000216
执行步骤9；
步骤6若满足
Figure BDA00035938280200000217
则执行步骤6.1；否则，则执行步骤6.2；
步骤6.1计算当前信号灯周期T内第一次分配的左转进口道数量
Figure BDA0003593828020000031
第一次分配的直行进口道数量
Figure BDA0003593828020000032
其中，
Figure BDA0003593828020000033
为向下取整函数；
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure BDA0003593828020000034
当
Figure BDA0003593828020000035
满足
Figure BDA0003593828020000036
的形式时，其中，k为自然数，则令
Figure BDA0003593828020000037
其中，
Figure BDA0003593828020000038
为信号灯周期T内用于车辆左转的进口道数量，令
Figure BDA0003593828020000039
为信号灯周期T内用于车辆直行的进口道数量，令
Figure BDA00035938280200000310
为信号灯周期T内用于车辆右转的进口道数量；
当
Figure BDA00035938280200000311
满足
Figure BDA00035938280200000312
的形式时，若
Figure BDA00035938280200000313
则令
Figure BDA00035938280200000314
否则，令
Figure BDA00035938280200000315
步骤6.2计算当前信号灯周期T内左转进口道比例
Figure BDA00035938280200000316
和直行进口道比例
Figure BDA00035938280200000317
计算当前信号灯周期T内第一次分配的左转进口道数量
Figure BDA00035938280200000318
和第一次分配的直行进口道数量
Figure BDA00035938280200000319
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure BDA00035938280200000320
当
Figure BDA00035938280200000321
时，令
Figure BDA00035938280200000322
当
Figure BDA00035938280200000323
时，若
Figure BDA00035938280200000324
则令
Figure BDA00035938280200000325
Figure BDA00035938280200000326
否则，令
Figure BDA00035938280200000327
步骤7若满足
Figure BDA00035938280200000328
则执行步骤7.1；否则，则执行步骤7.2；
步骤7.1计算当前信号灯周期T内第一次分配的左转进口道数量
Figure BDA00035938280200000329
和第一次分配的右转进口道数量
Figure BDA00035938280200000330
其中，
Figure BDA00035938280200000331
为向下取整函数；
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure BDA0003593828020000041
当
Figure BDA0003593828020000042
满足
Figure BDA0003593828020000043
的形式时，其中，k为自然数，则令
Figure BDA0003593828020000044
其中，
Figure BDA0003593828020000045
为信号灯周期T内用于车辆左转的进口道数量，令
Figure BDA0003593828020000046
为信号灯周期T内用于车辆直行的进口道数量，令
Figure BDA0003593828020000047
为信号灯周期T内用于车辆右转的进口道数量；
当
Figure BDA0003593828020000048
满足
Figure BDA0003593828020000049
的形式时，若
Figure BDA00035938280200000410
则令
Figure BDA00035938280200000411
否则，令
Figure BDA00035938280200000412
步骤7.2计算当前信号灯周期T内左转进口道比例
Figure BDA00035938280200000413
和右转进口道比例
Figure BDA00035938280200000414
计算当前信号灯周期T内第一次分配的左转进口道数量
Figure BDA00035938280200000415
和第一次分配的右转进口道数量
Figure BDA00035938280200000416
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure BDA00035938280200000417
当
Figure BDA00035938280200000418
时，则令
Figure BDA00035938280200000419
当
Figure BDA00035938280200000420
时，若
Figure BDA00035938280200000421
则令
Figure BDA00035938280200000422
Figure BDA00035938280200000423
否则，则令
Figure BDA00035938280200000424
步骤8若满足
Figure BDA00035938280200000425
执行步骤8.1；否则，执行步骤8.2；
步骤8.1计算当前信号灯周期T内第一次分配的直行进口道数量
Figure BDA00035938280200000426
和第一次分配的右转进口道数量
Figure BDA00035938280200000427
其中，
Figure BDA00035938280200000428
为向下取整函数；
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure BDA00035938280200000429
