网联自动驾驶环境下交叉口车道分配与车辆轨迹协同优化

来源：交通运输系统工程与信息杂志2025年第5期北京时间：

作者：宋浪, 胡晓伟, 俞山川, 安实

单位：1. 哈尔滨工业大学，交通科学与工程学院，哈尔滨150090；2.招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆400067

摘要：既有交叉口信号配时与网联自动驾驶车辆(Connected and Automated Vehicle,CAV)轨迹规划协同优化中，未考虑CAV环境下出口、左转、直行及右转车道数在运营期可灵活动态调整的优势。本文结合CAV技术特征，提出一套CAV环境下交叉口车道分配可动态调整的控制规则，称为灵活车道策略，与已有固定车道策略相比，实现了运营期交叉口各方向出口车道数和进口车道数（包括左转、直行和右转）的灵活调整。将车道分配和信号配时与CAV轨迹规划纳入到一个统一优化框架中，构建混合整数线性规划优化模型，同时，可根据各个方向车道分配情况自动生成可行的相位相序方案，并通过案例分析验证模型的有效性。研究结果表明：优化模型可根据各流向交通需求生成最优车道分配方案，尤其是当固定车道策略的车道分配与各流向交通组成不匹配时，灵活车道策略有助于提升交叉口通行效率；在低流量场景，灵活车道策略降低了4.08%的车均延误；在高流量场景，交叉口采用固定车道策略将处于过饱和状态，而灵活车道策略依然能满足通行需求。

关键词：智能交通,轨迹级交通控制,混合整数线性规划,信号交叉口,车道控制,网联自动驾驶车辆

基金资助：国家自然科学基金(52272332)；重庆市建设科技计划项目(城科字2024第6-8号)。