一种非侵入式导向运输车辆路权优先运行控制及仿真方法

本发明提供了一种非侵入式导向运输车辆路权优先运行控制及仿真方法,所述方法包括:S1:面向路段、进口道和交叉口区域分别建立无侵入式路权优先运行控制模式;S2:制定智能道钉系统的开放态与封闭态切换规则,建立与所述路权优先运行控制模式相协同的智能道钉控制模式;S3:根据所述路权优先运行控制模式和智能道钉控制模式,形成一种包含导向运输车辆与社会车辆的混合交通流微观仿真方法;S4:根据所述混合交通流微观仿真方法,计算路权优先运行控制模式参数集的效益值,确定最优的模式参数集。本发明克服了传统路权优先控制技术对专用道路空间的依赖,可为混行交通条件下的导向运输车辆提供优先通行权,解决了运营推广中的关键技术瓶颈。

专利类型: 发明专利
申请(专利)号: CN202011637009.5
申请日期: 2020年12月31日
公开(公告)日: 2021年5月18日
公开(公告)号: CN112820126A
主分类号: G08G1/087,G,G08,G08G,G08G1
分类号: G08G1/087,G08G1/08,G08G1/083,G08G1/065,G06F30/20,G,G08,G06,G08G,G06F,G08G1,G06F30,G08G1/087,G08G1/08,G08G1/083,G08G1/065,G06F30/20
申请(专利权)人: 北京交通大学
发明(设计)人: 姚恩建,郇宁,沈昊,高巍
主申请人地址: 100044 北京市海淀区西直门外上园村3号
专利代理机构: 北京市商泰律师事务所
代理人: 邹芳德
国别省市代码: 北京;11
主权项: 1.一种非侵入式导向运输车辆路权优先运行控制及仿真方法,包括: S1:面向路段区域、进口道区域、交叉口区域分别构建无侵入式路权优先运行控制模式,以保证导向运输车辆在混合交通流中的优先通行权,所述路权优先运行控制模式由与之协同的智能道钉系统配合实施; S2:根据所述路权优先运行控制模式,建立与之协同的智能道钉控制模式,所述智能道钉与所在车道相应位置的线圈传感器相连通,所述智能道钉间采用与交通流方向一致的联控规则,所述智能道钉控制模式包括“开放态-封闭态”切换规则和“封闭态-开放态”切换规则; S3:根据所述路权优先运行控制模式和智能道钉控制模式,形成一种包含导向运输车辆与社会车辆的混合交通流微观仿真方法,所述混合交通流微观仿真方法包括交通环境仿真模块、车辆跟驰行为仿真模块和车辆换道行为仿真模块; S4:根据所述混合交通流微观仿真方法,计算路权优先运行控制模式参数集的效用值,确定最优的路权优先控制模式参数集。 2.根据权利要求1所述的一种非侵入式导向运输车辆路权优先运行控制及仿真方法,其特征在于,步骤S1中,具体为: S11:面向路段区域所构建的无侵入式路权优先运行控制模式具体为:在路段区域内,当导向运输车辆前方的社会车辆因减速行驶等原因接近前端无侵入区间时,智能道钉系统将指示社会车辆以加速行驶或驶离当前车道的方式,避免对导向运输车辆的标准长度前端无侵入区间的占用;当导向运输车辆侧方的社会车辆因加速行驶等原因主动进入前端无侵入区间时,智能道钉系统将指示社会车辆禁止通过换道行为占用导向运输车辆的标准长度前端无侵入区间;当导向运输车辆后方的社会车辆因加速行驶等原因接近后端无侵入区间时,智能道钉系统将指示社会车辆以减速行驶或驶离当前车道的方式,避免对导向运输车辆的标准长度后端无侵入区间的占用; S12:面向进口道区域所构建的无侵入式路权优先运行控制模式具体为:在进口道区域内,当导向运输车辆前方的社