CN116935673A - 网联环境下考虑行人过街的信号交叉口车辆通行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种考虑行人过街的信号交叉口车辆通行方法，其步骤包括：1、以交叉口南北直行绿灯相位为优化对象；2、计算穿插通行方式下的南北直行绿灯通行时间；3、决策在南北直行绿灯相位下行人是否过街以及车辆通行方式；4、以交叉口南北左转绿灯相位为优化对象；5、计算穿插通行方式下的南北左转绿灯通行时间；6、决策在南北左转绿灯相位下行人是否过街以及车辆通行方式；7、优化对象转为东西进口，重复上述步骤；8、进入下一周期，循环上述步骤。本发明能实时根据交叉口各通行车队通行车辆数，决策各车队通行方式和行人是否过街，同时改进相应的信号配时，减少了交叉口延误，提高了交叉口的通行能力与时空利用率。
Description
技术领域
本发明属于智能网联环境交通管控领域，具体的说是一种网联环境下考虑行人过街的信号交叉口车辆通行方法。
背景技术
交叉口是城市道路交通系统的一个重要的组成部分，交叉口又因其交通组织较为复杂，车辆通行面临着种种的冲突与挑战，研究起来较为困难，故交叉口在道路交通系统中占据着特殊的地位。交叉口根据其有无信号控制可分为信号控制交叉口和无控制交叉口，信号控制交叉口可利用交通灯信号控制来实现不同流向的交通流冲突在时空上错开，保障车流通过交叉口的安全性的前提下，提高交叉口的通行效率。
随着网联自动驾驶汽车的出现与车路协同技术的不断发展，为交叉口的管控方法提供了新的思路与手段，网联环境下的交叉口控制精度更高，控制手段更加多样。目前信号交叉口采用的还是比较传统的车辆通行方法，其通行效率低下，也不适用于网联环境下的交叉口车辆通行。
发明内容
本发明为克服现有技术存在的不足之处，提出了一种网联环境下考虑行人过街的信号交叉口车辆通行方法，以期能在兼顾到行人过街的因素下，提高交叉口网联车的通行效率，以充分利用车队通过交叉口的跟车间隙，从而能减少交叉口延误，并能提高道路通行能力。
本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：
本发明一种网联环境下考虑行人过街的信号交叉口车辆通行方法的特点在于，所述网联环境下的机动车均为网联自动驾驶车辆；所述网联环境下的交叉口为十字形信号交叉口，且拥有东、西、南、北四个方向的进出口；所述网联环境下的第i个周期为初始周期；所述网联环境下车辆的原通行方式包括：左转通行、直行通行、右转通行；所述网联环境下的四相位包含南北直行、南北左转、东西直行、东西左转；所述交叉口的每个进口处均设有一条专用左转车道、一条直行车道和一条专用右转车道；所述信号交叉口车辆通行方法包括以下步骤：
步骤1、以交叉口在第i个周期下的南北直行绿灯相位为优化对象；
步骤2、确定在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口处南北方向的直行车队与左转车队的通行车辆数，并决策出优先通行车队与穿插通行车队的通行车辆数：
步骤2.1、获取第i个周期下南北直行绿灯相位开始时，交叉口的北进口处直行车队的排队车辆数车辆到达率/>交叉口的北进口处左转车队的排队车辆数/>车辆到达率/>获取第i个周期下南北直行绿灯相位开始时，交叉口的南进口处直行车队的排队车辆数/>车辆到达率/>交叉口的南进口处左转车队的排队车辆数/>车辆到达率/>
步骤2.2、利用式(1)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处直行车队的通行车辆数
式(1)中，表示第i个周期下南北直行绿灯通行时间；
利用式(2)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处左转车队的通行车辆数
利用式(3)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的南进口处直行车队的通行车辆数
利用式(4)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的南进口处左转车队的通行车辆数
步骤2.3、在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的左转车队与交叉口的南进口处的直行车队中，令优先通行车队为交叉口的南进口处的直行车队，令穿插通行车队为交叉口的北进口处的左转车队，从而利用式(5)确定优先通行车队的通行车辆数及其对应的穿插通行车队的通行车辆数/>
在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的直行车队与交叉口的南进口处的左转车队中，令优先通行车队为交叉口的北进口处的直行车队，令穿插通行车队为交叉口的南进口处的左转车队，从而利用式(6)确定优先通行车队的通行车辆数及其对应的穿插通行车队的通行车辆数/>
步骤3、令λmax表示考虑通行效益下设置穿插通行方式的优先通行车队的车辆到达率的最大值，令λmin表示考虑行人最小过街时间下设置穿插通行方式的优先通行车队的车辆到达率的最小值，判断式(7)是否成立，若式(7)成立，则执行步骤4；否则，则车辆保持原通行方式，令南北直行绿灯通行时间并执行步骤6；
