欢迎光临江苏科创车联网产业研究院!
咨询热线 +86-18951788399
免费咨询热线

18951788399

《公路交通科技》文章:面向智能网联环境的三级交通诱导控制系统

来源: 时间:2021-02-19 10:01:38 次数:

中文核心期刊《公路交通科技》(应用技术版)于2020第07期发表江苏省生产力促进中心、东南大学交通学院、江苏科创车联网产业研究院有限公司共同研究的论文《面向智能网联环境的三级交通诱导控制系统》。

据了解,该论文研究内容已经取得相应发明专利证书下图1:

图1 发明专利《一种道路交通网络中的车辆三级诱导控制方法及系统》

论文摘要部分介绍:智能网联技术作为物联网的重要分支,依赖于信息化和工业化的深度融合,对道路交通行业的发展具有重要意义。借助智能网联技术,交通决策者可以获得高精度、低延迟的交通运行状态数据,从而实现即时、智能的交通诱导控制。在此背景下,本文提出了一种面向智能网联的三级交通诱导控制系统。该系统以智能网联技术为基础搭建诱导与控制系统,通过对流量分布信息动态标志牌、可变车道动态显示标志牌以及适应可变车道的交通信号机进行协同控制,实现动态智能的交通诱导控制方法。

交通诱导技术作为智能交通的重要组成部分,旨在根据当前路网的交通流量状况等信息对路网中运行的车辆的出行路径进行优化,为路网中的车辆提供最佳的行驶路线,从而均衡道路上的交通量,缩短车辆的行驶时间或距离。日本、美国、欧洲从1970年左右开始对相关智能交通技术进行研究,积累了丰富的技术和经验。我国相比于国外起步较晚,但随着近年来的发展,交通诱导技术相关研究成果如论文、专利及产品的数量稳步上升。传统的交通诱导方法多依赖于安装于道路上的检测器实现交通运行状态数据的采集,但受到检测器技术本身的限制,数据的采集存在局限性,如车辆间的相互遮挡,天气对光学传感器的影响,数据的准确性和全面性还有所欠缺。为了顺应当前智能网联技术高速发展的潮流,提高交通诱导控制的智能化程度,实现其与智能网联环境的无缝对接,该论文提出了一种面向智能网联环境的三级交通诱导方法。

论文的研究以V2I通信技术为基础,构建三级交通诱导控制结构。在V2I技术所主导的通信模式中,车辆与路边单元(road side unit,RSU)进行数据交换,如诱导标志牌,交通信号灯等。基于这种模式,交通控制中心对路段的相关信息,如流量、道路状况和事故信息进行收集,并做出相应的调整。

以V2I技术为通信手段所搭建的三级交通诱导控制结构如下图2所示。图中黑色箭头代表数据的交换。

图2 三级交通诱导控制结构示意图

该交通诱导控制结构包含三个部分,按照车辆的接触顺序先后,分别是路段通行状况标志,可变车道功能标志和交通信号灯。车辆可与三者分别进行通信,进而上传有关自身运行状态的信息。该三者分别对应交通诱导控制系统中的路段通行状况提示诱导,可变导向车道控制以及交通信号配时控制。

以下分别对三种控制的机理进行详述

1.路段通行状况提示诱导

路段通行状况提示诱导基于路段通行状况标志牌实现,后者作为车辆最先接触的一级交通诱导控制结构,其作用在于,通过为车辆提供前方交叉口所联结的路段的运行状况信息,促使驾驶员做出更加合理的选择。路段通行状况标志牌的具体构造如下图3所示。

图3 示范应用中的路段通行状况标志牌

路段通行状况标志牌接收行驶来自当前交叉口所联结路段上的车辆的数据,处理、分析并显示当前路段车辆所可能驶向路段的运行状态信息,并用不同的颜色进行标识,绿色、黄色和红色分别对应通畅、繁忙和拥堵三种状态。三个箭头则分别对应三处不同的路段,分别是车辆直行、左转和右转通过交叉口后的路段。位于箭头尖端的文字对应各自路段的名字,位于中下部的文字则注明了当前路段的名字。

2.可变导向车道控制

进行可变导向车道控制,是为了改善交叉口进口道的不均衡性来提高交叉口的整体通行效率[5]。可变导向车道功能标志的设置示意图如下图4所示。

图4 可变导向车道功能标志设置示意图

3.交通信号配时控制

为了保证可变导向车道控制的可靠性,车道功能的切换应该与交通信号配时优化同步进行。本文所提出的交通信号配时控制主要包含两个部分,分别是车道功能切换后的放行方案选取与信号配时方案优化。

通过详尽的数据运算模型及仿真实验验证,研究认为:作为智能交通系统的一部分,交通诱导控制融合了传感器技术、通信技术以及互联网技术,可以即时获得交通系统的运行状态信息,大幅度地提高交通流诱导信息水平,更好地配置道路的时间与空间资源。本文所提出的面向智能网联的三级交通诱导控制系统,以多级结构为基础,通过向驾驶员发布路段运行信息,收集交通流数据,进行可变车道功能切换与信号配时优化,实现了智能化、精细化和自动化的交通诱导控制,可以显著地提升交通资源的利用率,提高交通系统的运行效率。