智能網聯車輛交通信息處理技術與信號控制方法研究

楊春雷

摘 要：隨著科學技術的不斷加強，智能網聯車輛的數量也在不斷增加，在智能交通系統發展中，車聯網發揮了重要作用，人們對于車聯網的研究也越來越多和越來越深入，為了能夠使車聯網更好的普及，應該加強對智能網聯車輛交通信息技術和信號控制的研究。本文基于目前車聯網發展現狀對智能網聯車輛信息處理技術和信號控制的方法進行探討研究，以供參考。

關鍵詞：智能網聯車輛 智能交通系統 信息處理技術 信號控制 方法

智能互聯網技術的發展推動了智能網聯交通系統的發展，同時也為城市交通問題的解決提供了新的思路，智能網聯交通系統包括雷達、移動通信、計算機、網絡和測控技術等，可以最大程度的使交通過程在安全有序的前提下實現速度最大化[1]。目前智能交通系統尚未普及，依舊還處于智能網聯車輛與非網聯車輛混行的狀態下，這也在一定程度上對智能交通系統的發展造成了影響，加強對智能網聯車輛交通信息處理技術和信號控制方法的研究對車聯網的普及具有重要意義[2]。

1 混行狀態下交通信息處理技術研究

通過激光雷達等傳感裝置對道路信息進行收集是目前較為普遍的研究開發理念，不同環境下車輛控制策略是通過機器進行算法學習來實現。車輛自動駕駛技術和機器學習算法目前還在研究，因為在實際環境中還是智能網聯車輛和非網聯車輛的混行條件，因此對問題的解決只能利用仿真技術[3]。大量的計算內存是算法深度學習的基礎，因此在計算機中應用算法復雜的統計學方法來對仿真環境中對智能聯網成的運行狀況進行模擬是很難實現的。在進行信息處理時可以利用算法簡單的跟馳模型在對網聯車和非網聯車的跟馳行為進行表達。

對網聯車輛的跟馳行為進行體現，并將選出可以對網聯車輛駕駛行特性正確表征的模型是核心問題。網聯車開平穩高效的進行運行得益于其自感傳感器和高級控制方法[4]。可以對周圍的道路信息和當前的運行狀況進行準確識別，是智能網聯車和認為驅動車之間的根本差別[5]。

通過對目前已有的跟馳模型和自適應巡航技術，符合網聯車輛留置策略要求的為安全距離類跟馳模型，其不但在模擬程序設計中較容易實現，而且可以對網聯車輛運行特性模型中的每個變量進行體現。通過上述分析，可以確定智能駕駛模型符合要求，智能駕駛員模型通過模型參數和公式對交通狀態進行表征，其認為網聯串聯各駕駛行為會隨著前車速度、跟馳間距的改變而發生變化[6]。駕駛者個體在不同的交通行駛狀態下的駕駛行為有較大差異，在道路處于低密度狀態下，提穩定性和舒適度是駕駛者重視的兩個方面，具體表現為按照心理期望的車速進行運行;在道路處于高密度狀態是，安全是駕駛前提，同時對于較小行程時間的擁有也較為重視[7]。

2 信號控制方法研究

“智能網聯車”（Intelligent Internet connected Vehicle，簡稱1cv）是一種在線車輛。在互聯網絡附近的智能車輛，即網絡車輛，它集成了傳感器組合分選技術和傳感器融合算法[8]。可實現行人、非機動車、交通信號燈和路口智能交通控制網絡車輛之間的信息傳遞，通過信息交互和決策，解決智能網絡車輛通過交叉口的問題。在識別出交叉，的基礎上，還可解決交叉口、行人和非車輛通過交叉口的安全問題。交叉口實時交通流可以優化和控制交通信號燈的變化，減少交叉口的超載。2018年12月27日，工業和信息化部發布“車聯網智能汽車”戰略，該行動計劃的目的是促進智能網絡車輛的發展，使其更具競爭力[8]。在非聯網車輛向聯網車輛過渡階段，聯網車輛和非聯網車輛混合運行是常態。

