一种“过渡期”内无人驾驶专用车道的设置分析方法

本发明涉及公共道路运维管理方法的，具体而言，涉及一种“过渡期”内无人驾驶专用车道的设置分析方法。

背景技术：

1、随着5.5g通信技术及ai人工智能在全世界范围内逐步应用与推广，无人驾驶汽车保有率将不断增加，高性能、高容量、低危险性的无人驾驶专用道路将得到推广。作为智能化交通系统的重要组成部分，设置无人驾驶专用道路对于提高交通效率、减少事故率具有非常重要的意义。从当前的传统(人工)驾驶过渡到无人驾驶会存在“过渡期”。因道路结构属于固定基础设施，在原有道路基础上增设无人驾驶专用道路的可能性较低。利用原有道路进行道路属性优化，如逐渐提高无人驾驶专用车道在现有道路中的比例是一种较为实际的运作方法。

2、随着具有附加条件的智能驾驶(如驾驶员需要手扶方向盘)逐渐增多，人工驾驶与无人驾驶混行场景已成为常态，这种混行会出现各种社会问题，如增加交通事故的概率、责任认定的复杂度等，考虑到人操控车辆的准确性、反应时间相对自动驾驶车辆均存在巨大差异，重构车道的功能，建立无人驾驶专用车道，有助于提高道路交通运行的安全性和效率，并能间接推动社会逐渐熟悉和接受无人驾驶技术。

3、考虑到社会的发展与人们提高对道路通行效率的需求，为方便无人驾驶车辆的出行、减少无人驾驶车辆与人工驾驶车辆的冲突，同时展示无人驾驶车辆的优势以进一步实现无人驾驶技术的快速推广，在由人工驾驶向无人驾驶转变的过渡期内逐步设置无人驾驶专用车道将成为必由之路，考虑到目前城市的道路规划已较为完善，新修建专供无人驾驶车辆行驶的道路势必会影响原有的规划并大幅提高无人驾驶技术普及的成本和难度，且无人驾驶专用车道的数量与设置位置难以确定，可能造成通行效率的降低和事故发生率的提高。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提高“过渡期”内加入无人驾驶专用车道后的通行效率、降低事故发生率并为无人驾驶专用车道的数量和设置位置提供指导，为克服以上现有技术(或相关技术)的缺陷，本发明提供一种“过渡期”内无人驾驶专用车道的设置分析方法。

2、本发明提供一种“过渡期”内无人驾驶专用车道的设置分析方法，所述设置分析方法应用于单向三车道，所述单向三车道包括三车道的正常行驶路段、衔接的变道段和四车道的等待段，所述设置分析方法包括以下步骤：

3、步骤s1，引入单条或两条无人驾驶专用车道至所述正常行驶路段内得到多个路段组合结果；

4、步骤s2，获取所述单向三车道的路程数据、所述正常行驶路段的第一通行数据、所述变道段的第二通行数据和所述等待段的第三通行数据；

5、步骤s3，根据所述路程数据、所述第一通行数据、所述第二通行数据和所述第三通行数据得到单车道通行总时间；

6、步骤s4，针对每个所述路段组合结果，根据所述路段组合结果内每个车道的所述单车道通行总时间得到对应的总通行时间，以指导进行所述无人驾驶专用车道的数量设置和位置设置。

7、本技术一种“过渡期”内无人驾驶专用车道的设置分析方法与现有技术相比，具有以下优点：

8、本技术中在传统驾驶向全面无人驾驶转变的过渡期内设置了无人驾驶专用车道，并且考虑到了社会动态发展过程对车道布局的演化(如无人驾驶专用车道从0条逐步增加到多条的情况)，将展宽式交叉口即正常行驶路段、变道段和等待段引入到无人驾驶专用车道的规划中，减少变道，提高通行效率的同时减少事故发生率，以及基于路段组合结果，计算出每个路段组合结果对应的总通行时间，指导设计人员选取安全性较高、总通行时间最短的路段组合结果，进而进行无人驾驶专用车道的数量设置和位置设置。

9、在一种可能的实施方式中，所述正常行驶路段的三车道包括左道、中道和右道，则所述步骤s1中的各所述路段组合结果包括右道无人驾驶、左道无人驾驶、中道无人驾驶、右道中道无人驾驶、中道左道无人驾驶和左道右道无人驾驶。

10、与现有技术相比，采用上述技术方案能够将单条无人驾驶专用车道和两条无人驾驶专用车道的所有设置情况均考虑在内，避免出现遗漏，造成无人驾驶专用车道进行数量设置和位置设置时的错误。

11、在一种可能的实施方式中，所述步骤s3包括：

12、步骤s31，根据所述路程数据和所述第一通行数据得到正常路段行驶时间，并根据所述路程数据和所述第二通行数据得到变道路段行驶时间，以及根据所述路程数据和所述第三通行数据得到等待路段行驶时间；

13、步骤s32，根据所述正常路段行驶时间、所述变道路段行驶时间和所述等待路段行驶时间得到所述单车道通行总时间。

14、在一种可能的实施方式中，所述路程数据包括正常行驶路段路程、变道段路程、等待段路程和总行驶路程，所述第一通行数据为正常行驶路段平均速度，则所述步骤s31中，通过以下计算公式得到所述正常路段行驶时间：

