基于車路協(xié)同的智能車調(diào)度系統(tǒng)及方法研究

孫冬梅

摘 要 智能車調(diào)度系統(tǒng)能夠?yàn)槿塑嚢踩岣弑Ｕ希行У貙?duì)智能車的行駛情況進(jìn)行管理，在車路協(xié)同的基礎(chǔ)上，優(yōu)化車輛運(yùn)行方案，解決城市道路交通統(tǒng)一的問(wèn)題，本文研究了其系統(tǒng)及方法。

關(guān)鍵詞 車路協(xié)同;智能車;調(diào)度系統(tǒng)

城市交通擁擠的問(wèn)題受到了社會(huì)的廣泛關(guān)注，車路協(xié)同的應(yīng)用解決了交通堵塞等問(wèn)題，近年來(lái)智能無(wú)人駕駛技術(shù)發(fā)展成熟，智能車調(diào)度系統(tǒng)能夠?qū)χ悄苘囕v的數(shù)據(jù)信息接收并處理，促進(jìn)智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展。

1車路協(xié)同的智能車調(diào)度系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也促進(jìn)了私家車的出現(xiàn)，近年來(lái)城市道路車輛增多導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)交通堵塞的情況，為了解決此問(wèn)題，車路協(xié)同系統(tǒng)的應(yīng)用有效地提高了交通道路的利用率，為車輛安全行駛提供保障。智能車節(jié)能環(huán)保，并且不會(huì)出現(xiàn)疲勞駕駛的情況，能夠有效地減少交通事故的發(fā)生。我國(guó)車路協(xié)同系統(tǒng)起步較晚，但是近年來(lái)也取得了很多的研究成果，并且應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，信號(hào)控制、運(yùn)輸管理以及高速路管理等都應(yīng)用了車路協(xié)同系統(tǒng)，車車以及車路信息相互交匯融合，2014年10月9日，在青島舉行的智能交通系統(tǒng)國(guó)際會(huì)議（ITSC-2014）上演示了其中的9個(gè)場(chǎng)景，初步演示了真正的人、車、路協(xié)同。在車路協(xié)同系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，確定了簡(jiǎn)單移動(dòng)法、預(yù)測(cè)調(diào)度法、基于時(shí)間和事件驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)調(diào)度三種規(guī)模的調(diào)度方案并應(yīng)用于智能車的運(yùn)行中，對(duì)于一般車次以及晚點(diǎn)車次等異常車次的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了計(jì)算，并找到了新的計(jì)算方法，促進(jìn)智能車的正常運(yùn)行。

2多智能車路徑?jīng)_突解決方案研究

2.1 全局離線規(guī)劃路徑

在車路協(xié)同的基礎(chǔ)上，能夠?yàn)橹悄苘囈詿o(wú)線通信的形式發(fā)送目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)路徑規(guī)劃，控制中心會(huì)收到往來(lái)車輛的信息，因此在智能車運(yùn)行之前提前規(guī)劃路徑，有效地避免交通擁擠。當(dāng)有一輛目標(biāo)車輛根據(jù)車主的需求信息設(shè)定自己的出發(fā)地和目的地信息后，運(yùn)行需要獲取通行指令，而同樣擁有自己的任務(wù)需求的其他目標(biāo)車輛，運(yùn)行在道路中，也有進(jìn)行初始的路徑規(guī)劃的可能。對(duì)這些任務(wù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行全局處理就是全局離線路徑規(guī)劃系統(tǒng)的任務(wù)，為每一輛車提供一條行駛路徑。全局離線規(guī)劃路徑首先應(yīng)該設(shè)置好車輛的出發(fā)點(diǎn)以及終點(diǎn)，每一輛車都要設(shè)定任務(wù)需求，部分車輛需要按照任務(wù)行駛，部分車輛需要進(jìn)行路徑規(guī)劃，這就是全局離線規(guī)劃路徑負(fù)責(zé)的工作，處理交通中產(chǎn)生的矛盾，解決車輛之間發(fā)生的沖突。實(shí)驗(yàn)中采取最短的路徑計(jì)算方法，為車輛行駛提高最佳的解決方案，但是只為具有目標(biāo)的車輛提供解決方案。

實(shí)驗(yàn)設(shè)置交通模型在通過(guò)交通堵塞的路口時(shí)，有秩序的通過(guò)，使車輛在道路上合理的分布，所有車輛以相同的速度勻速行駛，車路協(xié)同系統(tǒng)對(duì)于同時(shí)經(jīng)過(guò)路口的車輛離線設(shè)置車輛等級(jí)，保證車輛有秩序的通過(guò)交通擁擠的路段。因此離線路徑規(guī)劃基本上能夠避免交通中出現(xiàn)沖突，在車輛通過(guò)之前，設(shè)置好通行順序，智能車輛無(wú)人駕駛，因此能夠?yàn)槠涮峁┳顑?yōu)的行駛路線，保證車輛正常有秩序的運(yùn)行。