2.1 單交叉口信號留置條件與特點

對于智能網聯交叉路口的管理主要有RSU、邊緣計算機、智能交通信號、路測傳感器等組成。RSU主要進行數據廣播和決策;邊緣計算機主要進行數據采集和輔助計算;智能交通信號燈主要根據路口車流量進行紅綠燈配時的自動調節;在整個系統中，路側傳感器主要充當眼睛的角色[9]。

智能網聯交叉路口管理系統的特色包括紅綠燈動態配時、協同感知和局部動態地圖，對于目前狀態下的信號控制研究，應該和傳統的信號燈的“走-停”控制方式區分開來，在混行狀態下對于信號的控制對象需要精確到單個車輛，對于網聯車輛和非網聯車輛的放行方案主要通過路側單元進行分配，從而實現信號控制[10]。在混行狀態在的信號控制，不但有信號燈，還有交叉路口路側協同控制設備，除此之外，網車輛還有車載通信設備，這為網聯車和信號燈、網聯車和路側設備、網聯車和網聯車之間的通信帶來了便利。在對車輛運行狀態信息進行收集后，信號燈和路側協同控制設備要從系統統籌的角度出發，對于車輛進行相應的通信方案分配時要根據預算法進行分配，對車輛通行秩序進行優化，對每輛車的通行進行精確控制。因此，對于網聯車輛的信號控制，不但是高精度而且是高粒度的，同時其也是能從全局的角度出發的一種信號控制。除此之外，在確保車輛安全通行的基礎上合理的對控制策略進行設計，還可以降低信號控制延誤。

在混行狀態下，路側設備和信號燈可以和網聯車通信，但不能和非網聯車進行通行，因此要對交叉路口附近的網聯車和非網聯車的位置、速度、流向等運行狀態信息進行收集，對于獲取到的車輛狀態信息先使用人工智能算法進行分析處理，然后根據處理結果來對信號燈配時方案進行動態調整，對于混行狀態下交叉口信號控制進行優化，并對車輛的車速進行正確引導，使得優化過后配時方案和交通狀態匹配，將交叉路口信號控制大幅度提升，確保車輛運行暢通。

根據網聯車和非網聯車存在的常備使用信號控制盒協同控制并行來決定交叉口車輛的放行方式，從而對交叉口資源進行精細化管理，將混行狀態下交叉口的非網聯車和網聯車的通行效率大幅度提高，縮短非網聯車和網聯車在交叉口的等待時間。在可插車理論的支持下，通過車路雙向實時通信來對網聯車的通信間隙進行合理分配，并匹配特定車輛的通行間隙，確保網聯車的通行速度和效率。交叉口的車輛的蘇荷和時間點的調節可以通過利用路側設備來實踐，從而使網聯車和非網聯車的通行間隙相匹配。

2.2 干線交通信號控制系統

在進行干線交通信號控制時，需要先對滿足網聯車和非網聯車混行狀態下干線協調控制框架的建立，在混行狀態下，對于干線上的路側設備傳輸信息、網聯車之間的信息和信號燈的傳遞信息等相關信息，網聯車全部可以進行感知，通過對這些信號的感知，更便于網聯車對其行駛速度進行控制，對于行人的信息、非機動車、路面狀態、氣候環境以及運動狀態信息、交通流狀態信息等信息進行動態采集并進預處理，之后再向交管部門進行傳輸，交管部門通過對網聯車和非網聯車整體運行狀況進行分析，對混行干線的控制方案進行優化，從而降低干線延誤，不但可以有效提高干線車輛通行效率，而且還可以確保車輛通行安全。

3 結語

智能網聯交通系統的決策主要依靠網絡技術和通信技術根據路況信息個車輛自身信息來進行，從而實現智能化駕駛，使形成過程在穩定、安全、舒適的基礎上更加方便快捷，但目前對于智能網聯交車輛的信息處理和信號控制還存在較多問題，這對于智能網聯交通系統的發展造成了阻礙，因此應該進一步加強對智能網聯交車輛的信息處理和信號控制的研究，促進智能網聯交通系統的普及。

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