《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于5G車聯(lián)網(wǎng)的綠波通行系統(tǒng)研究
2019年電子技術(shù)應(yīng)用第8期
田 亮,張 巖,徐 黎
大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司,北京100083
摘要: 結(jié)合MEC與C-V2X融合技術(shù),研究了一種基于5G車聯(lián)網(wǎng)的綠波通行系統(tǒng),并且在綠波通行模型、MEC應(yīng)用和協(xié)同控制管理等方面做了相關(guān)研究。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了更低時(shí)延的實(shí)時(shí)車路協(xié)同以及多個(gè)路口紅綠燈信息協(xié)同感知,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)連續(xù)性綠波優(yōu)先通行,減少路口交通擁堵,并提升運(yùn)輸效率。
中圖分類號(hào): TN914
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190740
中文引用格式: 田亮,張巖,徐黎. 基于5G車聯(lián)網(wǎng)的綠波通行系統(tǒng)研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2019,45(8):5-9.
英文引用格式: Tian Liang,Zhang Yan,Xu Li. Research on green wave transit system based on 5G-V2X[J]. Application of Electronic Technique,2019,45(8):5-9.
Research on green wave transit system based on 5G-V2X
Tian Liang,Zhang Yan,Xu Li
Datang Mobile Communication Equipment Co.,Ltd.,Beijing 100083,China
Abstract: Combined with the fusion technology of MEC and C-V2X,a green wave transit system based on 5G vehicle network is studied, and relevant researches are made on the green wave transit model, application of MEC and collaborative control management. This system can realize real-time vehicle-road coordination with lower time delay, and realize coordinated perception of traffic light information at multiple intersections, so as to realize the continuity of the green wave priority, reduce traffic congestion at intersections and improve transport efficiency.
Key words : C-V2X;MEC;green wave transit;5G

0 引言

    目前城市信號(hào)燈控制的交通路口通行效率不高,主要表現(xiàn)為:早晚高峰時(shí)段擁堵比較嚴(yán)重;閑時(shí)段(尤其是夜間)車輛必須等待紅綠燈周期性變化,車輛不能根據(jù)匹配通過路口的車速實(shí)時(shí)調(diào)整控制紅綠燈狀態(tài);視線受限或司機(jī)對(duì)紅綠燈信息的誤判也會(huì)造成車輛追尾或闖紅燈引起的交通事故導(dǎo)致?lián)矶?。智能?lián)網(wǎng)汽車將實(shí)現(xiàn)安全可靠、高效節(jié)能和信息服務(wù),將來會(huì)改變?nèi)藗兩畛鲂?。隨著我國(guó)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)上升到國(guó)家戰(zhàn)略高度,產(chǎn)業(yè)政策持續(xù)利好,車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系已經(jīng)從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)層面完成頂層設(shè)計(jì),多個(gè)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用聯(lián)盟也開始重視研究車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和技術(shù)創(chuàng)新。實(shí)時(shí)車路協(xié)同是車聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用場(chǎng)景之一,車路協(xié)同需要5G網(wǎng)絡(luò)提供低時(shí)延和高可靠等關(guān)鍵技術(shù)[1-2],需要“智能的車”和“聰明的路”來改變當(dāng)前交通狀態(tài),提升通行效率。

    優(yōu)先通行是實(shí)現(xiàn)綠波通行的基礎(chǔ)功能,國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了相關(guān)研究并提出幾種算法,這些算法存在缺點(diǎn)和不足,以至于無法進(jìn)一步應(yīng)用推廣,如:通過PC5接口調(diào)整紅綠燈狀態(tài),受限于5.9G通信距離短和容易遮擋的影響,車路協(xié)同感知范圍變小,無法提前作出預(yù)判和調(diào)整駕駛策略;固定位置改變紅綠燈狀態(tài),沒有結(jié)合實(shí)時(shí)車速、行駛方向、路口車流量大小等因素綜合判斷,算法不夠靈活,不能保障快速通行。

    本文分析了車輛通過路口綠波通行時(shí)間模型,針對(duì)已有算法的不足,提出了基于5G網(wǎng)絡(luò)邊緣計(jì)算(Multi-Access Edge Computing,MEC)技術(shù)[3-4]的綠波通行系統(tǒng)。在算法模型中,結(jié)合實(shí)時(shí)車輛信息和紅綠燈信息,通過網(wǎng)聯(lián)式交互,增加車輛協(xié)同感知范圍,利用MEC邊緣計(jì)算低時(shí)延下發(fā)給車端,便于車輛實(shí)時(shí)作出正確駕駛決策和調(diào)整燈態(tài)信息,確保行駛方向多個(gè)路口連續(xù)性綠波,達(dá)到高效通行目的。