当
Figure BDA00035938280200000430
满足
Figure BDA00035938280200000431
的形式时，其中，k为自然数，则令
Figure BDA00035938280200000432
其中，
Figure BDA00035938280200000433
为信号灯周期T内用于车辆左转的进口道数量，令
Figure BDA00035938280200000434
为信号灯周期T内用于车辆直行的进口道数量，令
Figure BDA0003593828020000051
为信号灯周期T内用于车辆右转的进口道数量；
当
Figure BDA0003593828020000052
满足
Figure BDA0003593828020000053
的形式时，其中k的取值为自然数，若
Figure BDA0003593828020000054
则令
Figure BDA0003593828020000055
否则，则令
Figure BDA0003593828020000056
步骤8.2计算当前信号灯周期T内右转进口道比例
Figure BDA0003593828020000057
直行进口道比例
Figure BDA0003593828020000058
计算当前信号灯周期T内第一次分配的右转进口道数量
Figure BDA0003593828020000059
第一次分配的直行进口道数量
Figure BDA00035938280200000510
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure BDA00035938280200000511
当
Figure BDA00035938280200000512
时，令
Figure BDA00035938280200000513
当
Figure BDA00035938280200000514
时，若
Figure BDA00035938280200000515
则令
Figure BDA00035938280200000516
Figure BDA00035938280200000517
否则，令
Figure BDA00035938280200000518
步骤9若满足
Figure BDA00035938280200000519
则执行步骤9.1；否则，则执行步骤9.2；
步骤9.1计算当前信号灯周期T内第一次分配的左转进口道数量
Figure BDA00035938280200000520
第一次分配的直行进口道数量
Figure BDA00035938280200000521
第一次分配的右转进口道数量
Figure BDA00035938280200000522
其中，
Figure BDA00035938280200000523
为向下取整函数；
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure BDA00035938280200000524
当
Figure BDA00035938280200000525
时，若
Figure BDA00035938280200000526
则令
Figure BDA00035938280200000527
若
Figure BDA0003593828020000061
则令
Figure BDA0003593828020000062
若
Figure BDA0003593828020000063
则令
Figure BDA0003593828020000064
当
Figure BDA0003593828020000065
满足
Figure BDA0003593828020000066
的形式时，其中，k为自然数，则令
Figure BDA0003593828020000067
当
Figure BDA0003593828020000068
满足
Figure BDA0003593828020000069
的形式时，若式(1)成立，则令
Figure BDA00035938280200000610
Figure BDA00035938280200000629
若式(2)成立，则令
Figure BDA00035938280200000611
若式(3)成立，则令
Figure BDA00035938280200000612
Figure BDA00035938280200000613
Figure BDA00035938280200000614
Figure BDA00035938280200000615
当
Figure BDA00035938280200000616
满足
Figure BDA00035938280200000617
的形式时，若式(4)成立，则令
Figure BDA00035938280200000618
Figure BDA00035938280200000619
若式(5)成立，则令
Figure BDA00035938280200000620
若式(6)成立，则令
Figure BDA00035938280200000621
Figure BDA00035938280200000622
Figure BDA00035938280200000623
Figure BDA00035938280200000624
步骤9.2计算当前信号灯周期T内左转进口道比例
Figure BDA00035938280200000625
直行进口道比例
Figure BDA00035938280200000626
右转进口道比例
Figure BDA00035938280200000627
计算当前信号灯周期T内第一次分配的左转进口道数量
Figure BDA00035938280200000628
第一次分配的直行进口道数量
Figure BDA0003593828020000071
右转进口道数量
Figure BDA0003593828020000072
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure BDA0003593828020000073
当
Figure BDA0003593828020000074
时，若
Figure BDA0003593828020000075
则令
Figure BDA0003593828020000076
