申请/专利权人：北京中交华安科技有限公司

申请日：2023-08-16

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN117079478B

主分类号：G08G1/07

分类号：G08G1/07;G08G1/01;H04L67/10;G06F18/24;G06F18/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.05#授权;2023.12.05#实质审查的生效;2023.11.17#公开

摘要：本发明提供一种基于边缘计算的合流区交通冲突辨识装置，包括智能感知模块、数据处理模块、规划决策模块和终端预警模块；所述规划决策模块，包括汇入模型、减速模型、匝道拥堵判别模型和大型车辆判别模型。本发明主要实现对公路合流区车辆运行状态识别和感知，利用优化冲突模型对当前合流区域运行的车辆安全性测算，并提出预警诱导管控体系，降低车辆合流区交通冲突。

主权项：1.一种基于边缘计算的合流区交通冲突辨识装置，其特征在于，包括智能感知模块、数据处理模块、规划决策模块和终端预警模块；所述智能感知模块，包括主线道路智能感知装置和匝道道路智能感知装置；所述主线道路智能感知装置，安装于主线合流端P2的主线道路上游，具有主线车辆检测区域，用于检测主线车辆通过主线车辆检测区域时的主线车辆实时状态；所述匝道道路智能感知装置，安装于主线合流端P2的匝道道路上游，具有匝道车辆检测区域，用于检测匝道车辆通过匝道车辆检测区域时的匝道车辆实时状态；所述数据处理模块，用于接收所述智能感知模块发送的主线车辆实时状态和匝道车辆实时状态，对所述主线车辆实时状态和所述匝道车辆实时状态进行预处理，得到主线车辆实时行驶信息和匝道车辆实时行驶信息，包括：主线车辆行使速度、主线车辆通过的时间点、主线车辆的加速度、主线车辆的车型、匝道车辆行使速度、匝道车辆通过的时间点、匝道车辆的加速度和匝道车辆的车型；所述规划决策模块，用于根据所述数据处理模块上传的主线车辆实时状态和匝道车辆实时状态，进行规划决策，基于道路拥堵情况、通行能力水平及路权之间的关联，对匝道车辆汇入时机和主线车辆速度控制进行决策优化，得到决策优化结果；所述规划决策模块，包括汇入模型、减速模型、匝道拥堵判别模型和大型车辆判别模型；所述汇入模型，用于判别如果匝道车辆按进入匝道车辆检测区域时的速度和加速度行驶，主线车辆按进入主线车辆检测区域时的速度和加速度行驶时，匝道车辆能否安全汇入主线道路；如果不能，则执行所述大型车辆判别模型；所述汇入模型具体用于：步骤1，匝道道路智能感知装置对进入其匝道车辆检测区域的匝道车辆进行检测，当检测到匝道车辆C进入匝道车辆检测区域时，向数据处理模块发送匝道车辆C的实时状态；数据处理模块获得匝道车辆C进入匝道车辆检测区域时的车速vC、时间tC和加速度aC，并实时传输给汇入模型；主线道路智能感知装置对进入其主线车辆检测区域的主线车辆依次进行检测，只要有两辆相邻的主线车辆在设定时间长度内，先后进入主线车辆检测区域，则这两辆相邻的主线车辆形成一组，行驶在前的主线车辆为主线车辆A，行驶在后的主线车辆为主线车辆B，为多车模式；否则，如果当某辆主线车辆进入主线车辆检测区域后，在设定时间长度内没有其他主线车辆进入主线车辆检测区域，表明该主线车辆与其后面相邻的主线车辆的车间隔较远，将该主线车辆记为主线车辆B，为单车模式；主线道路智能感知装置将主线车辆A和主线车辆B的实时状态发送给数据处理模块，数据处理模块获得主线车辆A进入主线车辆检测区域的车速vA、时间tA和加速度aA，以及主线车辆B进入主线车辆检测区域的车速vB、时间tB和加速度aB，并实时传输给汇入模型；步骤2，汇入模型根据匝道车辆C的实时行驶信息模拟其运行到匝道车辆汇入点P1的行驶轨迹，并预测得到假设按当前运行状态的车速vC和加速度aC行驶时，其到达匝道车辆汇入点P1的时间tP1；步骤3，汇入模型预测到达时间tP1时，主线车辆B和主线车辆A的行驶位置，并确定主线车辆B和主线车辆A如果按进入主线车辆检测区域时运行状态行驶，是否与匝道车辆C的汇入产生冲突，如果不冲突，则匝道车辆C正常汇入；如果冲突，则执行大型车辆判别模型和减速模型：判断是否与匝道车辆C的汇入产生冲突的方法为：1采用下式，预测主线车辆A从进入主线车辆检测区域开始，按进入主线车辆检测区域运行状态的车速vA和加速度aA行驶，当达到时间tP1时，其行驶的路径长度SA′；预测主线车辆B从进入主线车辆检测区域开始，按进入主线车辆检测区域运行状态的车速vB和加速度aB行驶，当达到时间tP1时，其行驶的路径长度SB′； 2如果满足规则1或规则2，则汇入不冲突，匝道车辆C正常汇入；规则1：且SA'-SB'＞[vB+aBtP1-tB]Δtw规则2：SA'-S1-S2-ΔLA-[vA+aAtP1-tA]Δtw-ΔL≤0其中：S1：主线合流端P2与匝道车辆汇入点P1的距离；S2：主线合流端P2与主线道路智能感知装置的距离；ΔL：车辆之间行驶的紧急安全制动间距；ΔLA：主线车辆A检测时距离主线道路智能感知装置的距离；ΔLB：主线车辆B检测时距离主线道路智能感知装置的距离；Δtw：匝道车辆C汇入并运行时间；如果满足规则3或规则4，规则3代表当达到时间tP1时，主线车辆A和主线车辆B均位于匝道车辆汇入点P1的右侧；规则4代表当达到时间tP1时，主线车辆A位于匝道车辆汇入点P1的右侧，主线车辆B位于匝道车辆汇入点P1的左侧，并且，主线车辆A和主线车辆B的车间距过小；则匝道车辆C不可以正常汇入；规则3：规则4：且SA'-SB'≤[vB+aBtP1-tB]Δtw此时，通过大型车辆判别模型判别主线车辆B是否为大型车辆，如果是，则需使匝道车辆C避让主线车辆B；如果不是，则执行减速模型；所述大型车辆判别模型，用于判别当汇入模型得到匝道车辆无法安全汇入主线道路时，判别主线车辆是否为大型车辆，如果是大型车辆，则主线的大型车辆不适宜进行减速，优先使主线的大型车辆通行，使匝道车辆等待汇入；如果不是大型车辆，则进一步执行所述减速模型；所述减速模型，用于当汇入模型得到匝道车辆无法安全汇入主线道路，并且，主线车辆为小型车辆时，使主线车辆从进入主线车辆检测区域开始减速至一定限值时，判断匝道车辆是否可以安全汇入；所述匝道拥堵判别模型，用于判别匝道等待汇入车辆数量是否超过极限数量，如果是，则代表匝道即将进入拥堵等待时段；所述终端预警模块，用于根据所述规划决策模块的结果，对主线车辆和匝道车辆进行预警诱导控制，引导主线车辆和匝道车辆安全通行。

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