1 綠波通行業(yè)務(wù)

1.1 定義與原理

    綠波通行業(yè)務(wù)是指車輛根據(jù)自身信息(包括車速、位置、離紅綠燈距離等)和紅綠燈信息(包括燈態(tài)、倒計(jì)時(shí)、位置等),綜合計(jì)算判斷,調(diào)整對(duì)應(yīng)路口紅綠燈狀態(tài)及匹配通過路口車速,達(dá)到快速通行目的,有效緩解路口擁堵。

    實(shí)現(xiàn)綠波通行業(yè)務(wù)的系統(tǒng)原理如圖1所示,路側(cè)單元(Road Side Unit,RSU)從交通信號(hào)機(jī)實(shí)時(shí)獲取紅綠燈的燈態(tài)信息,通過5G網(wǎng)絡(luò)邊緣MEC下發(fā)給搭載車載單元(On board Unit,OBU)的智能網(wǎng)聯(lián)車輛。

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    (1)交通信號(hào)機(jī):周期性控制交叉路口交通信號(hào)燈變化,便于指導(dǎo)機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車及行人安全通行;

    (2)路側(cè)單元RSU:支持LTE、LTE-V2X、5G、5G-V2X等通信制式,部署在紅綠燈顯示裝置附近位置,支持與交通基礎(chǔ)設(shè)施(例如:信號(hào)機(jī)、傳感器等)和車載單元OBU通信;

    (3)高精度定位模塊:支持GPS、北斗等多模定位能力,提供物體有效位置信息,精度為厘米級(jí);

    (4)邊緣MEC:部署綠波通行控制策略及其他業(yè)務(wù)應(yīng)用策略,邊緣計(jì)算平臺(tái)部署在基站側(cè)或近端邊緣機(jī)房,本地業(yè)務(wù)下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣,進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延,實(shí)時(shí)車路協(xié)同時(shí)延要求小于10 ms;

    (5)車載單元OBU:支持LTE、LTE-V2X、5G、5G-V2X等通信制式,同時(shí)集成高精度定位模塊和本地節(jié)點(diǎn)計(jì)算模塊,支持OBU與OBU之間通信、OBU與RSU之間通信;

    (6)顯示裝置:主要用于顯示紅綠燈狀態(tài)和車速引導(dǎo)信息,可嵌入儀表盤或高精度地圖,便于駕駛員觀察。

1.2 業(yè)務(wù)模型

    在車輛駕駛過程中,當(dāng)前遇到紅綠燈變化,通過路口時(shí)間簡(jiǎn)化為6種模型:

    (1)當(dāng)前是紅燈,且倒計(jì)時(shí)為最小值范圍,默認(rèn)是小于等于5 s,車輛不能安全通過路口;

    (2)當(dāng)前是紅燈,且倒計(jì)時(shí)不是最小值范圍,車輛不能安全通過路口;

    (3)若當(dāng)前是黃燈,且是持續(xù)3 s閃爍,車輛不能安全通過路口;

    (4)若當(dāng)前是綠燈,且倒計(jì)時(shí)為最小值范圍,默認(rèn)是小于等于3 s,車輛不能安全通過路口;

    (5)若當(dāng)前是綠燈,且倒計(jì)時(shí)為大于3 s,車輛不能安全通過路口;

    (6)若當(dāng)前是綠燈,車輛能安全通過路口。

    實(shí)際應(yīng)用中車輛實(shí)時(shí)根據(jù)路況信息調(diào)整匹配車速變化,即可能存在加速、勻速、降速。本文為了便于理解,假設(shè)車輛保持勻速行駛,車輛通過路口至少時(shí)間模型:T=D/V。其中,D為車輛實(shí)時(shí)離紅綠燈路口距離,V為車輛實(shí)時(shí)車速。

2 綠波通行系統(tǒng)

