本技術涉及交通,具體涉及一種高速公路應急車道管控方法、裝置及存儲介質。
背景技術:
1、隨著經濟的發展,高速公路上機動車不斷增加。這也導致高速公路擁堵增加、事故頻發以及局部區域空氣污染加重。高速公路主動交通管控逐漸成為解決上述問題的有效方案。在眾多管控技術中,有一種名為應急車道管控的技術,是高速公路主動管控技術中非常重要的一種。其也稱為零時使用硬路肩,是一種在特定場景下,如早晚高峰出行、節假日、施工占道等等時期,通過零時開放硬路肩以增大主路通行能力的一種管理措施。早在上世紀80年代,歐洲的一些國家,如英國,法國,德國等等,將應急車道管控作為一種管理措施用于解決高速公路擁堵難題。但考慮到應急車道的特殊用途,其需要在緊急條件下為救護車,警車,工程救險車等等車輛提供高速通行通道。所以,對應急車道管控技術的應用需要考慮特殊車輛駛入管理區域等特殊交通場景。
2、開放應急車道對高速公路各個方面都有較大影響,可以概況為效率,安全和車輛排放這三個主要方面。通過開放應急車道,為局部區域或整個路段提供更大的車輛承載能力,有效減少擁堵,提高運行的效率。擁堵的消散對高速公路安全性也有很大提升作用。但是,作為在緊急時期為應急車輛提供通行保障的通道是硬路肩最原始的用途。應急車輛是應急系統中的重要組成部分,需要快速,安全地響應各種緊急事件,包括救護車,消防車和工程救險車等。作為應急救援響應的主要交通工具,保障其順利通行,減少響應時間,有助于提高救援速度。分析總結應急車道管控現狀,總結出如下應用研究問題:(1)當前的應急車道管控模式和應用情景相對單一,缺少根據實時交通狀況進行動態調整的有效手段。(2)高速公路交通流實時變化更迅速,交通環境變得更復雜。優化應急車道管控策略需要更細致的考慮高速公路各個路口路段之間的差異性,導致傳統的方法不在適用。(3)在高速公路應急車道的管理中,區域路網之間的聯動和協調不夠,導致無法形成有效的整體管控策略。并且在應急車道開放后現有策略無法應對應急車輛突然駛入管控區域等緊急狀況。
技術實現思路
1、針對上述技術問題,本技術提供一種高速公路應急車道管控方法、裝置及存儲介質,能根據實時交通狀況對應急車道進行動態調整,有效應用于實際高速公路應急車道管控中,具有一定工程應用價值。
2、為達到上述目的,本發明的技術方案是這樣實現的:
3、第一方面,本發明實施例提供了一種高速公路應急車道管控方法,所述方法包括:
4、獲取目標路段實時交通流數據,確定駛入所述目標路段的每一車輛的車輛數據,所述交通流數據包括車輛位置、車輛數、車輛速度及車輛的平均旅行時間,所述車輛數據包括位置、速度及加速度;
5、將所述目標路段分為多個子路段,設置對應的周期t,將所述實時交通流數據進行特征提取,輸入訓練后的第一模型,得到應急車道管控策略,所述特征提取包括刪除異常、補充空值、時間片切割;所述應急車道管控策略包括在當前周期t內所述目標路段中各個子路段的應急車道開關狀況;
6、基于所述車輛管控策略及所述車輛數據,確認對應的車道清理方案,得到車輛當前行駛策略。
7、可選地,所述獲取目標路段實時交通流數據,包括:
8、通過車載感知設備和/或道路感知設備獲取高速公路實時交通流數據,根據所述實時交通流數據獲取目標路段實時交通流數據。
9、可選地,所述將所述目標路段分為多個子路段,設置對應的周期t,包括:
10、設置目標路段總長為l,將其分為{l1,l2,l3,…,ln}多個子路段,每個子路段是應急車道管控策略開關的最小控制對象;當子路段li開放時,該子路段允許主車道上的車輛通過換道進入應急車道上行駛,設置對應的管控時間周期為t。
11、可選地,所述將所述實時交通流數據進行特征提取,并輸入訓練后的第一模型,得到應急車道管控策略之前,包括:
12、將連續相鄰的幾個子路段組合成一個智能體,將目標路段的多個路段劃分為n個智能體,每個智能體包括相同數目的子路段,每個智能體控制包含的子路段的開放與關閉狀態;
13、將所述智能體及時間周期t作為訓練集,設計獎勵函數,將車輛的總行程時間作為效率獎勵函數設計安全獎勵函數設計排放獎勵函數所述智能體總的獎勵函數r為:
