一种面向智能网联环境下的交叉路口及其交通控制方法

本发明涉及智能车路协同领域，具体涉及一种面向智能网联环境下的交叉路口及其交通控制方法。

背景技术：

1、随着汽车保有量的提升，带来的交通拥堵问题日益严重。交通拥堵多发生在交叉口等路权争夺区域，两条道路的车辆都需要使用交叉口区域，目前已有的做法就是采用红绿灯来交替两条道路的交叉口使用权。随着智能网联汽车技术的发展，针对无信号灯的交叉口可以基于多车通信，实现多车协同经过交叉口，这较大的提升了交叉口的通行效率，但是，由于没有信号灯，行人过路口存在较大问题，可行的解决方案是建设天桥或地下通道，但由此增加建设费用。现有技术目前尚无在智能网联环境下不仅可以有效提高智能车交叉口通行效率，而且可以减少行人过街等待时间，同时还不用花费较多建设改造费用的方案。然而，随着智能网联汽车的发展，未来全部车辆标配智能网联系统后，为进一步提高交叉口通行效率，改造交叉口以进一步发挥智能网联汽车优势将势在必行。因此，一个适应智能网联场景下的新型交叉口及其控制方法的提出尤为重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种面向智能网联环境下的交叉路口及其交通控制方法，其可在智能网联环境下有效提升交叉口的智能网联车辆和行人过街的通行效率，同时对目前交叉口的改造建设成本较低。

2、在本发明的一个方面，本发明提出了一种面向智能网联环境下的交叉路口。根据本发明的实施例，所述交叉路口包括多车协同行驶区、四个方向的道路和中央控制设备，四个方向的道路分别标识为n、e、s、w，所述四个方向的道路以90度夹角且旋转对称的方式位于多车协同行驶区四周，其特征在于，还包括：

3、交叉口停止线和排队等待区截止线，所述交叉口停止线位于多车协同行驶区与入口道的道路的分界线处，所述排队等待区截止线位于多车协同行驶区与出口道的道路的分界线处；

4、斑马线，所述斑马线分别位于四个方向的每个道路内，所述斑马线靠近多车协同行驶区的一侧设有斑马线前停止线，所述斑马线远离多车协同行驶区的一侧设有斑马线后停止线，所述道路中央设有中央禁止变道双黄线，所述斑马线前停止线、交叉口停止线、道路边界和中央禁止变道双黄线围成入口道调速区，所述斑马线前停止线、排队等待区截止线、中央禁止变道双黄线和出口道的道路边界围成出口道排队等待区；

5、交叉口控制起始线，所述交叉口控制起始线位于斑马线后停止线远离多车协同行驶区的一侧，所述斑马线后停止线、交叉口控制起始线、中央禁止变道双黄线和入口道的道路边界围成入口道等待区，所述斑马线后停止线、交叉口控制起始线、中央禁止变道双黄线和出口道的道路边界围成出口道驶离区；

6、过街请求按钮和红绿灯装置，所述过街请求按钮和红绿灯装置均位于道路边界线外侧且靠近斑马线；

7、所述中央控制设备包括通信终端模块，当车辆经过交叉口控制起始线驶入交叉口时，智能网联车辆的车载通信终端模块发送接管请求，中央控制设备的通信终端模块接受请求接管车辆的控制，当车辆经过交叉口控制起始线驶出交叉口时，智能网联车辆的车载通信终端模块发送终止接管请求，中央控制设备通过通信终端模块停止车辆的接管控制，期间数据传递通过5g信号进行传输，所述车辆均搭载定位系统。

8、另外，根据本发明上述实施例的一种面向智能网联环境下的交叉路口，还可以具有如下附加的技术特征：

9、在本发明的一些实施例中，所述斑马线前停止线和交叉口停止线的间距是20-30m，所述斑马线前停止线和排队等待区截止线的间距与所述斑马线前停止线和交叉口停止线的间距相同。