若
Figure BDA0003593828020000077
则令
Figure BDA0003593828020000078
若
Figure BDA0003593828020000079
则令
Figure BDA00035938280200000710
当
Figure BDA00035938280200000711
时，则令
Figure BDA00035938280200000712
当
Figure BDA00035938280200000713
时，若式(7)成立，则令
Figure BDA00035938280200000714
若式(8)成立，则令
Figure BDA00035938280200000715
若式(9)成立，则令
Figure BDA00035938280200000716
Figure BDA00035938280200000717
Figure BDA00035938280200000718
Figure BDA00035938280200000719
当
Figure BDA00035938280200000720
时，若式(10)成立，则令
Figure BDA00035938280200000726
若式(11)成立，则令
Figure BDA00035938280200000721
若式(12)成立，则令
Figure BDA00035938280200000722
Figure BDA00035938280200000723
Figure BDA00035938280200000724
Figure BDA00035938280200000725
与已有技术相比，本发明的有益技术效果体现在：
1、本发明在纯网联自动驾驶环境下，利用车路协同技术，提供了一种纯网联自动驾驶环境下信号交叉口进口道的动态分配方法，可以实时根据当前信号周期T内的信号配时、进口道数量以及直、左、右三个方向的车辆数等条件来动态分配左转、直行、右转进口道数量，可以最大程度利用道路资源，减小了车辆排队长度，降低了车辆延误，从而提高了交叉口通行能力。
2、本发明以信号周期内的信号配时、进口道数量、到达车辆数为约束条件，以信号周期内交叉口所通过的最大车辆数为优化目标进行进口道的动态分配，避免了静态进口道不能根据交通流和信号周期的变化而变化所造成的道路资源浪费问题。
3、本发明利用网联自动驾驶车辆信息实时共享的优越性，获取实时的车辆信息和信号配时信息，然后根据进口道的分配条件的不同采用不同的算法来进行进口道的分配，从而提高了分配方法的准确性。
附图说明
图1为本发明的场景示意图；
图2为本发明的总体流程图。
具体实施方式
本实施例中，如图1所示一种纯网联自动驾驶环境下信号交叉口进口道的动态分配方法，该信号交叉口包含信号灯；纯网联自动驾驶环境为道路上所有车辆均是网联自动驾驶车辆；道路上的进口道数量为n，其中n≥3；
如图2所示，该动态分配方法是按照以下步骤进行的：
步骤0获取信号交叉口一条左转进口道饱和流量，记为Gz；获取信号交叉口一条直行进口道饱和流量，记为Gs；获取信号交叉口一条右转进口道饱和流量，记为Gr；
步骤1通过道路上安装的智能交通设施获取当前信号灯周期T内，交叉口左转绿灯时间、直行绿灯时间、右转绿灯时间，分别记为Tz、Ts、Tr；
步骤2计算当前信号灯周期T左转绿灯时间内一条左转进口道的通行能力
Figure BDA0003593828020000081
当前信号灯周期T直行绿灯时间内一条直行进口道的通行能力
Figure BDA0003593828020000082
当前信号灯周期T右转绿灯时间内一条右转进口道的通行能力
Figure BDA0003593828020000083
步骤3利用车路协同技术和无线通讯手段获取当前信号灯周期T内信号交叉口的上游路段中预期左转、预期直行、预期右转的车辆数量，分别记为
Figure BDA0003593828020000084
获取上一个信号灯周期T-1内剩余左转车辆数、剩余直行车辆数、剩余右转车辆数，分别记为
Figure BDA0003593828020000085
步骤4计算当前信号灯周期T内左转车辆流量
Figure BDA0003593828020000086
直行车辆流量
Figure BDA0003593828020000087
右转车辆流量
Figure BDA0003593828020000088
步骤5进口道的分配条件判断：
若
Figure BDA0003593828020000089
则不进行进口道分配；
若
Figure BDA00035938280200000810
则令当前信号灯周期T内左转进口道数量为n，直行进口道数量为0，右转进口道数量为0；
若
Figure BDA0003593828020000091
则令当前信号灯周期T内左转进口道数量为0，直行进口道数量为n，右转进口道数量为0；
若
Figure BDA0003593828020000092
则令当前信号灯周期T内左转进口道数量为0，直行进口道数量为0，右转进口道数量为n；
若
Figure BDA0003593828020000093
执行步骤6；
若
Figure BDA0003593828020000094
执行步骤7；
若
Figure BDA0003593828020000095
执行步骤8；
若
Figure BDA0003593828020000096
执行步骤9；
步骤6本发明以信号周期内交叉口所通过的最大车辆数为优化目标，根据信号周期T内的信号配时、进口道数量、到达车辆数和上一周期T-1的剩余车辆数对
Figure BDA0003593828020000097
条件下的左转、直行、右转进口道数量进行分配，若满足
Figure BDA0003593828020000098
则执行步骤6.1；否则，则执行步骤6.2；
步骤6.1计算当前信号灯周期T内第一次分配的左转进口道数量
Figure BDA0003593828020000099
第一次分配的直行进口道数量
Figure BDA00035938280200000910
其中，
Figure BDA00035938280200000911
为向下取整函数；
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure BDA00035938280200000912
当
Figure BDA00035938280200000913
满足
Figure BDA00035938280200000914
