利索能及
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专利号: 2020105164906
申请人: 淮阴工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种智能车路协同环境下实时可变车道动态分配方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤(1):在智能车路协同环境下采集各种基础交通数据,将得到的数据发送到数据处理中心,判断是否满足可变车道开启条件;

步骤(2):构建路段车道分配模型,将确定的车道组合输入路段车道分配模型,根据实时交通量计算出不同车道组合的车均延误,选择延误最小的车道组合作为最优车道组合方案;

所述路段车道分配模型采用BPR函数构建,假设上行车道方向为r,下行车道方向为r';

每一条车道的通行能力为c,路段双向各n条车道,则单向路段通行能力为nc;将i作为可转换方向车道数,当出现上下行车道调整时,上下行的车道通行能力将增加或减少±ic;

步骤(3):为避免频繁换道引发安全事故,设置延误优化差值、间隔时间、车道数目约束条件进行安全控制;

所述约束条件包括:

(3.1)延误优化差值ΔM;

P(ik)‑P(ik+1)>ΔM                         (6)式中:P(ik)——表示重交通流方向在k阶段实行的车道方案中车辆的平均延误,单位是s;

P(ik+1)——表示重交通流方向在k+1阶段实行的车道方案中车辆的平均延误,单位是s;

(3.2)时间间隔约束;

T>Tmin                            (7)式中:T——当前车道组合方案持续时间,单位是min;

Tmin——车道组合方案切换的最小时间间隔,单位是min;

(3.3)车道数目约束;

‑n<i<n                           (8)式中:i——可转换方向车道数;

n——单向车道数;

步骤(4):将最优车道组合方案通过可变信息板或车内导航传达给驾驶员,提前进行变道引流;

步骤(5):基于HCM2000建立交叉口可变车道动态分配方法,以延误最小构建目标函数,设置饱和度、最小绿灯时间、信号周期时长进行约束控制;

步骤(5)中构建的目标函数如下:式中:nij——i进口道上j车流所对应的车道数;

qij——i进口道上j车道组的实际到达交通量(pcu/h);

dij——i进口道上j车道组的车均延误(s);

步骤(5)中约束条件如下:

(5.1)饱和度约束;

式中:xij——i进口道上j车道组的饱和度;

qij——i进口道上j车道组的实际到达交通量(pcu/h);

CAPij——i进口道上j车道组的通行能力(pcu/h);

Sij——i进口道上j车道组的饱和流率(pcu/h);

λij——i进口道上j车道组所属信号相位的绿信比;

(5.2)最小绿灯时间约束;

Gmink≤gk                               (11)式中:k={1,2,3,4}——分别表示四种不同的相位;

Gmink——信号相位k的最小绿灯时间取值,取10s;

gk——信号相位k的有效绿灯时间;

(5.3)信号周期时长约束;

式中:gk——信号相位k的有效绿灯时间;

C——信号周期长度,取120s;

L——一个信号周期内的总损失时间;

(5.4)车道数量约束;

式中:nij——i进口道上j车流所对应的车道数;

Ni——i进口道的总车道数;

步骤(6):在MATLAB环境下分析单方向车流改变和直行左转流量均改变的延误状况;

步骤(7):根据步骤(6)所得结果为实时导向流量状况下选择最优车道组合提供依据。