10、在本发明的一些实施例中，所述斑马线的宽度为2-2.5m，所述斑马线与斑马线前停止线和斑马线后停止线的距离均为0.2-0.3m。

11、在本发明的一些实施例中，所述交叉口控制起始线和交叉口停止线的间距为80-120m。

12、在本发明的一些实施例中，所述入口道调速区和入口道等待区均绘制有地面指示标记，且同一道路上绘制的地面指示标记一致。

13、在本发明的一些实施例中，所述过街请求按钮和红绿灯装置在道路左右两侧均设置有一个。

14、在本发明的另一方面，本发明提出了一种面向智能网联环境下的交叉路口的控制方法。根据本发明的实施例，所述方法包括以下步骤：

15、s100、系统开机后初始化默认进入无信号交叉口多车协同控制模式，之后中央控制设备检测内部程序中的过街请求队列指针所指向位置是否为过街请求队列的最后一个位置，如果过街请求队列指针所指向位置为过街请求队列的最后一个位置，则继续无信号交叉口多车协同控制模式，来自四个方向道路的智能网联汽车，都可以驶入多车协同行驶区，当过街请求队列指针所指向位置不是过街请求队列的最后一个位置，则转入步骤s200，其中，所述系统包括中央控制设备、过街请求按钮、红绿灯装置；

16、s200、过街请求队列指针所指向位置向后移动一位，然后中央控制设备读取过街请求队列指针所指向位置的请求，并确定其所代表的n、s、e、w中哪一个方向的道路；

17、s300、计算未来t时间内需要经过在s200步骤中所确定方向的道路的斑马线的车辆数量，获取未来t时间内需要经过该方向道路斑马线的车辆数量k；

18、s400、采用根据车辆数量k的分段控制方法确定等待切换绿灯的时间t1；

19、s500、将等待时间t1下发到对应方向道路的红绿灯，相应的红绿灯在等待t1时间后切换为绿灯并持续t2时间再切换为红灯，t2与步骤s300中的t相等，切换为红灯后将该方向的过街请求从过街请求队列中删除，删除后，该方向若再次有行人按下过街请求按钮，则新的过街请求才会加入过街请求队列的末尾；

20、s600、根据所述系统是否关闭进行选择，如果系统没有关闭，侧返回步骤s100中，再次判断过街请求队列指针所指向的位置是否为过街需求队列的最后一位，若系统关闭则结束运行。

21、另外，根据本发明上述实施例的一种面向智能网联环境下的交叉路口的控制方法，还可以具有如下附加的技术特征：

22、在本发明的一些实施例中，所述步骤s100中，过街请求队列中最多存储四个数值，四个数值分别对应四个方向的过街请求，同一方向的过街请求不会在队列中出现两次。

23、在本发明的一些实施例中，所述步骤s200中，t为考虑一定余量的行人过街请求时间，t的计算公式如下：

24、t＝a×w/v

25、其中，w为道路宽度，m；v为正常人过街速度，m/s；a为安全余量系数，a取1.2-1.3。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

27、1)本发明所述的一种面向智能网联环境下的交叉路口及其交通控制方法将斑马线向后移动，产生出口道排队等待区和入口道调速区，适配智能网联环境，即使有行人要过马路，通过智能网联环境下的多车协同控制方法，也可以让车辆先驶入有行人过马路的方向的道路，待行人通过后可同时起步加速，而已有的交叉口在行人通过后，车辆才能继续驶入交叉口。由此可见，本发明的交叉口在智能网联环境下可以有效提高车辆在交叉口的通行效率。

28、2)本发明所述的一种面向智能网联环境下的交叉路口及其交通控制方法中交叉口中央没有红绿灯，在不同方向道路设置触摸式红绿灯，当行人提出过街请求时，会根据智能网联技术计算未来一定时间该方向的车辆经过数量，进而确定行人等待时间，基于智能网联技术和触摸式红绿灯的结合可以有效减少行人不必要的等待时间。

29、3)本发明所述的一种面向智能网联环境下的交叉路口及其交通控制方法中不用增加天桥或地下通道，即可实现在智能网联场景下近似无信号交叉口的车辆通行效率，同时还能保证行人的过街请求。相比在智能网联环境下既要拥有无信号交叉口的通行效率又要有保证行人过街请求而建设天桥或地下通道，本发明所述方案可以较大的减少交叉口改造建设成本。