的形式时，其中，k为自然数，则令
Figure BDA00035938280200000915
其中，
Figure BDA00035938280200000916
为信号灯周期T内用于车辆左转的进口道数量，令
Figure BDA00035938280200000917
为信号灯周期T内用于车辆直行的进口道数量，令
Figure BDA00035938280200000918
为信号灯周期T内用于车辆右转的进口道数量；
当
Figure BDA00035938280200000919
满足
Figure BDA00035938280200000920
的形式时，若
Figure BDA00035938280200000921
则令
Figure BDA00035938280200000922
否则，令
Figure BDA00035938280200000923
步骤6.2计算当前信号灯周期T内左转进口道比例
Figure BDA00035938280200000924
和直行进口道比例
Figure BDA0003593828020000101
计算当前信号灯周期T内第一次分配的左转进口道数量
Figure BDA0003593828020000102
和第一次分配的直行进口道数量
Figure BDA0003593828020000103
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure BDA0003593828020000104
当
Figure BDA0003593828020000105
时，令
Figure BDA0003593828020000106
当
Figure BDA0003593828020000107
时，若
Figure BDA0003593828020000108
则令
Figure BDA0003593828020000109
Figure BDA00035938280200001010
否则，令
Figure BDA00035938280200001011
步骤7本发明以信号周期内交叉口所通过的最大车辆数为优化目标，根据信号周期T内的信号配时、进口道数量、到达车辆数和上一周期T-1的剩余车辆数对
Figure BDA00035938280200001012
条件下的左转、直行、右转进口道数量进行分配，若满足
Figure BDA00035938280200001013
则执行步骤7.1；否则，则执行步骤7.2；
步骤7.1计算当前信号灯周期T内第一次分配的左转进口道数量
Figure BDA00035938280200001014
和第一次分配的右转进口道数量
Figure BDA00035938280200001015
其中，
Figure BDA00035938280200001016
为向下取整函数；
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure BDA00035938280200001017
当
Figure BDA00035938280200001018
满足
Figure BDA00035938280200001019
的形式时，其中，k为自然数，则令
Figure BDA00035938280200001020
其中，
Figure BDA00035938280200001021
为信号灯周期T内用于车辆左转的进口道数量，令
Figure BDA00035938280200001022
为信号灯周期T内用于车辆直行的进口道数量，令
Figure BDA00035938280200001023
为信号灯周期T内用于车辆右转的进口道数量；
当
Figure BDA00035938280200001024
满足
Figure BDA00035938280200001025
的形式时，若
Figure BDA00035938280200001026
则令
Figure BDA00035938280200001027
否则，令
Figure BDA00035938280200001028
步骤7.2计算当前信号灯周期T内左转进口道比例
Figure BDA00035938280200001029
和右转进口道比例
Figure BDA0003593828020000111
计算当前信号灯周期T内第一次分配的左转进口道数量
Figure BDA0003593828020000112
和第一次分配的右转进口道数量
Figure BDA0003593828020000113
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure BDA0003593828020000114
当
Figure BDA0003593828020000115
时，则令
Figure BDA0003593828020000116
当
Figure BDA0003593828020000117
时，若
Figure BDA0003593828020000118
则令
Figure BDA0003593828020000119
Figure BDA00035938280200001110
否则，则令
Figure BDA00035938280200001111
步骤8本发明以信号周期内交叉口所通过的最大车辆数为优化目标，根据信号周期T内的信号配时、进口道数量、到达车辆数和上一周期T-1的剩余车辆数对
Figure BDA00035938280200001112
条件下的左转、直行、右转进口道数量进行分配，若满足
Figure BDA00035938280200001113
执行步骤8.1；否则，执行步骤8.2；
步骤8.1计算当前信号灯周期T内第一次分配的直行进口道数量
Figure BDA00035938280200001114
和第一次分配的右转进口道数量
Figure BDA00035938280200001115
其中，
Figure BDA00035938280200001116
为向下取整函数；
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure BDA00035938280200001117
当
Figure BDA00035938280200001118
满足
Figure BDA00035938280200001119
的形式时，其中，k为自然数，则令
