申请/专利权人：合肥工业大学

申请日：2023-04-26

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN116469263B

主分类号：G08G1/09

分类号：G08G1/09;G08G1/01;G06F17/18

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2023.08.08#实质审查的生效;2023.07.21#公开

摘要：本发明公开了一种网联环境下考虑公交车停靠的交通流控制方法，包括：1、确定公交站点影响区域范围；2、划分公交站点影响区域子区；3、采集t时刻各个影响子区的车辆位置、速度等信息；4、比较公交站站点不同影响子区的换道压力；5、根据换道压力差值，预测影响各影响子区的换道车辆数；6、选取最佳可行换道车辆完成换道。本发明能通过网联环境下车辆信息交互，动态调整公交站点影响区域内的车辆密度分布，使交通流在空间上分布更加均衡，节省车辆行驶时间，并能提高交通流运行效率。

主权项：1.一种网联环境下考虑公交车停靠的交通流控制方法，其特征在于，是应用于单向两条车道的道路上，且在第一条车道上设有公交站点，并包括以下步骤；步骤1、公交车在第一条车道上行驶时，将公交车向公交站点停靠过程中，车速低于车流速度时，上游车辆在公交车影响下所行驶的距离、以及公交车驶离公交站点过程中，公交车的车速加速到车流速度时，公交车所行驶的距离之和作为公交站点的影响区域的长度L；步骤2、利用式1计算公交站点的影响区域的长度L；L＝Lup+Ldown1式1中，Lup表示公交车从减速停靠到公交站点到恢复匀速行驶过程中对上游车辆行驶的影响距离，即公交车的后效性影响距离，并由式2得到；Ldown表示公交车从公交站点停靠到匀速行驶过程中的距离，即公交车的下游影响距离，并由式5得到； 式2中，vf表示单向两条车道的道路上的自由流速度，vs表示公交车的启动速度；η1表示公交车未发生减速时的道路车流的标准化密度，并由式3得到；td表示公交车的预测停靠时间，并由式4得到； td＝α1td-1+α2td-2+···+αptd-p+εd+β1εd-1+···+βqεd-q4式3中，k1表示公交车未发生减速时的道路车流的交通密度，ke表示单向两条车道的道路上发生拥堵时的交通密度；式4中，α1,α2,···αp是p个回归系数，β1,···,βq是q个滑动系数；td-1,td-2,···,td-p是公交车辆的p个历史停靠时间，εd,εd-1,···,εd-q是q个白噪声序列； 式5中，vb表示公交车在公交站点停靠后再恢复匀速行驶过程中的速度，ag表示公交车的加速度；步骤3、以影响区域的长度L和单向两条车道的道路的宽度所构成的矩形区域作为影响区域，以公交站点为影响区域的原点，以公交车的行驶方向为x轴的正方向，将所述原点与上游道路断面之间距离为Lup的x轴横坐标记为将所述原点与下游道路断面之间距离为Ldown的x轴横坐标记为从而将影响区域划分为三个子区；其中，第1子区域是在第一条车道上，以公交车的中心位置为起点，以为终点的矩形区域；第2子区域是在第一条车道上，以公交车中心位置为起点，以为终点的矩形区域；第3子区域是在第二车道上，以为起点，以为终点的矩形区域；步骤4、利用智能网联路侧设施获取t时刻下公交站点影响区域内各个子区的车辆位置、速度、加速度；步骤5、利用式6计算第n子区域在t时刻的换道压力，n＝1,2,3； 式6中，cnt为第n子区域在t时刻的换道压力，Kn,pret为第n子区域在t时刻的密度压力，vn,pret为第n子区域在t时刻的速度压力；λ1、λ2为调节参数，knt表示第n子区域在t时刻的交通密度，km表示单向两条车道的道路上车辆正常行驶时，交通量达到最大时的交通密度；表示第n子区域在t时刻内所有车辆的平均速度；Δt表示时间间隔；步骤6、利用式7计算第r子区域与第r+1子区域在t时刻的换道压力差异值Δcr,r+1t，从而得到所有子区域的换道压力差异值{Δcr,r+1t|r＝1,2}；Δcr,r+1t＝crt-cr+1t7式7中，crt为第r子区域在t时刻的换道压力，cr+1t为第r+1子区域在t时刻的换道压力，r＝1,2；步骤7、从{Δcr,r+1t|r＝1,2}中选取换道压力差异值的绝对值较大的两个子区优先进行换道：判断Δcr,r+1t＞0是否成立，若成立，则执行步骤7.1；否则，执行步骤10；步骤7.1、判断|Δcr,r+1t|＞θ是否成立，若成立，则执行步骤7.2；否则，禁止公交站点的影响区域内的车辆换道，执行步骤13；其中，θ表示换道阈值；步骤7.2、利用式8计算允许第r子区域内的车辆转入第r+1子区域内的车辆数Nr→r+1t； 