式(7)中，表示在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的左转车队与交叉口的南进口处的直行车队中的优先通行车队车辆到达率，/>表示在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的直行车队与交叉口的南进口处的左转车队中的优先通行车队车辆到达率；
步骤4、判断式(8)是否成立，若式(8)成立，则执行步骤5；否则，则车辆保持原通行方式，令南北直行绿灯通行时间并执行步骤6；
式(8)中，表示交叉口的北进口处的左转车队与交叉口的南进口处的直行车队中的优先通行车队的第一辆车通过交叉口的行驶时间，/>表示交叉口的北进口处的直行车队与交叉口的南进口处的左转车队中的优先通行车队的第一辆车通过交叉口的行驶时间，Tcav表示网联车车队通过交叉口时保持的安全车头时距；
步骤5、计算在第i个周期的穿插通行方式下的南北直行绿灯通行时间并决策交叉口处的行人是否过街以及南北方向车辆的通行方式：
步骤5.1、计算在第i个周期的穿插通行方式下的南北直行绿灯通行时间：
步骤5.1.1、利用式(9)计算单个车辆穿插通行优先通行车队时，优先通行车队中被穿插通行的车辆所增加的车头时距Δh；
Δh＝Tcr-Tcav (9)
式(9)中，Tcr表示优先通行车队与穿插通行车队中的两个冲突车辆在规划轨迹上的碰撞时间；
步骤5.1.2、利用式(10)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的左转车队与交叉口的南进口处的直行车队中，优先通行车队允许穿插的最大车辆数
式(10)中，表示向下取整函数；
利用式(11)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的直行车队与交叉口的南进口处的左转车队中，优先通行车队允许穿插的最大车辆数
步骤5.1.3、利用式(12)确定在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的左转车队与交叉口的南进口处的直行车队中，优先通行车队实际穿插的车辆数
利用式(13)确定在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的直行车队与交叉口的南进口处的左转车队中，优先通行车队实际穿插的车辆数
步骤5.1.4、利用式(14)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的南进口处的优先通行车队完全通过交叉口时的绿灯通行时间
利用式(15)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的优先通行车队完全通过交叉口时的绿灯通行时间
利用式(16)计算在第i个周期下南北直行绿灯相位的绿灯时间
步骤5.2、决策在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口处的行人是否过街及南北方向车辆的通行方式：
步骤5.2.1、决策在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口处的行人是否过街：
允许东进出口处的行人在第i个周期的南北直行绿灯相位下的绿灯时间内的时间段下通过人行横道；
允许西进出口处的行人在第i个周期的南北直行绿灯相位下的绿灯时间内的时间段下通过人行横道；
禁止南北进出口处的行人在第i个周期的南北直行绿灯相位下的绿灯时间内通过人行横道；
步骤5.2.2、设置在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的南北方向车辆的通行方式：
令交叉口的南进口处的直行车队在南北向直行绿灯相位的绿灯时间内的时间段下，按车辆原通行方式进行通行；
令交叉口的北进口处的左转车队在南北直行绿灯相位的绿灯时间内的时间段下，集中穿插到交叉口的南进口处的直行车队中进行通行；
令交叉口的北进口处的直行车队在南北直行绿灯相位的绿灯时间内的时间段下，按车辆原通行方式进行通行；
令交叉口的南进口处的左转车队在南北直行绿灯相位的绿灯时间内的时间段下，集中穿插到交叉口的北进口处的直行车队中进行通行；
步骤6、以交叉口在第i个周期下的南北左转绿灯相位为优化对象；
步骤7、确定在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口处的左转车队的通行车辆数：
步骤7.1、获取在第i个周期的南北左转绿灯相位开始时，交叉口的北进口处的左转车队的车辆到达率和交叉口的南进口处的左转车队的车辆到达率/>
步骤7.2、利用式(17)计算在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口的北进口处的左转车队的通行车辆数
式(17)中，表示在第i个周期下的南北左转绿灯通行时间，L表示黄灯时间，AR表示全红时间；
