自动驾驶条件下信号交叉口的可变车道设计及车路协同控制

The automatic driving has brought great changes for the organization design and the management control of the transportation system, it makes the designing of variable lane at signalized intersection and the cooperative vehicle infrastructure control possible. Therefore, the project will explore the designing of variable lane and cooperative vehicle infrastructure control at signalized intersection deeply. The short-term traffic situation forecasting method at intersection under the automatic driving and the big data environment will be proposed firstly, and then the method of variable lane design and the mode of cooperative vehicle infrastructure control will be researched. Based on this, the cooperative control method among autonomous vehicle, variable lane, traffic signal and the algorithm for finding the control strategy whose target is efficiency will be proposed. Finally, the simulation environment based on agent technology will be developed so as to validate the proposed model of variable lane and test the cooperative vehicle infrastructure control method proposed. This project aims at provide a new theoretical basis for organization design and management control of signalized intersection, and meets the requirements of new technology such asautomatic driving for changes of the transportation system.

自动驾驶技术的发展对交通系统的组织设计和控制都带来巨大变革，信号交叉口可变车道设计及车路协同控制成为可能。为此，本课题将深入研究自动驾驶条件下信号交叉口的可变车道设计方法及车路协同控制策略。首先，本课题提出自动驾驶大数据环境下的信号交叉口交通状态的短时预测方法，进而研究信号交叉口可变车道的设计方法及控制方式；在此基础上，探索自动驾驶条件下以通行效率为目标的车辆轨迹、可变车道、交通信号三者之间的协同控制方法；最后，基于多智能体技术开发仿真平台，验证可变车道设计模型和车路协同控制方法的有效性。本课题以期为自动驾驶条件下的信号交叉口交通组织设计和控制提供关键技术支撑，以应对自动驾驶等新技术对交通系统变革的新要求。

交叉口是城市道路交通系统的重要组成部分，也是城市交通网络的主要瓶颈，交叉口的控制优化历来是交通管理者和研究人员关注的热点问题。交叉口中车辆、交通信号、车道之间存在复杂交互和耦合联动，对其进行系统建模和协同优化一直是世界性难题。.自动驾驶技术的发展对交通系统的组织设计和控制都带来巨大变革，信号交叉口可变车道设计及车路协同控制成为可能。为此，本课题将深入研究自动驾驶条件下信号交叉口的可变车道设计方法及车路协同控制策略。首先，本课题提出了自动驾驶大数据环境下的信号交叉口交通状态的短时预测方法，进而研究了信号交叉口可变车道的设计方法及控制方式；在此基础上，提出了自动驾驶条件下以通行效率为目标的车辆轨迹、可变车道、交通信号三者之间的协同控制方法；最后，基于多智能体技术开发仿真平台，验证了可变车道设计模型和车路协同控制方法的有效性。本课题以期为自动驾驶条件下的信号交叉口交通组织设计和控制提供关键技术支撑，以应对自动驾驶等新技术对交通系统变革的新要求。.标注项目批准号资助，项目执行期间在Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering、IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems 、Transportation Research Part D和Applied Energy等交通领域顶级期刊发表Q1区SCI论文7篇；出版《智能网联环境下交叉口车路协同优化方法》中文学术专著1部，申请国家发明专利6项（已授权4项）。依托本课题培养博士研究生1名，硕士研究生6名，均已顺利毕业，其中1人获得第四届交通运输工程全国优秀博士论文，3人获得校级优秀硕士学位论文。本课题成果支撑的“大范围路网公交运行精准感知与车路协同管控关键技术及应用”获得2021年度全国商业科技进步奖一等奖。