式8中，Nrt表示t时刻下第r子区域内的车辆数，Lrt表示t时刻下第r子区域的长度；Nr+1t表示t时刻下第r+1子区域的车辆数，Lr+1t表示t时刻下第r+1子区域的长度；步骤8、令t时刻下公交站点的影响区域内第r子区域的第i辆车记为将处于第r+1子区域中，且相对于第r子区域中第i辆车的后一辆车记为将处于第r+1子区域中，且相对于第r子区域中第i辆车的前一辆车记为步骤8.1、判断t时刻下第r子区域中的第i辆车是否满足式9所示的安全换道条件，若满足，则将第i辆车加入到可行换道集合Pr→r+1t中；否则，表示第i辆车不能以安全间距转入第r+1子区域中，第i辆车继续在第r子区域中行驶，从而得到可行换道集合Pr→r+1t； 式9中，xr,it表示的位置横坐标；xr+1,jt表示的位置横坐标；xr+1,j+1t表示的位置横坐标；Lr+1,jt表示与的安全换道间距；Lr+1,j+1t表示与的安全换道间距；vr+1,jt表示的速度，vr+1,j+1t表示的速度；lveh表示车身长度；Δt表示更新的时间间隔；步骤9、判断公交站点的影响区域内第r子区域的可行换道集合Pr→r+1t中的车辆数量是否成立，若成立，则第r子区域内的可行换道集合Pr→r+1t中的所有车辆向第r+1子区域完成换道，并执行步骤13；否则，利用式10计算第r子区域中的车辆与前一辆车之间的距离dr,it，从而得到可行换道集合Pr→r+1t中所有车辆间的距离，并按照车辆间的距离对可行换道集合Pr→r+1t中所有车辆进行升序排列，以选出第r子区域内车辆与前车车头间距最小的前Nr→r+1t辆车完成向第r+1子区域的换道，并执行步骤13；dr,it＝xr,i-1t-xr,it10式10中，xr,i-1t表示第r子区域中车辆的前一辆车的位置横坐标；步骤10、判断|Δcr,r+1t|＞θ是否成立，若成立，则执行步骤10.1；否则，不允许公交站点影响区域内的车辆换道，执行步骤13；步骤10.1、利用式11计算允许第r+1子区域车辆转入第r子区域的车辆数Nr+1→rt； 步骤11、令t时刻下公交站点的影响区域内第r+1子区域的第u辆车记为将处于第r子区域上，且相对于第r+1子区域中第u辆车的后一辆车记为将处于第r子区域上，且相对于第r+1子区域中第u辆车的前一辆车记为步骤11.1、判断t时刻下第r+1子区域中的第u辆车是否满足式12所示的安全换道条件，若满足，则将第u辆车加入到可行换道集合Pr+1→rt中；否则，表示第u辆车不能以安全间距转入第r子区域中，第u辆车继续在第r+1子区域上行驶，从而得到可行换道集合Pr+1→rt； 式12中，xr+1,ut表示的位置横坐标；xr,wt表示的位置横坐标；xr,w+1t表示的位置横坐标；Lr,wt表示与的安全换道间距；Lr,w+1t表示与的安全换道间距；vr,wt表示的速度，vr,w+1t表示的速度；步骤12、判断公交站点影响区域内第r+1子区域可行换道集合Pr+1→rt中的车辆数量是否成立，若成立，则第r+1子区域内可行换道集合Pr+1→rt中的所有车辆完成向第r子区域的换道；否则，利用式13计算第r+1子区域中的车辆与前一辆车之间的距离dr+1,ut，从而得到可行换道集合Pr+1→rt中所有车辆间的距离，并按照车辆间的距离对可行换道集合Pr+1→rt中所有车辆进行升序排列，以选出第r+1子区域内车辆与前车车头间距最小的前Nr+1→rt辆车完成向第r子区域的换道；dr+1,ut＝xr+1,u-1t-xr+1,ut13式13中，xr+1,u-1t表示第r+1子区域内的前一辆车的位置横坐标；步骤13、判断是否成立，若成立，将t+Δt赋值给t，并返回步骤4；否则，结束控制流程，其中，xbust表示公交车在t时刻下的位置横坐标。

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百度查询： 合肥工业大学 一种网联环境下考虑公交车停靠的交通流控制方法

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