考虑自动驾驶专用相位的交叉口信号控制方法

来源：中国血液净化杂志2023年第10期北京时间：

作者：吴伟, 秦少敏, 马万经, 龙科军

单位：1. 重庆交通大学 交通运输学院, 重庆 400074;2. 长沙理工大学 智能道路与车路协同湖南省重点实验室, 湖南 长沙 410004;3. 同济大学 交通运输工程学院, 上海 201804"],"fundList_en":["Changsha Science and Technology Plan Project (kq2107009); Program of the Humanities and Social Science of Ministry of Education of China (22YJCZH189); National Natural Science Foundation of China (52131204); Changsha University of Science and Technology Graduate Research Innovation Project (CX2021SS02)

摘要：随着自动驾驶技术的发展，自动驾驶和人工驾驶混行交通流将在城市道路长期存在。如何针对混行交通流进行交通控制，进一步提升交叉口的通行效率已成为研究热点。已有针对混行交通流交通控制的研究大多使用统一控制模式，即自动驾驶和人工驾驶交通流共享路权和绿灯时间，较难体现自动驾驶交通流的通行效率优势。基于此，提出自动驾驶专用相位，布设自动驾驶专用车道，自动驾驶专用相位绿灯启亮时，自动驾驶车辆在交叉口内部“穿插式”通行，提高交叉口通行效率。首先，设计考虑自动驾驶专用相位的“双环-四组”相位结构，基于排队论建立自动驾驶专用相位通行能力预测模型；其次，以交叉口通行能力最大为目标，以是否设置自动驾驶专用相位和信号相位绿灯持续时间为决策变量，综合考虑车道布设、车道通行能力、信号配时以及流量分配等约束，建立混合整数非线性规划（Mixed-integer Nonlinear Program，MINLP）模型，利用AMPL （A Mathematical Programming Language）进行编译并使用Baron数学规划优化器高效求解。案例分析结果表明：自动驾驶专用相位能有效从通行时间上分离自动驾驶和人工驾驶车辆，提高混行交通流通行能力。对自动驾驶车辆市场占有率等关键参数进行敏感度分析，结果表明：随着自动驾驶车辆市场占有率增大，自动驾驶专用相位运行效益先增再减，进一步论证了自动驾驶专用相位的有效性和最佳适用条件。

关键词：交通工程,自动驾驶专用相位,交通控制,自动驾驶车辆,混行交通流,智能交通

基金资助：长沙市科技计划项目（kq2107009）；教育部人文社会科学研究项目（22YJCZH189）；国家自然科学基金项目（52131204）；长沙理工大学研究生科研创新项目（CX2021SS02）