15、d＝s1+s2+s3

16、

17、其中，

18、d表示所述总行驶路程；

19、s1表示所述正常行驶路段路程；

20、s2表示所述变道段路程；

21、s3表示所述等待段路程；

22、t1表示所述正常路段行驶时间；

23、v1表示所述正常行驶路段平均速度。

24、在一种可能的实施方式中，所述第二通行数据包括车流量、汽车单次变道时间以及汽车由所在道路转移至目标道路的所需变道次数，则所述步骤s31中，通过以下计算公式得到所述变道路段行驶时间：

25、

26、其中，

27、t2表示所述变道路段行驶时间；

28、s2表示所述变道段路程；

29、v1表示所述正常行驶路段平均速度；

30、φ表示汽车由所在道路转移至目标道路的所述所需变道次数；

31、n表示所述车流量；

32、t表示所述汽车单次变道时间。

33、在一种可能的实施方式中，所述第三通行数据包括汽车加速度、汽车启动时间和车流量，则所述步骤s31中，通过以下计算公式得到所述等待路段行驶时间：

34、

35、其中，

36、t3表示所述等待路段行驶时间；

37、s3表示所述等待段路程；

38、a0表示所述汽车加速度；

39、λ表示所述汽车启动时间；

40、n表示所述车流量。

41、在一种可能的实施方式中，执行所述步骤s31之后还包括：

42、获取所述等待段内所驶过汽车的汽车平均长度、绿信比和单位时间通车量，并根据所述车流量、所述汽车平均长度、所述绿信比和所述单位时间通车量得到所述等待段路程。

43、在一种可能的实施方式中，执行所述步骤s31之后，通过以下计算公式得到所述等待段路程：

44、

45、其中，

46、s3表示所述等待段路程；

47、n表示所述车流量；

48、表示所述汽车平均长度；

49、μij表示所述绿信比；

50、nout表示所述单位时间通车量。

51、在一种可能的实施方式中，所述步骤s32中，通过以下计算公式得到所述单车道通行总时间：

52、

53、其中，

54、t表示所述单车道通行总时间；

55、d表示所述总行驶路程；

56、s2表示所述变道段路程；

57、n表示所述车流量；

58、表示所述汽车平均长度；

59、μij表示所述绿信比；

60、nout表示所述单位时间通车量；

61、v1表示所述正常行驶路段平均速度；

62、φ表示汽车由所在道路转移至目标道路的所述所需变道次数；

63、t表示所述汽车单次变道时间；

64、a0表示所述汽车加速度；

65、λ表示所述汽车启动时间。

66、在一种可能的实施方式中，所述步骤s4中，指导进行所述无人驾驶专用车道的数量设置和位置设置的结果为：

67、当所述无人驾驶专用车道的数量为单条时，将所述无人驾驶专用车道的位置设于所述单向三车道的右道；或

68、当所述无人驾驶专用车道的数量为双条时，将所述无人驾驶专用车道的位置设于所述单向三车道的左道和右道。

技术特征：

1.一种“过渡期”内无人驾驶专用车道的设置分析方法，其特征在于，所述设置分析方法应用于单向三车道，所述单向三车道包括三车道的正常行驶路段、衔接的变道段和四车道的等待段，所述设置分析方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的设置分析方法，其特征在于，所述正常行驶路段的三车道包括左道、中道和右道，则所述步骤s1中的各所述路段组合结果包括右道无人驾驶、左道无人驾驶、中道无人驾驶、右道中道无人驾驶、中道左道无人驾驶和左道右道无人驾驶。

3.根据权利要求1所述的设置分析方法，其特征在于，所述步骤s3包括：

4.根据权利要求3所述的设置分析方法，其特征在于，所述路程数据包括正常行驶路段路程、变道段路程、等待段路程和总行驶路程，所述第一通行数据为正常行驶路段平均速度，则所述步骤s31中，通过以下计算公式得到所述正常路段行驶时间：

5.根据权利要求4所述的设置分析方法，其特征在于，所述第二通行数据包括车流量、汽车单次变道时间以及汽车由所在道路转移至目标道路的所需变道次数，则所述步骤s31中，通过以下计算公式得到所述变道路段行驶时间：

6.根据权利要求5所述的设置分析方法，其特征在于，所述第三通行数据包括汽车加速度、汽车启动时间和车流量，则所述步骤s31中，通过以下计算公式得到所述等待路段行驶时间：

7.根据权利要求6所述的设置分析方法，其特征在于，执行所述步骤s31之后还包括：

8.根据权利要求7所述的设置分析方法，其特征在于，执行所述步骤s31之后，通过以下计算公式得到所述等待段路程：

9.根据权利要求8所述的设置分析方法，其特征在于，所述步骤s32中，通过以下计算公式得到所述单车道通行总时间：

10.根据权利要求2所述的设置分析方法，其特征在于，所述步骤s4中，指导进行所述无人驾驶专用车道的数量设置和位置设置的结果为：

技术总结
本发明提供了一种“过渡期”内无人驾驶专用车道的设置分析方法，包括：步骤S1，引入单条或两条无人驾驶专用车道至正常行驶路段内得到多个路段组合结果；步骤S2，获取单向三车道的路程数据、正常行驶路段的第一通行数据、变道段的第二通行数据和等待段的第三通行数据；步骤S3，根据路程数据、第一通行数据、第二通行数据和第三通行数据得到单车道通行总时间；步骤S4，针对每个路段组合结果，根据路段组合结果内每个车道的单车道通行总时间得到对应的总通行时间，以指导进行无人驾驶专用车道的数量设置和位置设置。有益效果是本发明能够提高“过渡期”内加入无人驾驶专用车道后的通行效率、降低事故发生率。

技术研发人员：黄毅,张建
受保护的技术使用者：宁波大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5