[发明专利]基于车路协同的城市信号交叉口最优车速引导算法及系统

权利要求书

1.一种城市信号交叉口最优车速引导算法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)若目标车辆满足以最高道路限速行驶可在绿灯结束前到达停止线，并且前方排队车辆能在本周期绿灯结束前消散完毕，则认为目标车辆可在本信号周期内通过交叉口，进入步骤(2)，否则引导目标车辆减速停车并等待下一周期通过交叉口，结束；

(2)若目标车辆满足以道路最高限速行驶至停止线所需时间少于前方排队车辆排队消散时间，则认为目标车辆能够与前方排队车辆以车队形式通过交叉口，若是则引导目标车辆在前方排队车辆消散完毕时到达停止线，否则引导目标车辆尽快通过；

若满足t_x+t_m≤T，则认为目标车辆以最高道路限速行驶可在绿灯结束前到达停止线；若满足t_q+h_s≤T_g，则认为目标车辆前方排队车辆能在本周期绿灯结束前消散完毕；其中，T为一个信号周期时长，t_x为当前时刻距本周期开始的时长，t_m为车辆以道路最高限速通过交叉口所需时间，T_g为一个周期内绿灯相位时长，h_s为饱和车头时距，t_q为前方排队车辆消散时间；

对于直行车辆，a₁为目标车辆在路段加速时的加速度；v_m为道路最高限速；v₀为目标车辆当前速度；L为目标车辆当前位置距离停止线距离；

L_q为排队长度，a_ms为车辆启动加速度，t_t为启动损失时间；

对于左转或右转车辆，考虑车速较慢且靠近停止线前有减速过程，对t_m和t_q修正后为：

其中，v_left为左转车速；v_right为右转车速，a₂为目标车辆在路段减速的加速度。

2.根据权利要求1所述的一种城市信号交叉口最优车速引导算法，其特征在于：

若满足t_m≤T_r+t_q+h_s-t_x，则认为目标车辆能够与前方排队车辆以车队形式通过交叉口；T_r为一个周期内红灯相位时长。

3.根据权利要求1所述的一种城市信号交叉口最优车速引导算法，其特征在于：

所述引导目标车辆在前方排队车辆消散完毕时到达停止线的引导方式为：所述引导目标车辆尽快通过的引导方式为：其中，v_g为引导车速，v₀为目标车辆当前速度，L为目标车辆当前位置距离停止线距离，T_r为一个周期内红灯相位时长，t_q为前方排队车辆消散时间，h_s为饱和车头时距，t_r为驾驶员反应时间。

4.根据权利要求1所述的一种城市信号交叉口最优车速引导算法，其特征在于：

所述引导目标车辆减速停车为从当前时刻开始引导车辆以经济车速行驶，引导车速的计算方式：

其中，a_com为车辆减速过程中的适宜加速度，v₀为目标车辆当前速度，t_r为驾驶员反应时间；a_slip为车辆的滑行加速度；t₁为目标车辆滑行的时间，L为目标车辆当前位置距离停止线距离，L_q为排队长度。