一种生态智慧车速诱导方法及装置转让专利
申请号 : CN202110262065.3
文献号 : CN113034907B
文献日 : 2022-04-26
发明人 : 毛洪钧 , 魏宁 , 孙滨 , 张衍杰 , 李春明
申请人 : 南开大学 , 天津友美环保科技有限公司 , 爱易成技术(天津)有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种生态智慧车速诱导方法,其特征在于,包括:获取预设道路的道路数据;所述道路数据包括所述预设道路内的各车辆的车辆位置、当前车速,以及所述预设道路的交通灯路口位置、交通灯当前状态、交通灯灯时周期、道路最高限速和道路最低限速;
根据所述交通灯当前状态和交通灯灯时周期,确定以当前时刻为起始时刻的交通灯绿灯时长范围;
根据所述交通灯绿灯时长范围、道路最高限速、道路最低限速和各车辆与交通灯路口的距离,确定所述各车辆的疏堵速度诱导区间,并根据所述交通灯当前状态和道路最高限速,确定车辆减排速度诱导激活区;所述各车辆与交通灯路口的距离是根据所述各车辆的车辆位置和交通灯路口位置计算得到的;所述疏堵速度诱导区间指的是目标路口此后所有灯时周期内,车辆驶入目标路口时交通灯为绿灯的速度区间;
针对所述车辆减排速度诱导激活区内的每台待诱导车辆,根据所述当前车速、车辆疏堵速度诱导区间和交通灯当前状态,确定各待诱导车辆的待离散疏堵速度诱导区间;所述待离散疏堵速度诱导区间指的是车辆满足目标路口当前灯时周期内的绿灯灯时周期内或下一个灯时周期内的绿灯灯时周期内可以通过目标路口的前提下,车辆驶入目标路口时交通灯为绿灯的速度区间;
根据所述各待诱导车辆的待离散疏堵速度诱导区间,确定各待诱导车辆的目标速度区间,并构造所述各待诱导车辆的目标速度区间对应的至少两条目标曲线;
针对每台待诱导车辆,根据该待诱导车辆的目标曲线和预设机动车瞬态排放模型,确定油耗最低的目标曲线对应的目标速度区间作为该待诱导车辆的目标诱导区间,并发送给待诱导车辆的显示设备,以进行所述目标诱导区间的展示。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述交通灯当前状态和交通灯灯时周期,确定以当前时刻为起始时刻的交通灯绿灯时长范围,包括:根据所述交通灯当前状态和交通灯灯时周期,通过如下公式计算以当前时刻为起始时刻的交通灯绿灯时长范围:
其中,[Ta,Tb]是以当前时刻为起始时刻的交通灯绿灯时长范围,TrG、TrY、TrR分别是在当前交通灯灯时周期内绿灯、黄灯和红灯的剩余时长,TG、TY、TR分别是绿灯、黄灯和红灯在一个交通灯灯时周期中的时长,n≥0,T是交通灯灯时周期。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述交通灯绿灯时长范围、道路最高限速、道路最低限速和各车辆与交通灯路口的距离,确定所述各车辆的疏堵速度诱导区间,包括:
根据所述车辆位置和交通灯路口位置,确定各车辆与交通灯路口的距离;
根据所述交通灯绿灯时长范围、道路最高限速、道路最低限速和各车辆与交通灯路口的距离,通过如下公式计算所述各车辆的疏堵速度诱导区间:其中,Va,Vb分别表示对应区间的最小速度和最大速度,L表示车辆当前距交通灯路口的距离,Vmin表示道路最小限速,Vmax表示道路最大限速;TrG、TrY、TrR分别是在当前交通灯灯时周期内绿灯、黄灯和红灯的剩余时长,TG、TY、TR分别是绿灯、黄灯和红灯在一个交通灯灯时周期中的时长,n≥0,T是交通灯灯时周期。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述交通灯当前状态和道路最高限速,确定车辆减排速度诱导激活区,包括:根据所述交通灯当前状态和道路最高限速,通过如下公式确定车辆减排速度诱导激活区长度:
