[发明专利]车联网环境下的入口匝道车辆通行引导系统及其引导方法

摘要

本发明公开了一种车联网环境下的入口匝道车辆通行引导系统及其引导方法，引导系统包括路侧设备和监控中心以及主线车辆车载设备和匝道车辆车载设备；路侧设备包括主线车流信息采集模块、匝道车流信息采集模块和路侧智能决策模块；主线车辆车载设备和匝道车辆车载设备均包括车载主控模块、车辆基本信息储存模块、GPS定位模块、车速采集模块、车速控制模块和提示模块；通过路侧设备采集主线外侧车道车辆和匝道车辆的运行状态信息，进行冲突预测估计，给出入口匝道车辆的分组情况和汇入主线车流所需的安全车速，并发送至车载设备中的提示模块和车速控制模块，引导系统及其引导方法能够避免快速路合流区的车辆碰撞，提高行车安全和通行效率。

主权项

1.一种车联网环境下的入口匝道车辆通行引导系统的引导方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：车载设备实时采集自身车辆的位置和运动信息，当进入快速路合流区通信区域时，主线车辆车载设备、匝道车辆车载设备和路侧设备三者之间进行信息的交互；步骤二：根据步骤一中路侧设备会采集进入快速路合流区通信区域的车辆运行状态信息，包括主线外侧车道车流和入口匝道车流的信息，路侧智能决策模块根据车流信息分析主线外侧车道是否可以让出足够的可插间隙供入口匝道的车流汇入，若分析得出主线外侧车道可插间隙小于一辆车的车身长度，则发送指令给入口匝道车辆减速慢行等待主线可插间隙，若分析得出主线外侧车道可插间隙足够大但是可插间隙分布不均匀，则路侧智能决策模块根据得到的通信区域内的主线外侧车道和入口匝道的车辆位置、速度信息，并分别给予车辆编号，同时，分析与匝道头车即将在合流区交汇点发生冲突的主线外侧车道车辆编号，定义为“第一主线协同车辆”，并根据其上游车辆信息确定“第一主线协同车辆”可能让出的可插间隙，给出减速信息，“第一主线协同车辆”车载设备接收到路侧设备发送的减速信息立即执行减速让行，同时通知其后续车辆减速并与“第一主线协同车辆”保持一定的安全车距；步骤三：路侧设备根据“第一主线协同车辆”让出的第一协同可插间隙确定入口匝道车辆参与第一组汇入的车辆数量，并将参与第一组交汇的车辆编号和速度信息发送给入口匝道每一车辆，车载设备接收到信息后立即执行编队操作，以一定的速度在规定时间、规定交汇位置实现与第一协同可插间隙的啮合；步骤四：为了让入口匝道车辆安全快速地全部汇入主线车流，路侧决策模块会根据“第一主线协同车辆”上游车队的长度、运动信息和入口匝道剩余车辆的数量、排队长度进行后续协同可插间隙的重新分配，即生成与第一协同可插间隙尺寸相同、速度相等的第二协同可插间隙、第三协同可插间隙、....、第N协同可插间隙，若入口匝道与第N协同可插间隙相啮合的第N组车辆数量不足，则第N协同间隙可小于第一协同可插间隙，那么第N协同车辆可加速，从而缩小与前车的间隙；步骤五：根据步骤四中分析出的主线外侧车道协同可插间隙和入口匝道车流的交汇位置和速度，结合每车的当前运行位置和速度信息，车载主控模块会计算每车交汇时的安全车速以及速度轨迹；步骤六：参与合流的主线车辆和入口匝道车辆按照车载设备提示模块发出的提示车速进行调速，同时，车载设备监测车辆是否按车载主控模块计算出的速度轨迹行驶，若车载设备监测到车辆未按安全车速行驶，则转步骤七执行；步骤七：若检测到车辆未按安全车速行驶，则该车载设备强行控制该车辆的制动踏板使其达到安全车速；步骤八：判断匝道车辆是否成功汇入主线车流，若没有，则转步骤一执行，否则，结束本次车辆通行引导；所述引导系统，包括路侧设备和监控中心以及主线车辆车载设备和匝道车辆车载设备；所述路侧设备、监控中心、主线车辆车载设备和匝道车辆车载设备四者之间通过无线通信网络进行信息传递；所述路侧设备包括主线车流信息采集模块、匝道车流信息采集模块和路侧智能决策模块；所述主线车流信息采集模块和匝道车流信息采集模块均与所述路侧智能决策模块通信连接；所述主线车辆车载设备和匝道车辆车载设备均包括车载主控模块和分别与所述车载主控模块通信连接的车辆基本信息储存模块、GPS定位模块、车速采集模块、车速控制模块和提示模块，所述车辆基本信息存储模块中预先存储有本车的静态信息。