Figure BDA00035938280200001120
其中，
Figure BDA00035938280200001121
为信号灯周期T内用于车辆左转的进口道数量，令
Figure BDA00035938280200001122
为信号灯周期T内用于车辆直行的进口道数量，令
Figure BDA00035938280200001123
为信号灯周期T内用于车辆右转的进口道数量；
当
Figure BDA00035938280200001124
满足
Figure BDA00035938280200001125
的形式时，其中k的取值为自然数，若
Figure BDA00035938280200001126
则令
Figure BDA00035938280200001127
否则，则令
Figure BDA00035938280200001128
步骤8.2计算当前信号灯周期T内右转进口道比例
Figure BDA0003593828020000121
直行进口道比例
Figure BDA0003593828020000122
计算当前信号灯周期T内第一次分配的右转进口道数量
Figure BDA0003593828020000123
第一次分配的直行进口道数量
Figure BDA0003593828020000124
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure BDA0003593828020000125
当
Figure BDA0003593828020000126
时，令
Figure BDA0003593828020000127
当
Figure BDA0003593828020000128
若
Figure BDA0003593828020000129
则令
Figure BDA00035938280200001210
Figure BDA00035938280200001211
否则，令
Figure BDA00035938280200001212
步骤9本发明以信号周期内交叉口所通过的最大车辆数为优化目标，根据信号周期T内的信号配时、进口道数量、到达车辆数和上一周期T-1的剩余车辆数对
Figure BDA00035938280200001213
条件下的左转、直行、右转进口道数量进行分配，若满足
Figure BDA00035938280200001214
则执行步骤9.1；否则，则执行步骤9.2；
步骤9.1计算当前信号灯周期T内第一次分配的左转进口道数量
Figure BDA00035938280200001215
第一次分配的直行进口道数量
Figure BDA00035938280200001216
第一次分配的右转进口道数量
Figure BDA00035938280200001217
其中，
Figure BDA00035938280200001218
为向下取整函数；
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure BDA00035938280200001219
当
Figure BDA00035938280200001220
时，若
Figure BDA00035938280200001221
则令
Figure BDA00035938280200001222
若
Figure BDA00035938280200001223
则令
Figure BDA00035938280200001224
若
Figure BDA00035938280200001225
则令
Figure BDA00035938280200001226
当
Figure BDA0003593828020000131
满足
Figure BDA0003593828020000132
的形式时，其中，k为自然数，则令
Figure BDA0003593828020000133
当
Figure BDA0003593828020000134
满足
Figure BDA0003593828020000135
的形式时，若式(1)成立，则令
Figure BDA0003593828020000136
Figure BDA0003593828020000137
若式(2)成立，则令
Figure BDA0003593828020000138
若式(3)成立，则令
Figure BDA0003593828020000139
Figure BDA00035938280200001310
Figure BDA00035938280200001311
Figure BDA00035938280200001312
当
Figure BDA00035938280200001313
满足
Figure BDA00035938280200001314
的形式时，若式(4)成立，则令
Figure BDA00035938280200001315
Figure BDA00035938280200001316
若式(5)成立，则令
Figure BDA00035938280200001317
若式(6)成立，则令
Figure BDA00035938280200001318
Figure BDA00035938280200001319
Figure BDA00035938280200001320
Figure BDA00035938280200001321
步骤9.2计算当前信号灯周期T内左转进口道比例
Figure BDA00035938280200001322
直行进口道比例
Figure BDA00035938280200001323
右转进口道比例
Figure BDA00035938280200001324
计算当前信号灯周期T内第一次分配的左转进口道数量
Figure BDA00035938280200001325
第一次分配的直行进口道数量
Figure BDA00035938280200001326
右转进口道数量
Figure BDA00035938280200001327
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure BDA00035938280200001328
当
Figure BDA0003593828020000141
时，若
Figure BDA0003593828020000142
则令
Figure BDA0003593828020000143