利用式(18)计算在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口的南进口处的左转车队的通行车辆数
步骤8、计算在第i个周期的穿插通行方式下的南北左转绿灯通行时间并决策交叉口处的行人是否过街以及南北方向车辆的通行方式：
步骤8.1、计算在第i个周期的穿插通行方式下的南北左转绿灯通行时间：
步骤8.1.1、利用式(19)计算在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口的北进口处的左转车队的绿灯通行时间
式(19)中，表示交叉口的北进口处的左转车队的第一辆车通过交叉口的行驶时间；
利用式(20)计算在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口的南进口处的左转车队的绿灯通行时间
式(20)中，表示交叉口的南进口处的左转车队的第一辆车通过交叉口的行驶时间；
利用式(21)计算在第i个周期下的南北左转绿灯相位的绿灯时间
步骤8.2、决策在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口处的行人是否过街及南北方向车辆的通行方式：
步骤8.2.1、决策在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口处的行人是否过街：
禁止东西进出口和南北进出口处的行人在第i个周期的南北左转绿灯相位下通过人行横道；
步骤8.2.2、设置在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口的南北方向车辆的通行方式：
令交叉口的北进口处和南进口处的左转车队在第i个周期的南北左转绿灯相位的绿灯时间内的/>时间段下，按车辆原通行方式进行通行；
步骤9、以交叉口在第i个周期下的东西直行绿灯相位为优化对象，并按照步骤2-步骤5的过程，对第i个周期下的东西直行绿灯相位进行信号配时，并决策在第i个周期下的交叉口处的行人是否过街及东西方向车辆的通行方式；
步骤10、以交叉口在第i个周期下的东西左转绿灯相位为优化对象；并按照步骤6-步骤8的过程，对第i个周期下的东西左转绿灯相位进行信号配时，并决策在第i个周期下的交叉口处的行人是否过街及东西方向车辆的通行方式；
步骤11、将i+1赋值给i后，返回步骤1顺序执行。
本发明一种电子设备，包括存储器以及处理器的特点在于，所述存储器用于存储支持处理器执行所述信号交叉口车辆通行方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
本发明一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序的特点在于，所述计算机程序被处理器运行时执行所述信号交叉口车辆通行方法的步骤。
与已有技术相比，本发明的有益技术效果体现在：
1、本发明在设计交叉口车辆通行方法时考虑了车辆穿插通行方式下行人如何通过交叉口的人行横道，提高了在穿插通行方式下行人过街的安全性，该通行方法相较于其它纯网联交叉口车辆通行方法的适用范围更为广泛。
2、与现有技术相比，本发明通过确定优先通行车队与穿插通行车队及其车辆到达率，然后在直行绿灯相位下利用优先通行车队的可穿插间隙让穿插通行车队的车辆通过交叉口，减少了交叉口车辆的总通行时间，也减少了车辆的通行延误，提高了交叉口的时空利用率。
3、与现有技术相比，本发明提出了一种适用于网联交叉口车辆通行方法下的信号配时方案，根据检测交叉口每个周期内优先通行车队和穿插通行车队的车辆数，固定网联交叉口每个周期的相位相序，从而决策出各相位的绿灯时间，相比较于传统的信号相位，动态设置每个信号周期的绿灯时间，能有效增加交叉口的通行能力，提高了交叉口车辆的通行效率。
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
本实施例中的实施场景为十字形信号交叉口，且交叉口进口道仅有一条左转专用车道，如图3所示，但本发明的技术思路不仅限于十字形交叉口以及单个左转专用车道，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本实施例中，一种网联环境下考虑行人过街的信号交叉口车辆通行方法，其中，网联环境下的机动车均为网联自动驾驶车辆；网联环境下的交叉口为十字形信号交叉口，且拥有东、西、南、北四个方向的进出口；网联环境下的第i个周期为初始周期；网联环境下车辆的原通行方式包括：左转通行、直行通行、右转通行；网联环境下的四相位包含南北直行、南北左转、东西直行、东西左转；交叉口的每个进口处均设有一条专用左转车道、一条直行车道和一条专用右转车道；如图2所示，该信号交叉口车辆通行方法包括以下步骤：
步骤1、以交叉口在第i个周期下的南北直行绿灯相位为优化对象；
步骤2、确定在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口处南北方向的直行车队与左转车队的通行车辆数，并决策出优先通行车队与穿插通行车队的通行车辆数：