2.1 總體方案

    系統(tǒng)設(shè)計(jì)核心是紅燈則縮短和綠燈則延長(zhǎng),若當(dāng)前是綠燈,且剩余倒計(jì)時(shí)時(shí)間不足保障車輛安全通過,立即調(diào)整延長(zhǎng)綠燈時(shí)長(zhǎng)到最大值,且倒計(jì)時(shí)顯示為最大值,同時(shí)在車端儀表盤或高精度地圖等裝置同步顯示燈態(tài)變化,車輛自動(dòng)調(diào)整匹配車速,確保安全通過路口;若當(dāng)前是紅燈,且剩余倒計(jì)時(shí)可調(diào)整,在當(dāng)前距離立即調(diào)整縮短紅燈時(shí)長(zhǎng)到最小值,且倒計(jì)時(shí)顯示為最小值,縮短紅燈等待時(shí)間目的是為了快速變?yōu)榫G燈,同樣顯示燈態(tài)變化和調(diào)整匹配車速安全行駛。

    基于MEC應(yīng)用的綠波通行是實(shí)時(shí)車路協(xié)同典型業(yè)務(wù)應(yīng)用之一,綠波通行系統(tǒng)組網(wǎng)架構(gòu)如圖2所示,其中,紅綠燈的燈態(tài)顯示順序從上到下分別是紅燈、黃燈、綠燈。

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    系統(tǒng)涉及智能網(wǎng)聯(lián)C-V2X(Cellular-Vehicle-to-Everything)設(shè)備、交通信號(hào)機(jī)、基站、邊緣MEC、核心網(wǎng)和應(yīng)用平臺(tái)等設(shè)備。邊緣MEC部署在基站側(cè)或邊緣機(jī)房,綠波通行調(diào)整控制策略和高精度地圖等算法部署在MEC上,利用5G系統(tǒng)MEC邊緣計(jì)算能力,將高帶寬、低時(shí)延、本地化業(yè)務(wù)下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣,進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)傳輸效率。采用基于邊緣MEC處理方式,具有較大技術(shù)優(yōu)勢(shì):

    (1)通過Uu口網(wǎng)聯(lián)方式,不受PC5通信距離的限制,滿足車與周邊通信單元之間的信息交互,增加車輛對(duì)周圍環(huán)境感知范圍;

    (2)本地化業(yè)務(wù)下沉到MEC網(wǎng)絡(luò)邊緣,利于低時(shí)延高可靠傳輸;

    (3)多個(gè)路口紅綠燈信息實(shí)時(shí)上報(bào)給MEC,MEC提供統(tǒng)一的管理決策與服務(wù)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)多維時(shí)空環(huán)境下的聯(lián)合作業(yè)應(yīng)用,降低對(duì)現(xiàn)有智能系統(tǒng)感知和決策計(jì)算能力;

    (4)基于路口車流量大小和多方向管控,以及大數(shù)據(jù)處理,調(diào)整紅綠燈狀態(tài),實(shí)現(xiàn)綠波通行。

    根據(jù)RSU歸屬M(fèi)EC的屬性,多個(gè)交通路口RSU實(shí)時(shí)上報(bào)信號(hào)機(jī)的紅綠燈狀態(tài)信息(包括燈狀態(tài)、倒計(jì)時(shí)等),通過5G網(wǎng)絡(luò)MEC邊緣服務(wù)器低時(shí)延下發(fā)給車載單元OBU,OBU和RSU互為實(shí)時(shí)通信,構(gòu)成實(shí)時(shí)車路協(xié)同感知系統(tǒng)。智能網(wǎng)聯(lián)車輛實(shí)時(shí)感知到前方多個(gè)路口的紅綠燈狀態(tài)信息,行駛方向距離最近的紅綠燈狀態(tài)在車內(nèi)儀表盤或高精度地圖同步呈現(xiàn),系統(tǒng)實(shí)時(shí)基于車輛根據(jù)自身信息(包括車速、位置、離紅綠燈距離等)和紅綠燈信息(包括燈態(tài)、倒計(jì)時(shí)、位置等),綜合計(jì)算和判斷是否能安全通過路口。基于紅燈則縮短和綠燈則延長(zhǎng)的調(diào)整原則,系統(tǒng)實(shí)時(shí)計(jì)算每個(gè)路口安全通行時(shí)間,有利于保證智能網(wǎng)聯(lián)車輛,尤其是BRT公交、救急車、保障車等高優(yōu)先權(quán)或特殊車輛,在綠燈狀態(tài)下,以最優(yōu)車速安全地通過路口,減少路口擁堵,從而提高通行效率,實(shí)現(xiàn)多個(gè)路口連續(xù)性綠波通行。同時(shí)也能起到節(jié)能減排作用,尤其是夜間行駛的時(shí)候比較明顯。車輛與紅綠燈具有動(dòng)態(tài)調(diào)整自適應(yīng)協(xié)同控制功能,是LTE-V/5G智能網(wǎng)聯(lián)實(shí)時(shí)車路協(xié)同系統(tǒng)發(fā)展關(guān)鍵技術(shù),也是自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