若
Figure BDA0003593828020000144
则令
Figure BDA0003593828020000145
若
Figure BDA0003593828020000146
则令
Figure BDA0003593828020000147
当
Figure BDA0003593828020000148
时，则令
Figure BDA0003593828020000149
当
Figure BDA00035938280200001410
时，若式(7)成立，则令
Figure BDA00035938280200001411
若式(8)成立，则令
Figure BDA00035938280200001412
若式(9)成立，则令
Figure BDA00035938280200001413
Figure BDA00035938280200001414
Figure BDA00035938280200001415
Figure BDA00035938280200001416
当
Figure BDA00035938280200001417
时，若式(10)成立，则令
Figure BDA00035938280200001418
若式(11)成立，则令
Figure BDA00035938280200001419
若式(12)成立，则令
Figure BDA00035938280200001420
Figure BDA00035938280200001421
Figure BDA00035938280200001422
Figure BDA00035938280200001423

Claims (1)

1.一种纯网联自动驾驶环境下信号交叉口进口道的动态分配方法，其特征在于，所述信号交叉口包含信号灯；所述纯网联自动驾驶环境为道路上所有车辆均是网联自动驾驶车辆；所述道路上的进口道数量为n，其中n≥3；所述动态分配方法包括以下步骤：
步骤0获取信号交叉口一条左转进口道饱和流量，记为Gz；获取信号交叉口一条直行进口道饱和流量，记为Gs；获取信号交叉口一条右转进口道饱和流量，记为Gr；
步骤1获取当前信号灯周期T内，交叉口左转绿灯时间、直行绿灯时间、右转绿灯时间，分别记为Tz、Ts、Tr；
步骤2计算当前信号灯周期T左转绿灯时间内一条左转进口道的通行能力
Figure FDA0003593828010000011
当前信号灯周期T直行绿灯时间内一条直行进口道的通行能力
Figure FDA0003593828010000012
当前信号灯周期T右转绿灯时间内一条右转进口道的通行能力
Figure FDA0003593828010000013
步骤3获取当前信号灯周期T内信号交叉口的上游路段中预期左转、预期直行、预期右转的车辆数量，分别记为
Figure FDA0003593828010000014
获取上一个信号灯周期T-1内剩余左转车辆数、剩余直行车辆数、剩余右转车辆数，分别记为
Figure FDA0003593828010000015
步骤4计算当前信号灯周期T内左转车辆流量
Figure FDA0003593828010000016
直行车辆流量
Figure FDA0003593828010000017
右转车辆流量
Figure FDA0003593828010000018
步骤5进口道的分配条件判断：
若
Figure FDA0003593828010000019
则不进行进口道分配；
若
Figure FDA00035938280100000110
则令当前信号灯周期T内左转进口道数量为n，直行进口道数量为0，右转进口道数量为0；
若
Figure FDA00035938280100000111
则令当前信号灯周期T内左转进口道数量为0，直行进口道数量为n，右转进口道数量为0；
若
Figure FDA00035938280100000112
则令当前信号灯周期T内左转进口道数量为0，直行进口道数量为0，右转进口道数量为n；
若
Figure FDA00035938280100000113
执行步骤6；
若
Figure FDA00035938280100000114
执行步骤7；
若
Figure FDA0003593828010000021
执行步骤8；
若
Figure FDA0003593828010000022
执行步骤9；
步骤6若满足
Figure FDA0003593828010000023
则执行步骤6.1；否则，则执行步骤6.2；
步骤6.1计算当前信号灯周期T内第一次分配的左转进口道数量
Figure FDA0003593828010000024
第一次分配的直行进口道数量
Figure FDA0003593828010000025
其中，
Figure FDA0003593828010000026
为向下取整函数；
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure FDA0003593828010000027
当
Figure FDA0003593828010000028
满足
Figure FDA0003593828010000029
的形式时，其中，k为自然数，则令
Figure FDA00035938280100000210
其中，
Figure FDA00035938280100000211
为信号灯周期T内用于车辆左转的进口道数量，令
Figure FDA00035938280100000212
Figure FDA00035938280100000213
为信号灯周期T内用于车辆直行的进口道数量，令
Figure FDA00035938280100000214
Figure FDA00035938280100000215
为信号灯周期T内用于车辆右转的进口道数量；
当
Figure FDA00035938280100000216
满足
Figure FDA00035938280100000217
的形式时，若
Figure FDA00035938280100000218
则令
Figure FDA00035938280100000219
否则，令
Figure FDA00035938280100000220
步骤6.2计算当前信号灯周期T内左转进口道比例
Figure FDA00035938280100000221
和直行进口道比例
Figure FDA00035938280100000222