步骤2.1、利用安装在道路上的智能路侧设备，通过短程无线通讯方式与设置在网联车上的车-路通信系统进行交互，从而获取第i个周期下南北直行绿灯相位开始时，交叉口的北进口处直行车队的排队车辆数车辆到达率/>交叉口的北进口处左转车队的排队车辆数/>车辆到达率/>获取第i个周期下南北直行绿灯相位开始时，交叉口的南进口处直行车队的排队车辆数/>车辆到达率/>交叉口的南进口处左转车队的排队车辆数/>车辆到达率/>
步骤2.2、利用式(1)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处直行车队的通行车辆数
式(1)中，表示第i个周期下南北直行绿灯通行时间；
利用式(2)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处左转车队的通行车辆数
利用式(3)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的南进口处直行车队的通行车辆数
利用式(4)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的南进口处左转车队的通行车辆数
步骤2.3、在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的左转车队与交叉口的南进口处的直行车队中，令优先通行车队为交叉口的南进口处的直行车队，令穿插通行车队为交叉口的北进口处的左转车队，从而利用式(5)确定优先通行车队的通行车辆数及其对应的穿插通行车队的通行车辆数/>
在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的直行车队与交叉口的南进口处的左转车队中，令优先通行车队为交叉口的北进口处的直行车队，令穿插通行车队为交叉口的南进口处的左转车队，从而利用式(6)确定优先通行车队的通行车辆数及其对应的穿插通行车队的通行车辆数/>
步骤3、交叉口的优先通行车队需要处于非饱和的状态，也即车辆到达率需要低于一定的阈值，此时实施穿插车辆穿插优先通行车队的可穿插间隙的通行方法，才能有效提高交叉口的时空利用率，同时交叉口的优先通行车队的车辆到达率需要高于一定的阈值，满足一定的通行车辆数，使行人有充足的时间通过人行横道，也即满足行人最小过街时间，则λmax表示考虑通行效益下设置穿插通行方式的优先通行车队的车辆到达率的最大值，λmin表示考虑行人最小过街时间下设置穿插通行方式的优先通行车队的车辆到达率的最小值，利用式(7)判断在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的南北进口处的优先通行车队的车辆到达率是否满足既不低于λmin又不高于λmax的条件，若式(7)成立，则执行步骤4；否则，则车辆保持原通行方式，令南北直行绿灯通行时间并执行步骤6；
式(7)中，表示在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的左转车队与交叉口的南进口处的直行车队中的优先通行车队车辆到达率，/>表示在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的直行车队与交叉口的南进口处的左转车队中的优先通行车队车辆到达率；
步骤4、利用式(8)判断在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的南北进口处的优先通行车队通过交叉口的时间是否超过第i个周期的南北直行绿灯通行时间若式(8)成立，则执行步骤5；否则，则车辆保持原通行方式，令南北直行绿灯通行时间并执行步骤6；
式(8)中，表示交叉口的北进口处的左转车队与交叉口的南进口处的直行车队中的优先通行车队的第一辆车通过交叉口的行驶时间，/>表示交叉口的北进口处的直行车队与交叉口的南进口处的左转车队中的优先通行车队的第一辆车通过交叉口的行驶时间，Tcav表示网联车车队通过交叉口时保持的安全车头时距；
步骤5、计算在第i个周期的穿插通行方式下的南北直行绿灯通行时间并决策交叉口处的东西进口的行人是否过街以及南北方向车辆的通行方式：
步骤5.1、计算在第i个周期的穿插通行方式下的南北直行绿灯通行时间：
步骤5.1.1、利用式(9)计算单个车辆穿插通行优先通行车队时，优先通行车队中被穿插通行的车辆所增加的车头时距Δh；
Δh＝Tcr-Tcav (9)
式(9)中，Tcr表示优先通行车队与穿插通行车队中的两个冲突车辆在规划轨迹上的碰撞时间；
步骤5.1.2、优先通行车队中的车辆均为网联车，网联车的安全车头时距过小，不足以让穿插通行车队的车辆穿插到优先通行车队的车辆间隙通过，因此为了使穿插通行车队的车辆利用优先通行车队的车辆间隙安全通过，需要增加优先通行车队中一些车辆的车头时距，利用式(10)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的左转车队与交叉口的南进口处的直行车队中，优先通行车队允许穿插的最大车辆数