2.2 實(shí)現(xiàn)機(jī)制

    綠波通行實(shí)現(xiàn)流程如圖3所示。

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2.2.1 通信協(xié)議

    RSU和信號(hào)機(jī)映射關(guān)系表示為:RSU安裝位置緊挨紅綠燈,每個(gè)RSU和交通信號(hào)機(jī)有對(duì)應(yīng)唯一標(biāo)識(shí);一個(gè)RSU連接一個(gè)信號(hào)機(jī),當(dāng)然也可以同時(shí)連接多個(gè)信號(hào)機(jī),考慮到實(shí)際應(yīng)用,建議優(yōu)先采用一對(duì)一映射關(guān)系。通信協(xié)議如下:

    (1)RSU通過UDP/TCP協(xié)議與紅綠燈的信號(hào)機(jī)通信,信號(hào)機(jī)按照最小周期上報(bào)自身狀態(tài)信息(包括燈態(tài)、倒計(jì)時(shí)等)給RSU,同時(shí)RSU具有調(diào)整控制信號(hào)機(jī)功能;

    (2)實(shí)時(shí)車路協(xié)同要求V2X設(shè)備(RSU和OBU)和交通基礎(chǔ)設(shè)施(信號(hào)機(jī)、傳感器)上報(bào)周期小于100 ms;

    (3)利用RSU自身高精度模塊定位,可實(shí)時(shí)獲取自身位置信息,即對(duì)應(yīng)紅綠燈位置信息;

    (4)RSU通過5G網(wǎng)絡(luò),把紅綠燈信息(包括燈態(tài)、倒計(jì)時(shí)、位置等)上報(bào)給MEC,利用MEC低時(shí)延下發(fā)給車載終端OBU,RSU和OBU建立實(shí)時(shí)通信,車路感知協(xié)同,使得車輛提前獲取紅綠燈狀態(tài)信息,便于調(diào)整燈態(tài)及控制合理車速,以最優(yōu)車速行駛。

    具體計(jì)算過程如下:

    系統(tǒng)基于車輛根據(jù)自身信息(包括車速、位置、離紅綠燈距離等)和紅綠燈信息(包括燈態(tài)、倒計(jì)時(shí)、位置等),綜合計(jì)算和判斷是否能安全通過路口。假設(shè)當(dāng)前紅綠燈倒計(jì)時(shí)剩余時(shí)間為t,當(dāng)前實(shí)時(shí)車速V,保持勻速。

    (1)通過交互車端信息和紅綠燈信息,實(shí)時(shí)計(jì)算出當(dāng)前車輛離紅綠燈路口的距離D;

    (2)通過速率/時(shí)間關(guān)系,實(shí)時(shí)得出安全通過路口至少需要時(shí)間T,T=D/V。

2.2.2 決策和控制過程

    根據(jù)上述實(shí)時(shí)計(jì)算結(jié)果,將T與t實(shí)時(shí)比較,若T>t,且t為綠燈倒計(jì)時(shí)時(shí)間,說明剩余綠燈時(shí)間太短,此時(shí)不能保證車輛安全通過路口,在不加速情況下,需要觸發(fā)綠燈延長(zhǎng)流程;若T<t時(shí),且t為紅燈倒計(jì)時(shí)時(shí)間,說明剩余紅燈時(shí)間太長(zhǎng),在不減速情況下,此時(shí)車輛需要停止在路口等待變?yōu)榫G燈,因此需要觸發(fā)紅燈縮短流程。假設(shè)當(dāng)前車輛距離路口150 m(實(shí)際應(yīng)用距離是變量D),當(dāng)前車速為60 km/h,首先判斷燈態(tài),實(shí)現(xiàn)綠波通行過程如下:

    (1)若當(dāng)前是紅燈,且倒計(jì)時(shí)顯示為最小值范圍,默認(rèn)最小值是5 s(可配),為了安全起見,1~5 s內(nèi)建議不做調(diào)整變化。一般情況下,默認(rèn)剩余15 s內(nèi)倒計(jì)時(shí)裝置才顯示。系統(tǒng)在行駛過程中燈狀態(tài)信息和車速信息均有語(yǔ)音形式提示/界面實(shí)時(shí)呈現(xiàn)提示,提示內(nèi)容包括但不限于:當(dāng)前車速、燈狀態(tài)、燈剩余時(shí)間、離路口距離、通過路口剩余時(shí)間、建議加速/勻速/減速到“XX km/h”等,進(jìn)行合理車速信息引導(dǎo),輔助提示司機(jī)或車輛。距離路口大于150 m,參考城市路口限速一般不高于60 km/h,5 s車輛運(yùn)行最大距離85 m左右,因此在這個(gè)過程中,其實(shí)不需要減速,等5 s過后紅燈正常變?yōu)榫G燈,車輛在綠燈狀態(tài)下,能夠快速安全通過路口,實(shí)現(xiàn)綠波通行。