计算当前信号灯周期T内第一次分配的左转进口道数量
Figure FDA00035938280100000223
和第一次分配的直行进口道数量
Figure FDA00035938280100000224
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure FDA00035938280100000225
当
Figure FDA00035938280100000226
时，令
Figure FDA00035938280100000227
当
Figure FDA00035938280100000228
时，若
Figure FDA00035938280100000229
则令
Figure FDA00035938280100000230
Figure FDA00035938280100000231
否则，令
Figure FDA00035938280100000232
步骤7若满足
Figure FDA00035938280100000233
则执行步骤7.1；否则，则执行步骤7.2；
步骤7.1计算当前信号灯周期T内第一次分配的左转进口道数量
Figure FDA0003593828010000031
和第一次分配的右转进口道数量
Figure FDA0003593828010000032
其中，
Figure FDA0003593828010000033
为向下取整函数；
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure FDA0003593828010000034
当
Figure FDA0003593828010000035
满足
Figure FDA0003593828010000036
的形式时，其中，k为自然数，则令
Figure FDA0003593828010000037
其中，
Figure FDA0003593828010000038
为信号灯周期T内用于车辆左转的进口道数量，令
Figure FDA0003593828010000039
Figure FDA00035938280100000310
为信号灯周期T内用于车辆直行的进口道数量，令
Figure FDA00035938280100000311
Figure FDA00035938280100000312
为信号灯周期T内用于车辆右转的进口道数量；
当
Figure FDA00035938280100000313
满足
Figure FDA00035938280100000314
的形式时，若
Figure FDA00035938280100000315
则令
Figure FDA00035938280100000316
否则，令
Figure FDA00035938280100000317
步骤7.2计算当前信号灯周期T内左转进口道比例
Figure FDA00035938280100000318
和右转进口道比例
Figure FDA00035938280100000319
计算当前信号灯周期T内第一次分配的左转进口道数量
Figure FDA00035938280100000320
和第一次分配的右转进口道数量
Figure FDA00035938280100000321
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure FDA00035938280100000322
当
Figure FDA00035938280100000323
时，则令
Figure FDA00035938280100000324
当
Figure FDA00035938280100000325
时，若
Figure FDA00035938280100000326
则令
Figure FDA00035938280100000327
Figure FDA00035938280100000328
否则，则令
Figure FDA00035938280100000329
步骤8若满足
Figure FDA00035938280100000330
执行步骤8.1；否则，执行步骤8.2；
步骤8.1计算当前信号灯周期T内第一次分配的直行进口道数量
Figure FDA00035938280100000331
和第一次分配的右转进口道数量
Figure FDA00035938280100000332
其中，
Figure FDA00035938280100000333
为向下取整函数；
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure FDA0003593828010000041
当
Figure FDA0003593828010000042
满足
Figure FDA0003593828010000043
的形式时，其中，k为自然数，则令
Figure FDA0003593828010000044
其中，
Figure FDA0003593828010000045
为信号灯周期T内用于车辆左转的进口道数量，令
Figure FDA0003593828010000046
Figure FDA0003593828010000047
为信号灯周期T内用于车辆直行的进口道数量，令
Figure FDA0003593828010000048
Figure FDA0003593828010000049
为信号灯周期T内用于车辆右转的进口道数量；
当
Figure FDA00035938280100000410
满足
Figure FDA00035938280100000411
的形式时，其中k的取值为自然数，若
Figure FDA00035938280100000412
则令
Figure FDA00035938280100000413
否则，则令
Figure FDA00035938280100000414
步骤8.2计算当前信号灯周期T内右转进口道比例
Figure FDA00035938280100000415
直行进口道比例
Figure FDA00035938280100000416
计算当前信号灯周期T内第一次分配的右转进口道数量
Figure FDA00035938280100000417
第一次分配的直行进口道数量
Figure FDA00035938280100000418
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure FDA00035938280100000419