式(10)中，表示向下取整函数；
利用式(11)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的直行车队与交叉口的南进口处的左转车队中，优先通行车队允许穿插的最大车辆数
步骤5.1.3、利用式(12)确定在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的左转车队与交叉口的南进口处的直行车队中，优先通行车队实际穿插的车辆数
利用式(13)确定在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的直行车队与交叉口的南进口处的左转车队中，优先通行车队实际穿插的车辆数
步骤5.1.4、利用式(14)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的南进口处的优先通行车队完全通过交叉口时的绿灯通行时间
利用式(15)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的优先通行车队完全通过交叉口时的绿灯通行时间
利用式(16)计算在第i个周期下南北直行绿灯相位的绿灯时间
步骤5.2、在交叉口南北方向的直行绿灯相位绿灯通行时间的前半部分时间内，交叉口南北进口直行车辆正常通行，交叉口东西进出口的行人利用这段时间通过人行横道；在交叉口南北方向的直行绿灯相位绿灯通行时间的后半部分时间内，由于交叉口南北进口左转车辆穿插直行车队车辆，导致行人通过人行横道会与左转车辆产生冲突，在这段时间内禁止交叉口行人通过人行横道；进而决策在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口处的行人是否过街及南北方向车辆的通行方式：
步骤5.2.1、决策在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口处的行人是否过街：
允许东进出口处的行人在第i个周期的南北直行绿灯相位下的绿灯时间内的时间段下通过人行横道；
允许西进出口处的行人在第i个周期的南北直行绿灯相位下的绿灯时间内的时间段下通过人行横道；
禁止南北进出口处的行人在第i个周期的南北直行绿灯相位下的绿灯时间内通过人行横道；
步骤5.2.2、设置在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的南北方向车辆的通行方式：
令交叉口的南进口处的直行车队在南北向直行绿灯相位的绿灯时间内的时间段下，按车辆原通行方式进行通行；
令交叉口的北进口处的左转车队在南北直行绿灯相位的绿灯时间内的时间段下，集中穿插到交叉口的南进口处的直行车队中进行通行；
令交叉口的北进口处的直行车队在南北直行绿灯相位的绿灯时间内的时间段下，按车辆原通行方式进行通行；
令交叉口的南进口处的左转车队在南北直行绿灯相位的绿灯时间内的时间段下，集中穿插到交叉口的北进口处的直行车队中进行通行；
步骤6、以交叉口在第i个周期下的南北左转绿灯相位为优化对象；
步骤7、确定在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口处的左转车队的通行车辆数：
步骤7.1、利用安装在道路上的智能路侧设备，通过短程无线通讯方式与设置在网联车上的车-路通信系统进行交互，从而获取在第i个周期的南北左转绿灯相位开始时，交叉口的北进口处的左转车队的车辆到达率和交叉口的南进口处的左转车队的车辆到达率/>
步骤7.2、由于第i个周期南北方向直行绿灯相位下左转车队的一部分排队车辆通过穿插通行方式通过交叉口，导致第i个周期南北方向左转绿灯相位下穿插通行车队也即左转车队的车辆数减少，因此利用式(17)计算在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口的北进口处的左转车队的通行车辆数
式(17)中，表示在第i个周期下的南北左转绿灯通行时间，L表示黄灯时间，AR表示全红时间；全红信号通常设置于黄灯信号之后，交叉口所有进口方向的车道均为红灯的状态，其主要功能是使黄灯期间进入交叉口而未能驶出交叉口的车辆能够在下一相位的首车到达冲突点前安全驶出交叉口；
利用式(18)计算在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口的南进口处的左转车队的通行车辆数/>
步骤8、计算在第i个周期的穿插通行方式下的南北左转绿灯通行时间并决策交叉口处的东西进口的行人是否过街以及南北方向车辆的通行方式：
步骤8.1、计算在第i个周期的穿插通行方式下的南北左转绿灯通行时间：
步骤8.1.1、利用式(19)计算在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口的北进口处的左转车队的绿灯通行时间
式(19)中，表示交叉口的北进口处的左转车队的第一辆车通过交叉口的行驶时间；
利用式(20)计算在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口的南进口处的左转车队的绿灯通行时间