2.2 局部在線路徑規(guī)劃

實(shí)際上，交通道路不可能沒(méi)有一點(diǎn)障礙物，路況與預(yù)計(jì)中的存在很大的差別，因此交通中的沖突是存在的。局部在線路徑規(guī)劃主要是對(duì)車輛交通不變時(shí)重新規(guī)劃路徑，解決交通堵塞的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)中將車輛行駛情況分為無(wú)車道重疊沖突、單車道重疊沖突和多車道重疊沖突，無(wú)車道重疊沖突具有最優(yōu)路徑方案，智能車直接根據(jù)系統(tǒng)發(fā)出的指令行駛，轉(zhuǎn)彎時(shí)如果沒(méi)有出現(xiàn)沖突，就能夠繼續(xù)按照方案進(jìn)行行駛，因此很少出現(xiàn)交通沖突。單車道重疊沖突是指兩輛車在行駛的過(guò)程中有一段路是重疊的，因此存在交通沖突，這種情況設(shè)置車輛的優(yōu)先級(jí)能夠有效地避免出現(xiàn)交通沖突，并且判斷目的地的信息，有秩序的繼續(xù)行駛。對(duì)于多車道重疊沖突的車輛進(jìn)行路徑規(guī)劃，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)置每輛車的行駛速度相同，控制中心接收到行駛信息之后，應(yīng)該立即規(guī)劃路徑，首先應(yīng)該考慮距離信息，之后判斷行駛路線。

3智能車調(diào)度系統(tǒng)改進(jìn)

由于現(xiàn)實(shí)中車流量比較大，因此智能車調(diào)度系統(tǒng)還需要做出調(diào)整，并且調(diào)度員之間存在水平差異，交通堵塞的問(wèn)題時(shí)常發(fā)生。智能車調(diào)度系統(tǒng)能夠?yàn)檐囕v的行駛提供輔助信息，但是需要時(shí)間制定出相應(yīng)的決策，滿足企業(yè)或者客戶的要求。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上建立公共汽車調(diào)度作業(yè)的專家系統(tǒng)，能夠更加直觀的了解車輛的行駛狀況，GPS資料庫(kù)能夠使調(diào)度工作進(jìn)行的更加順利。專家系統(tǒng)的推理能力很強(qiáng)，并具有學(xué)習(xí)能力，通過(guò)車輛的發(fā)車頻率以及行駛情況，通過(guò)對(duì)時(shí)刻表的調(diào)整，促進(jìn)車輛的順利行駛專家系統(tǒng)中，推理機(jī)主要負(fù)責(zé)輸出結(jié)果，資料主要在知識(shí)庫(kù)獲取，知識(shí)庫(kù)主要存放的是解題知識(shí)，排班制度以及工作經(jīng)驗(yàn)都儲(chǔ)存在知識(shí)庫(kù)中，用戶界面可以作為一種平臺(tái)，調(diào)度多個(gè)區(qū)域的信息，滿足多方面的交通需求，能夠有效地節(jié)約時(shí)間，并且較少交通成本。

陳新海[1]探討了通過(guò)新的通信技術(shù)與感知計(jì)算等技術(shù)實(shí)現(xiàn)交通的動(dòng)態(tài)感知、實(shí)時(shí)交互的方法，并說(shuō)明重慶機(jī)動(dòng)車強(qiáng)檢試驗(yàn)場(chǎng)針對(duì)新型車路協(xié)同技術(shù)，規(guī)劃設(shè)計(jì)了車路協(xié)同指揮與控制中心、BDS/GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航地基增強(qiáng)站，車道級(jí)導(dǎo)航、主動(dòng)安全預(yù)警信息、現(xiàn)場(chǎng)交通管控等服務(wù)都由該系統(tǒng)通過(guò)新一代通信技術(shù)提供，支撐驗(yàn)證車路協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)與場(chǎng)景測(cè)試。

4傳感器環(huán)境搭建

智能車調(diào)度系統(tǒng)的硬件平臺(tái)包含硬件選擇，傳感器的選擇決定著車路協(xié)同系統(tǒng)的工作能力，智能車需要無(wú)線通信，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)能夠?yàn)殡姍C(jī)提供動(dòng)力，并對(duì)模型車的轉(zhuǎn)向進(jìn)行控制，信號(hào)輸入端受到不同的脈沖信號(hào)能夠有效地控制車輛的轉(zhuǎn)正或者回正。車輛配備紅外循跡傳感器能夠有效地使紅外線接收信號(hào)，使車輛正常的行駛。實(shí)驗(yàn)中表示智能車能夠很好地在車道中行駛，傳感器主要反映換道的信息，智能車能夠接收路面基站的反饋信息，對(duì)行駛方案進(jìn)行調(diào)整，智能地圖的反饋信息被接收之后，無(wú)線通信模塊發(fā)送目標(biāo)指令，智能車按照系統(tǒng)設(shè)置指定的執(zhí)行指令，并選擇最優(yōu)的路徑方案。

5結(jié)束語(yǔ)

基于車路協(xié)同的智能車調(diào)度系統(tǒng)結(jié)合了多種現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，對(duì)車輛資源進(jìn)行有效配置，近年來(lái)不斷的引入新的技術(shù)，對(duì)專家知識(shí)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，有效地優(yōu)化了其工作流程，并且為社會(huì)帶來(lái)了更大的經(jīng)濟(jì)收益。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳新海，祖暉，王博思.面向車路協(xié)同的智慧路側(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].交通與運(yùn)輸，2019，35（6）：62-65.