14、
15、輸入maddpg算法進行迭代訓練,得到訓練后的第一模型。
16、可選地,所述基于所述車輛管控策略及所述車輛數據,確認對應的車道清理方案,得到車輛當前行駛策略之前,包括:
17、將車輛行駛區域進行空間離散化,通過網格系統將每一輛車在離散空間中對應到一個單元格中,車輛當前行駛策略定義為單元格到單元格之間的移動,所有車輛的排列方式將對應與一個矩陣,在執行車輛當前行駛策略前后,車輛的位置排列矩陣分別對應初始矩陣和目標矩陣,通過車輛在單元格中向左、向右移動來改變車輛的排列矩陣,每一種排列矩陣都是一個節點。
18、可選地,所述基于所述車輛管控策略及所述車輛數據,確認對應的車道清理方案,得到車輛當前行駛策略之前,還包括:
19、設計改進a*算法,定義每一次車輛移動的單位費用τ,確定初始節點s和目標狀態,設計記錄函數g(n):表示從初始節點s到節點n的路徑費用,設計啟發函數h(n):表示從節點n到目標狀態的估計費用,設計節點評估函數f(n):評估節點總費用,f(n)=g(n)+h(n);
20、初始化開放列表o_list,將初始狀態加入列表中,初始化標記列表m_list。
21、可選地,所述基于所述車輛管控策略及所述車輛數據,確認對應的車道清理方案,得到車輛當前行駛策略,還包括:
22、基于所述車輛管控策略及所述車輛數據,計算開放列表中所有節點的f函數值,選出目標節點o;
23、將標記節點o,如果當前節點排序狀態屬于目標狀態,結束;
24、如果不是,將節點o放入標記列表中,并將其相鄰節點放入開放列表中,重復計算開放列表中所有節點的f函數值,選出目標節點o步驟;
25、根據目標節點o路徑回溯,輸出車輛移動路徑車,得到車輛當前行駛策略。
26、第二方面,本發明實施例提供了一種高速公路應急車道管控裝置,所述裝置包括:
27、獲取模塊,用于獲取目標路段實時交通流數據,確定駛入所述目標路段的每一車輛的車輛數據,所述交通流數據包括車輛位置、車輛數、車輛速度及車輛的平均旅行時間,所述車輛數據包括位置、速度及加速度;
28、分類模塊,用于將所述目標路段分為多個子路段,設置對應的周期t,將所述實時交通流數據進行特征提取,輸入訓練后的第一模型,得到應急車道管控策略,所述特征提取包括刪除異常、補充空值、時間片切割;所述應急車道管控策略包括在當前周期t內所述目標路段中各個子路段的應急車道開關狀況;
29、處理模塊,用于基于所述車輛管控策略及所述車輛數據,確認對應的車道清理方案,得到車輛當前行駛策略。
30、第三方面,本發明實施例提供了一種高速公路應急車道管控裝置,包括:存儲器、處理器,其中,所述存儲器上存儲有計算機程序,所述計算機程序被所述處理器執行時實現本發明實施例任一項所述的高速公路應急車道管控方法的步驟。
31、第四方面,本發明提供了一種存儲介質,所述存儲介質上存儲有計算機程序,所述計算機程序被處理器執行時實現如本發明實施例中任一項所述高速公路應急車道管控方法的步驟。
32、如上所述,本發明實施例提供了一種高速公路應急車道管控方法、裝置及存儲介質,該方法包括:獲取目標路段實時交通流數據,確定駛入所述目標路段的每一車輛的車輛數據,所述交通流數據包括車輛位置、車輛數、車輛速度及車輛的平均旅行時間,所述車輛數據包括位置、速度及加速度;將所述目標路段分為多個子路段,設置對應的周期t,將所述實時交通流數據進行特征提取,輸入訓練后的第一模型,得到應急車道管控策略,所述特征提取包括刪除異常、補充空值、時間片切割;所述應急車道管控策略包括在當前周期t內所述目標路段中各個子路段的應急車道開關狀況;基于所述車輛管控策略及所述車輛數據,確認對應的車道清理方案,得到車輛當前行駛策略。一方面,在沒有應急車輛的時段優化高速公路應急車道管控策略,提升高速公路行車效率,改善高速公路安全性以及減少排放污染,另一方面在應急車輛駛入管理路段,如何保障應急車輛的正常行駛,減少或避免應急車道開放對應急車輛的影響。