根据所述车辆减排速度诱导激活区长度,确定以所述交通灯路口位置为终点的车辆减排速度诱导激活区;TrG、TrY、TrR分别是在当前交通灯灯时周期内绿灯、黄灯和红灯的剩余时长,TG、TR分别是绿灯和红灯在一个交通灯灯时周期中的时长,Vmax表示道路最大限速。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述针对所述车辆减排速度诱导激活区内的待诱导车辆,根据所述当前车速、车辆疏堵速度诱导区间和交通灯当前状态,确定各待诱导车辆的待离散疏堵速度诱导区间,包括:针对所述车辆减排速度诱导激活区内的每台待诱导车辆,判断所述待诱导车辆的当前车速是否处于所述各车辆的疏堵速度诱导区间内;
若该待诱导车辆的当前车速处于所述各车辆的疏堵速度诱导区间内,则该待诱导车辆的待离散疏堵速度诱导区间[Vc,Vd]=[Vi,Vb];其中,Vi是车辆的当前速度;
若该待诱导车辆的当前车速未处于所述各车辆的疏堵速度诱导区间内,且所述交通灯当前状态为绿灯,则该待诱导车辆的待离散疏堵速度诱导区间为 其中, 是非疏堵速度诱导区间向下邻接的车辆疏堵速度诱导区间;
若该待诱导车辆的当前车速未处于所述各车辆的疏堵速度诱导区间内,且所述交通灯当前状态为红灯或黄灯,则该待诱导车辆的待离散疏堵速度诱导区间为其中, 是非疏堵速度诱导区间向上邻接的车辆疏堵速度诱导区间。
6.一种生态智慧车速诱导装置,其特征在于,包括:获取模块,用于获取预设道路的道路数据;所述道路数据包括所述预设道路内的各车辆的车辆位置、当前车速,以及所述预设道路的交通灯路口位置、交通灯当前状态、交通灯灯时周期、道路最高限速和道路最低限速;
第一计算模块,用于根据所述交通灯当前状态和交通灯灯时周期,确定以当前时刻为起始时刻的交通灯绿灯时长范围;
第二计算模块,用于根据所述交通灯绿灯时长范围、道路最高限速、道路最低限速和各车辆与交通灯路口的距离,确定所述各车辆的疏堵速度诱导区间,并根据所述交通灯当前状态和道路最高限速,确定车辆减排速度诱导激活区;所述各车辆与交通灯路口的距离是根据所述各车辆的车辆位置和交通灯路口位置计算得到的;所述疏堵速度诱导区间指的是目标路口此后所有灯时周期内,车辆驶入目标路口时交通灯为绿灯的速度区间;
第三计算模块,用于针对所述车辆减排速度诱导激活区内的每台待诱导车辆,根据所述当前车速、车辆疏堵速度诱导区间和交通灯当前状态,确定各待诱导车辆的待离散疏堵速度诱导区间;所述待离散疏堵速度诱导区间指的是车辆满足目标路口当前灯时周期内的绿灯灯时周期内或下一个灯时周期内的绿灯灯时周期内可以通过目标路口的前提下,车辆驶入目标路口时交通灯为绿灯的速度区间;
曲线模块,用于根据所述各待诱导车辆的待离散疏堵速度诱导区间,确定各待诱导车辆的目标速度区间,并构造所述各待诱导车辆的目标速度区间对应的至少两条目标曲线;
诱导模块,用于针对每台待诱导车辆,根据该待诱导车辆的目标曲线和预设机动车瞬态排放模型,确定油耗最低的目标曲线对应的目标速度区间作为该待诱导车辆的目标诱导区间,并发送给待诱导车辆的显示设备,以进行所述目标诱导区间的展示。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述第二计算模块,包括:距离单元,用于根据所述车辆位置和交通灯路口位置,确定各车辆与交通灯路口的距离;
计算单元,用于根据所述交通灯绿灯时长范围、道路最高限速、道路最低限速和各车辆与交通灯路口的距离,通过如下公式计算所述各车辆的疏堵速度诱导区间:其中,Va,Vb分别表示对应区间的最小速度和最大速度,L表示车辆当前距交通灯路口的距离,Vmin表示道路最小限速,Vmax表示道路最大限速;TrG、TrY、TrR分别是在当前交通灯灯时周期内绿灯、黄灯和红灯的剩余时长,TG、TY、TR分别是绿灯、黄灯和红灯在一个交通灯灯时周期中的时长,n≥0,T是交通灯灯时周期。
8.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述第三计算模块,包括:判断单元,用于针对所述车辆减排速度诱导激活区内的每台待诱导车辆,判断所述待诱导车辆的当前车速是否处于所述各车辆的疏堵速度诱导区间内;