会车辆因交叉口信号控制发生排队等待时,导向运输车辆可在减速制动工况下接近前方的社会车辆,将前端无侵入区间由标准长度压缩至停车安全距离;当导向运输车辆在交叉口未发生排队等待时,维持标准长度前端无侵入区间; S13:面向交叉口区域所构建的无侵入式路权优先运行控制模式具体为:在交叉口区域内,当导向运输车辆因交叉口信号控制发生排队等待时,在目标相位切换为绿灯状态后,当前端无侵入区间长度由停车安全距离恢复至转向安全距离时重新进入加速工况;当导向运输车辆在交叉口未发生排队等待时,在通过交叉口停车线后,将前端无侵入区间由标准长度压缩至转向安全距离。 3.根据权利要求1所述的一种非侵入式导向运输车辆路权优先运行控制及仿真方法,其特征在于,步骤S2中,具体为: S21:“开放态-封闭态”切换规则具体为:当智能道钉所连通的线圈传感器检测到导向运输车辆车头时,接收并解析导向运输车辆发送的状态参数信息,利用车辆编组数目计算导向运输车辆车身长度,对联控上游导向运输车辆车身长度范围内的智能道钉发送封闭态指令,对联控下游导向运输车辆前端无侵入区间标准长度范围内的智能道钉发送封闭态指令,所述状态参数信息包括导向运输车辆ID、前端与后端无侵入区间的标准长度、停车安全距离、转向安全距离、车辆编组数目、瞬时速度、瞬时加速度、计划停靠站点与时间序列; S22:“封闭态-开放态”切换规则具体为:当智能道钉所连通的线圈传感器检测到导向运输车辆车尾时,对联控上游包含该导向运输车辆ID记录的全体智能道钉发送开放态指令。 4.根据权利要求1所述的一种非侵入式导向运输车辆路权优先运行控制及仿真方法,其特征在于,步骤S3中,具体为: S31:所述交通环境仿真模块的功能为建立包含车辆信息、道路信息和交叉口信息的一体化交通环境;所述车辆信息包括导向运输车辆信息和社会车辆信息,所述导向运输车辆信息包括导向运输车辆ID、前端与后端无侵入区间的标准长度、停车安全距离、转向安全距离、车辆编组数目、瞬时速度时间序列、瞬时加速度时间序列、计划停靠站点与时间序列、所处车道ID时间序列、所处车道位置坐标时间序列(含前端无侵入区间前部、后端无侵入区间尾部、车头和车尾),所述社会车辆信息包括社会车辆ID、瞬时速度时间序列、瞬时加速度时间序列、所处车道ID时间序列、所处车道位置坐标时间序列(含车头与车尾);所述道路信息包括车道ID、车道位置坐标与承载状态时间序列、智能道钉ID、智能道钉状态时间序列;所述交叉口信息包括信号相位ID、信号相位起始时间序列、信号相位结束时间序列; S32:所述车辆跟驰行为仿真模块包括导向运输车辆的跟驰规则和社会车辆的跟驰规则,所述导向运输车辆的跟驰规则包括自动加速行为决策、自动减速行为决策和车辆位置更新;所述社会车辆的跟驰规则包括确定车速随机慢化概率、驾驶员加速行为决策、驾驶员减速行为决策、车速随机修正和车辆位置更新; S33:所述车辆换道行为仿真模块包括社会车辆的换道动机判定、安全条件判定、换入车道确定和车辆位置更新。 5.根据权利要求1所述的一种非侵入式导向运输车辆路权优先运行控制及仿真方法,其特征在于,步骤S4中,具体为: S41:生成路权优先控制模式参数集,所述路权优先控制模式参数集包括导向运输车辆前端与后端无侵入区间的标准长度、停车安全距离、转向安全距离以及车辆编组数目; S42:根据混合交通流微观仿真方法,计算所述路权优先控制模式参数集的效用值,所述效用值为包含人均延误成本和人均能耗成本的广义效用值; S43:利用启发式算法迭代求解不同路权优先运行控制模式参数集的广义效用值,确定最优的路权优先控制模式参数集。
法律状态: 公开