当
Figure FDA00035938280100000420
时，令
Figure FDA00035938280100000421
当
Figure FDA00035938280100000422
时，若
Figure FDA00035938280100000423
则令
Figure FDA00035938280100000424
Figure FDA00035938280100000425
否则，令
Figure FDA00035938280100000426
步骤9若满足
Figure FDA00035938280100000427
则执行步骤9.1；否则，则执行步骤9.2；
步骤9.1计算当前信号灯周期T内第一次分配的左转进口道数量
Figure FDA00035938280100000428
第一次分配的直行进口道数量
Figure FDA00035938280100000429
第一次分配的右转进口道数量
Figure FDA00035938280100000430
其中，
Figure FDA00035938280100000431
为向下取整函数；
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure FDA0003593828010000051
当
Figure FDA0003593828010000052
时，若
Figure FDA0003593828010000053
则令
Figure FDA0003593828010000054
若
Figure FDA0003593828010000055
则令
Figure FDA0003593828010000056
若
Figure FDA0003593828010000057
则令
Figure FDA0003593828010000058
当
Figure FDA0003593828010000059
满足
Figure FDA00035938280100000510
的形式时，其中，k为自然数，则令
Figure FDA00035938280100000511
当
Figure FDA00035938280100000512
满足
Figure FDA00035938280100000513
的形式时，若式(1)成立，则令
Figure FDA00035938280100000514
Figure FDA00035938280100000515
若式(2)成立，则令
Figure FDA00035938280100000516
若式(3)成立，则令
Figure FDA00035938280100000517
Figure FDA00035938280100000518
Figure FDA00035938280100000519
Figure FDA00035938280100000520
当
Figure FDA00035938280100000521
满足
Figure FDA00035938280100000522
的形式时，若式(4)成立，则令
Figure FDA00035938280100000523
Figure FDA00035938280100000524
若式(5)成立，则令
Figure FDA00035938280100000525
若式(6)成立，则令
Figure FDA00035938280100000526
Figure FDA00035938280100000527
Figure FDA00035938280100000528
Figure FDA00035938280100000529
步骤9.2计算当前信号灯周期T内左转进口道比例
Figure FDA00035938280100000530
直行进口道比例
Figure FDA0003593828010000061
右转进口道比例
Figure FDA0003593828010000062
计算当前信号灯周期T内第一次分配的左转进口道数量
Figure FDA0003593828010000063
第一次分配的直行进口道数量
Figure FDA0003593828010000064
右转进口道数量
Figure FDA0003593828010000065
计算第一次分配后剩余进口道数量
Figure FDA0003593828010000066
当
Figure FDA0003593828010000067
时，若
Figure FDA0003593828010000068
则令
Figure FDA0003593828010000069
若
Figure FDA00035938280100000610
则令
Figure FDA00035938280100000611
若
Figure FDA00035938280100000612
则令
Figure FDA00035938280100000613
当
Figure FDA00035938280100000614
时，则令
Figure FDA00035938280100000615
当
Figure FDA00035938280100000616
时，若式(7)成立，则令
Figure FDA00035938280100000617
若式(8)成立，则令
Figure FDA00035938280100000618
若式(9)成立，则令
Figure FDA00035938280100000619
Figure FDA00035938280100000620
Figure FDA00035938280100000621
Figure FDA00035938280100000622
当
Figure FDA00035938280100000623
时，若式(10)成立，则令
Figure FDA00035938280100000624
若式(11)成立，则令
Figure FDA00035938280100000625
若式(12)成立，则令
Figure FDA00035938280100000626
Figure FDA00035938280100000627
Figure FDA00035938280100000628
Figure FDA00035938280100000629
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