第一确定单元,用于若该待诱导车辆的当前车速处于所述各车辆的疏堵速度诱导区间内,则该待诱导车辆的待离散疏堵速度诱导区间[Vc,Vd]=[Vi,Vb];其中,Vi是车辆的当前速度;
第二确定单元,用于若该待诱导车辆的当前车速未处于所述各车辆的疏堵速度诱导区间内,且所述交通灯当前状态为绿灯,则该待诱导车辆的待离散疏堵速度诱导区间为其中, 是非疏堵速度诱导区间向下邻接的车辆疏堵速度诱导区间;
第三确定单元,用于若该待诱导车辆的当前车速未处于所述各车辆的疏堵速度诱导区间内,且所述交通灯当前状态为红灯或黄灯,则该待诱导车辆的待离散疏堵速度诱导区间为 其中, 是非疏堵速度诱导区间向上邻接的车辆疏堵速度诱导区间。
9.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1‑5中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1‑5中任一项所述的方法的步骤。
说明书 :
一种生态智慧车速诱导方法及装置
技术领域
背景技术
为城市大气污染的主要来源,对经济社会发展和人群健康都造成了不良影响。如何缓解交
通拥堵、减少机动车污染排放、提高城市空气质量、切实保障市民生命健康,已成为我国城
市可持续发展过程中亟需解决的问题。
调整,无法到达很好的效果;同时,对于当下最为前沿的智慧交通车速诱导系统而言,也只
是从单一维度(避免路口停车)进行优化,并没有将节能减排作为进一步的择优条件,因而
难以实现生态效益、经济效益的最大化。
发明内容
路最高限速和道路最低限速;
高限速,确定车辆减排速度诱导激活区;所述各车辆与交通灯路口的距离是根据所述各车
辆的车辆位置和交通灯路口位置计算得到的;
发送给待诱导车辆的显示设备,以进行所述目标诱导区间的展示。
在一个交通灯灯时周期中的时长,n≥0,T是交通灯灯时周期。
堵速度诱导区间,包括:
其中, 是非疏堵速度诱导区间向下邻接的车辆疏堵速度诱导区间;
其中, 是非疏堵速度诱导区间向上邻接
的车辆疏堵速度诱导区间。
通灯灯时周期、道路最高限速和道路最低限速;
当前状态和道路最高限速,确定车辆减排速度诱导激活区;所述各车辆与交通灯路口的距
离是根据所述各车辆的车辆位置和交通灯路口位置计算得到的;
疏堵速度诱导区间;
线;
诱导区间,并发送给待诱导车辆的显示设备,以进行所述目标诱导区间的展示。
前速度;
其中, 是非疏堵速度诱导区间向下邻接的车辆疏堵速度诱
导区间;
区间为 其中, 是非疏堵速度诱导区间向
上邻接的车辆疏堵速度诱导区间。
现上述第一方面中任一项所述的方法的步骤。
述的方法的步骤。
速度诱导区间并根据交通灯当前状态和道路最高限速,确定车辆减排速度诱导激活区,针
对该车辆减排速度诱导激活区中的待诱导车辆,逐一根据当前车速、车辆疏堵速度诱导区
间和交通灯当前状态,确定各待诱导车辆的待离散疏堵速度诱导区间,针对每一辆待诱导
车辆确定目标速度区间并构造目标曲线,通过将目标曲线输入进预设机动车瞬态排放模
型,确定各目标曲线的油耗情况,为各待诱导车辆选择油耗最低的目标诱导区间,并通过显
示设备展示,以诱导司机进行车速调整。本申请实施例所提出的一种生态智慧车速诱导方
法考虑了节能减排作为车辆车速诱导的约束条件,从而同时实现了道路交通疏堵和节能减
排,提升了生态效益,减轻了交通疏堵过程中的资源浪费。
附图说明
范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这
些附图获得其他相关的附图。
具体实施方式
是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实
施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的