式(20)中，表示交叉口的南进口处的左转车队的第一辆车通过交叉口的行驶时间；
利用式(21)计算在第i个周期下的南北左转绿灯相位的绿灯时间
步骤8.2、第i个周期南北方向左转绿灯相位绿灯通行时间下交叉口南北进口的左转车辆保持正常通行的方式，且南北进口的左转车辆始终与交叉口行人过街产生冲突，因此在第i个周期南北方向左转绿灯相位绿灯通行时间下禁止交叉口行人通过人行横道，进而决策在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口处的行人是否过街及南北方向车辆的通行方式：
步骤8.2.1、决策在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口处的行人是否过街：
禁止东西进出口和南北进出口处的行人在第i个周期的南北左转绿灯相位下通过人行横道；
步骤8.2.2、设置在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口的南北方向车辆的通行方式：
令交叉口的北进口处和南进口处的左转车队在第i个周期的南北左转绿灯相位的绿灯时间内的/>时间段下，按车辆原通行方式进行通行；
步骤9、以交叉口在第i个周期下的东西直行绿灯相位为优化对象，并按照步骤2-步骤5的过程，对第i个周期下的东西直行绿灯相位进行信号配时，并决策在第i个周期下的交叉口处的行人是否过街及东西方向车辆的通行方式；
步骤10、以交叉口在第i个周期下的东西左转绿灯相位为优化对象；并按照步骤6-步骤8的过程，对第i个周期下的东西左转绿灯相位进行信号配时，并决策在第i个周期下的交叉口处的行人是否过街及东西方向车辆的通行方式；
步骤11、将i+1赋值给i后，返回步骤1顺序执行。
本实施例中，一种电子设备，包括存储器以及处理器，该存储器用于存储支持处理器执行上述方法的程序，该处理器被配置为用于执行该存储器中存储的程序。
本实施例中，一种计算机可读存储介质，是在计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述方法的步骤。
Claims (3)
1.一种网联环境下考虑行人过街的信号交叉口车辆通行方法，其特征在于，所述网联环境下的机动车均为网联自动驾驶车辆；所述网联环境下的交叉口为十字形信号交叉口，且拥有东、西、南、北四个方向的进出口；所述网联环境下的第i个周期为初始周期；所述网联环境下车辆的原通行方式包括：左转通行、直行通行、右转通行；所述网联环境下的四相位包含南北直行、南北左转、东西直行、东西左转；所述交叉口的每个进口处均设有一条专用左转车道、一条直行车道和一条专用右转车道；所述信号交叉口车辆通行方法包括以下步骤：
步骤1、以交叉口在第i个周期下的南北直行绿灯相位为优化对象；
步骤2、确定在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口处南北方向的直行车队与左转车队的通行车辆数，并决策出优先通行车队与穿插通行车队的通行车辆数：
步骤2.1、获取第i个周期下南北直行绿灯相位开始时，交叉口的北进口处直行车队的排队车辆数车辆到达率/>交叉口的北进口处左转车队的排队车辆数/>车辆到达率/>获取第i个周期下南北直行绿灯相位开始时，交叉口的南进口处直行车队的排队车辆数/>车辆到达率/>交叉口的南进口处左转车队的排队车辆数/>车辆到达率
步骤2.2、利用式(1)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处直行车队的通行车辆数
式(1)中，表示第i个周期下南北直行绿灯通行时间；
利用式(2)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处左转车队的通行车辆数
利用式(3)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的南进口处直行车队的通行车辆数
利用式(4)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的南进口处左转车队的通行车辆数
步骤2.3、在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的左转车队与交叉口的南进口处的直行车队中，令优先通行车队为交叉口的南进口处的直行车队，令穿插通行车队为交叉口的北进口处的左转车队，从而利用式(5)确定优先通行车队的通行车辆数及其对应的穿插通行车队的通行车辆数/>
在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的直行车队与交叉口的南进口处的左转车队中，令优先通行车队为交叉口的北进口处的直行车队，令穿插通行车队为交叉口的南进口处的左转车队，从而利用式(6)确定优先通行车队的通行车辆数及其对应的穿插通行车队的通行车辆数/>
步骤3、令λmax表示考虑通行效益下设置穿插通行方式的优先通行车队的车辆到达率的最大值，令λmin表示考虑行人最小过街时间下设置穿插通行方式的优先通行车队的车辆到达率的最小值，判断式(7)是否成立，若式(7)成立，则执行步骤4；否则，则车辆保持原通行方式，令南北直行绿灯通行时间并执行步骤6；