实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实
施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所
有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
调整,无法到达很好的效果;同时,对于当下最为前沿的智慧交通车速诱导系统而言,也只
是从单一维度(避免路口停车)进行优化,并没有将节能减排作为进一步的择优条件,优中
选优,从而不能实现生态效益的最大化。
灯时周期、道路最高限速和道路最低限速;
和道路最高限速,确定车辆减排速度诱导激活区;上述各车辆与交通灯路口的距离是根据
上述各车辆的车辆位置和交通灯路口位置计算得到的;
诱导区间;
区间,并发送给待诱导车辆的显示设备,以进行上述目标诱导区间的展示。
灯,上述交通灯灯时周期为交通灯的一个时间周期,其中包含了绿灯灯时周期、黄灯灯时周
期和红灯灯时周期。
期的周期函数。
范围、预设道路的最高限速和最低限速,计算出各车辆的疏堵速度诱导区间。同时,根据交
通灯当前状态和道路的最高限速,可以确定车辆减排速度诱导激活区,该激活区是预设道
路上以交通灯为终点的一段道路。
交通灯当前状态,确定每台待诱导车辆的待离散疏堵速度诱导区间,每台待诱导车辆都存
在至少一个待离散疏堵速度诱导区间。
1.5m/s为例,下一个交通灯绿灯时长范围为(t1,t2),具体构造方式如下:
该待诱导车辆与交通灯的距离,计算出匀速距离l1‑2,进而计算出匀速时间t1‑2,若t1
C2‑1‑2,首先构造初速度为Vi,加速度为1.5m/s ,末速度为Vo2的匀加速速度曲线C2‑1,并计算
加速时间t2‑1和加速距离l2‑1,,并根据该待诱导车辆与交通灯的距离,计算出匀速距离l2‑2,
进而计算出匀速时间t2‑2,若t1
1.5m/s ,末速度为Vo1的匀减速速度曲线C1‑1,并计算加速时间t1‑1和加速距离l1‑1,并根据该
待诱导车辆与交通灯的距离,计算出匀速距离l1‑2,进而计算出匀速时间t1‑2,若t1
C2‑1‑2,首先构造初速度为Vi,加速度为‑1.5m/s ,末速度为Vo2的匀减速速度曲线C2‑1,并计算
加速时间t2‑1和加速距离l2‑1,并根据该待诱导车辆与交通灯的距离,计算出匀速距离l2‑2,
进而计算出匀速时间t2‑2,若t1
速度为12.5km/h、15.4km/h的C1‑1、C2‑1,再分别构造目标速度为12.5km/h、15.4km/h的匀速
速度曲线C1‑2、C2‑2,组合C1‑1、C1‑2,获得速度曲线C1‑1‑2,如图2所示,组合C2‑1、C2‑2,获得速度曲
线C2‑1‑2,如图3所示。
的目标曲线对应的目标速度区间作为该待诱导车辆的目标诱导区间,以使目标诱导区间在
满足疏堵的同时也实现了节能减排的目的。其中的预设机动车瞬态排放模型可以是VT‑
Micro模型等。
按照目标诱导区间进行车速的调整。
在一个交通灯灯时周期中的时长,n≥0,T是交通灯灯时周期。
导区间后,要将疏堵速度诱导区间的最小值与道路最小限速进行比较,如果疏堵速度诱导
区间的最小值小于道路最小限速,则将疏堵速度诱导区间的最小值设为道路最小限速;同
样地,将疏堵速度诱导区间的最大值与道路最大限速进行比较,如果疏堵速度诱导区间的
最大值大于道路最大限速,则将疏堵速度诱导区间的最大值设为道路最大限速。
此需要以车辆减排作为考虑因素确定车辆减排速度诱导激活区,对于车辆减排速度诱导激
活区内的车辆进行后续的疏堵减排车速诱导,而对于车辆减排速度诱导激活区外的车辆,
先进行常规的疏堵车速诱导,待进入该车辆减排速度诱导激活区后,再进行疏堵减排车速
诱导。
离散疏堵速度诱导区间,包括:
其中, 是非疏堵速度诱导区间向下邻接的车辆疏堵速度诱
导区间;
其中, 是非疏堵速度诱导区间向上邻接
的车辆疏堵速度诱导区间。
该待诱导车辆的疏堵速度诱导区间内,就以当前车速到疏堵速度诱导区间的最大值为该待