式(7)中，表示在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的左转车队与交叉口的南进口处的直行车队中的优先通行车队车辆到达率，/>表示在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的直行车队与交叉口的南进口处的左转车队中的优先通行车队车辆到达率；
步骤4、判断式(8)是否成立，若式(8)成立，则执行步骤5；否则，则车辆保持原通行方式，令南北直行绿灯通行时间并执行步骤6；
式(8)中，表示交叉口的北进口处的左转车队与交叉口的南进口处的直行车队中的优先通行车队的第一辆车通过交叉口的行驶时间，/>表示交叉口的北进口处的直行车队与交叉口的南进口处的左转车队中的优先通行车队的第一辆车通过交叉口的行驶时间，Tcav表示网联车车队通过交叉口时保持的安全车头时距；
步骤5、计算在第i个周期的穿插通行方式下的南北直行绿灯通行时间并决策交叉口处的行人是否过街以及南北方向车辆的通行方式：
步骤5.1、计算在第i个周期的穿插通行方式下的南北直行绿灯通行时间：
步骤5.1.1、利用式(9)计算单个车辆穿插通行优先通行车队时，优先通行车队中被穿插通行的车辆所增加的车头时距Δh；
Δh＝Tcr-Tcav (9)
式(9)中，Tcr表示优先通行车队与穿插通行车队中的两个冲突车辆在规划轨迹上的碰撞时间；
步骤5.1.2、利用式(10)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的左转车队与交叉口的南进口处的直行车队中，优先通行车队允许穿插的最大车辆数
式(10)中，表示向下取整函数；
利用式(11)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的直行车队与交叉口的南进口处的左转车队中，优先通行车队允许穿插的最大车辆数
步骤5.1.3、利用式(12)确定在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的左转车队与交叉口的南进口处的直行车队中，优先通行车队实际穿插的车辆数
利用式(13)确定在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的直行车队与交叉口的南进口处的左转车队中，优先通行车队实际穿插的车辆数
步骤5.1.4、利用式(14)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的南进口处的优先通行车队完全通过交叉口时的绿灯通行时间
利用式(15)计算在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的北进口处的优先通行车队完全通过交叉口时的绿灯通行时间
利用式(16)计算在第i个周期下南北直行绿灯相位的绿灯时间
步骤5.2、决策在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口处的行人是否过街及南北方向车辆的通行方式：
步骤5.2.1、决策在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口处的行人是否过街：
允许东进出口处的行人在第i个周期的南北直行绿灯相位下的绿灯时间内的时间段下通过人行横道；
允许西进出口处的行人在第i个周期的南北直行绿灯相位下的绿灯时间内的时间段下通过人行横道；
禁止南北进出口处的行人在第i个周期的南北直行绿灯相位下的绿灯时间内通过人行横道；
步骤5.2.2、设置在第i个周期的南北直行绿灯相位下交叉口的南北方向车辆的通行方式：
令交叉口的南进口处的直行车队在南北向直行绿灯相位的绿灯时间内的时间段下，按车辆原通行方式进行通行；
令交叉口的北进口处的左转车队在南北直行绿灯相位的绿灯时间内的时间段下，集中穿插到交叉口的南进口处的直行车队中进行通行；
令交叉口的北进口处的直行车队在南北直行绿灯相位的绿灯时间内的时间段下，按车辆原通行方式进行通行；
令交叉口的南进口处的左转车队在南北直行绿灯相位的绿灯时间内的时间段下，集中穿插到交叉口的北进口处的直行车队中进行通行；
步骤6、以交叉口在第i个周期下的南北左转绿灯相位为优化对象；
步骤7、确定在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口处的左转车队的通行车辆数：
步骤7.1、获取在第i个周期的南北左转绿灯相位开始时，交叉口的北进口处的左转车队的车辆到达率和交叉口的南进口处的左转车队的车辆到达率/>
步骤7.2、利用式(17)计算在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口的北进口处的左转车队的通行车辆数
式(17)中，表示在第i个周期下的南北左转绿灯通行时间，L表示黄灯时间，AR表示全红时间；