诱导车辆的待离散疏堵速度诱导区间。
况:
度诱导区间外,且提速也需要经过一段时间,因此待诱导车辆只能在下一个绿灯通过,也就
是选择非疏堵速度诱导区间向下邻接的车辆疏堵速度诱导区间,就可以下一个绿灯通过;
低,需要加速才能在下一个交通灯绿灯时长内恰好通过交通灯路口,因此,该待诱导车辆的
待离散疏堵速度诱导区间包括非疏堵速度诱导区间向下邻接的车辆疏堵速度诱导区间,和
非疏堵速度诱导区间向上邻接的车辆疏堵速度诱导区间。
交通灯灯时周期、道路最高限速和道路最低限速;
灯当前状态和道路最高限速,确定车辆减排速度诱导激活区;上述各车辆与交通灯路口的
距离是根据上述各车辆的车辆位置和交通灯路口位置计算得到的;
散疏堵速度诱导区间;
曲线;
标诱导区间,并发送给待诱导车辆的显示设备,以进行上述目标诱导区间的展示。
的当前速度;
间为 其中, 是非疏堵速度诱导区间向下邻接的车辆疏堵速
度诱导区间;
诱导区间为 其中, 是非疏堵速度诱导区
间向上邻接的车辆疏堵速度诱导区间。
处理器402上运行的计算机程序,其中,上述处理器402执行上述计算机程序时实现上述一
种生态智慧车速诱导方法。
速诱导方法,解决了现有技术中如何同时实现道路交通疏堵和节能减排的问题。
时执行上述一种生态智慧车速诱导方法的步骤。
何同时实现道路交通疏堵和节能减排的问题,本申请实施例提出的一种生态智慧车速诱导
方法,通过根据所述交通灯绿灯时长范围、道路最高限速、道路最低限速和各车辆与交通灯
路口的距离,确定所述各车辆的疏堵速度诱导区间并根据交通灯当前状态和道路最高限
速,确定车辆减排速度诱导激活区,针对该车辆减排速度诱导激活区中的待诱导车辆,逐一
根据当前车速、车辆疏堵速度诱导区间和交通灯当前状态,确定各待诱导车辆的待离散疏
堵速度诱导区间,针对每一辆待诱导车辆确定目标速度区间并构造目标曲线,通过将目标
曲线输入进预设机动车瞬态排放模型,确定各目标曲线的油耗情况,为各待诱导车辆选择
油耗最低的目标诱导区间,并通过显示设备展示,以诱导司机进行车速调整。本申请实施例
所提出的一种生态智慧车速诱导方法考虑了节能减排作为车辆车速诱导的约束条件,从而
同时实现了道路交通疏堵和节能减排,提升了生态效益,减轻了交通疏堵过程中的资源浪
费。
辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可
以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间
的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连
接,可以是电性,机械或其它的形式。
网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目
的。
对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计
算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个
人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read‑Only Memory)、随机存取存
储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员
在本申请揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻
易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使
相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护
范围之内。因此,本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。