利用式(18)计算在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口的南进口处的左转车队的通行车辆数
步骤8、计算在第i个周期的穿插通行方式下的南北左转绿灯通行时间并决策交叉口处的行人是否过街以及南北方向车辆的通行方式：
步骤8.1、计算在第i个周期的穿插通行方式下的南北左转绿灯通行时间：
步骤8.1.1、利用式(19)计算在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口的北进口处的左转车队的绿灯通行时间
式(19)中，表示交叉口的北进口处的左转车队的第一辆车通过交叉口的行驶时间；
利用式(20)计算在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口的南进口处的左转车队的绿灯通行时间
式(20)中，表示交叉口的南进口处的左转车队的第一辆车通过交叉口的行驶时间；
利用式(21)计算在第i个周期下的南北左转绿灯相位的绿灯时间
步骤8.2、决策在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口处的行人是否过街及南北方向车辆的通行方式：
步骤8.2.1、决策在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口处的行人是否过街：
禁止东西进出口和南北进出口处的行人在第i个周期的南北左转绿灯相位下通过人行横道；
步骤8.2.2、设置在第i个周期的南北左转绿灯相位下交叉口的南北方向车辆的通行方式：
令交叉口的北进口处和南进口处的左转车队在第i个周期的南北左转绿灯相位的绿灯时间内的/>时间段下，按车辆原通行方式进行通行；
步骤9、以交叉口在第i个周期下的东西直行绿灯相位为优化对象，并按照步骤2-步骤5的过程，对第i个周期下的东西直行绿灯相位进行信号配时，并决策在第i个周期下的交叉口处的行人是否过街及东西方向车辆的通行方式；
步骤10、以交叉口在第i个周期下的东西左转绿灯相位为优化对象；并按照步骤6-步骤8的过程，对第i个周期下的东西左转绿灯相位进行信号配时，并决策在第i个周期下的交叉口处的行人是否过街及东西方向车辆的通行方式；
步骤11、将i+1赋值给i后，返回步骤1顺序执行。
2.一种电子设备，包括存储器以及处理器，其特征在于，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1所述信号交叉口车辆通行方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
3.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1所述信号交叉口车辆通行方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310981981.1A CN116935673A (zh) | 2023-08-07 | 2023-08-07 | 网联环境下考虑行人过街的信号交叉口车辆通行方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310981981.1A CN116935673A (zh) | 2023-08-07 | 2023-08-07 | 网联环境下考虑行人过街的信号交叉口车辆通行方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116935673A true CN116935673A (zh) | 2023-10-24 |
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ID=88384276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202310981981.1A Pending CN116935673A (zh) | 2023-08-07 | 2023-08-07 | 网联环境下考虑行人过街的信号交叉口车辆通行方法 |
Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117218871A (zh) * | 2023-11-08 | 2023-12-12 | 中国汽车技术研究中心有限公司 | 交叉口信号配时方法、设备和存储介质 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN117218871A (zh) * | 2023-11-08 | 2023-12-12 | 中国汽车技术研究中心有限公司 | 交叉口信号配时方法、设备和存储介质 |
| CN117218871B (zh) * | 2023-11-08 | 2024-02-13 | 中国汽车技术研究中心有限公司 | 交叉口信号配时方法、设备和存储介质 |
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