    (2)若當(dāng)前是紅燈,且剩余時(shí)間大于5 s(可能大于15 s或小于15 s),滿足紅燈縮短條件,立即按照最大量縮短紅燈時(shí)長(zhǎng)x,減少到最小值5 s,且倒計(jì)時(shí)顯示為最小值5 s,后面流程同步驟(1)。

    (3)若當(dāng)前是黃燈,通常是最大值不超過3 s,且持續(xù)閃爍,也是不可調(diào)整狀態(tài),等它正常變?yōu)榧t燈,后面流程同步驟(2),即紅燈縮短。

    (4)若當(dāng)前是綠燈,且倒計(jì)時(shí)顯示為最小值范圍,默認(rèn)最小值3 s,綠燈在1~3 s內(nèi)建議也不再調(diào)整變化。6 s后正常變紅燈,滿足紅燈縮短條件,立即按照最大量縮短紅燈時(shí)長(zhǎng)x,減到最小值5 s,且倒計(jì)時(shí)顯示為最小值5 s,流程同步驟(2)。如果整個(gè)過程車輛不減速,11 s內(nèi)燈態(tài)不可調(diào)整,預(yù)估11 s車輛運(yùn)行距離183 m左右,出現(xiàn)闖紅燈危險(xiǎn),因此在不可調(diào)整時(shí)間內(nèi),系統(tǒng)提醒車輛降速調(diào)整到50 km/h以下,后面流程同步驟(1)。因此遇到這種情況,車輛也可以提前在200 m左右調(diào)整控制紅綠燈狀態(tài)。

    (5)若當(dāng)前是綠燈,且剩余時(shí)間大于3 s(可能大于15 s或小于15 s),滿足綠燈延長(zhǎng)條件,立即按照最大量延長(zhǎng)綠燈時(shí)長(zhǎng)x,增加到最大值,且倒計(jì)時(shí)顯示為最大值,足以保證車輛在綠燈狀態(tài)下能夠快速安全通過路口,實(shí)現(xiàn)綠波通行。系統(tǒng)在車輛行駛過程中燈狀態(tài)信息和車速信息均有語(yǔ)音形式提示/界面實(shí)時(shí)呈現(xiàn)提示系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)語(yǔ)音形式提示/界面實(shí)時(shí)呈現(xiàn)提示,提示內(nèi)容同步驟(1)。

2.2.3 決策和控制過程

    考慮到十字路口復(fù)雜性,在實(shí)際應(yīng)用中,可能存在單方向或多方向短時(shí)間內(nèi)同時(shí)多個(gè)車輛向紅綠燈(RSU)發(fā)起調(diào)整控制請(qǐng)求,每個(gè)車輛根據(jù)自身需求發(fā)起調(diào)整請(qǐng)求,到底是哪個(gè)方向優(yōu)先調(diào)整或哪個(gè)不允許調(diào)整,這時(shí)需要MEC統(tǒng)一管理調(diào)度處理及控制紅綠燈策略。本系統(tǒng)進(jìn)一步結(jié)合特殊車輛、路口每個(gè)方向車流量大小、調(diào)整周期等綜合因素來判斷和控制,有效減少頻繁調(diào)整紅綠燈狀態(tài)次數(shù),使得調(diào)整控制更加合理性和人性化??紤]到路口擁堵時(shí)車路流量大,交互處理數(shù)據(jù)量大,采用邊緣云MEC服務(wù)器處理方式,服務(wù)器可部署在近端基站或邊緣機(jī)房。路口監(jiān)控設(shè)備(攝像頭、雷達(dá)等)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)路口每個(gè)方向動(dòng)態(tài)路況信息(車流量大?。?,并實(shí)時(shí)上報(bào)給邊緣云MEC服務(wù)器,服務(wù)器與車載單元通信,MEC實(shí)時(shí)下發(fā)和更新調(diào)整策略,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)車路協(xié)同系統(tǒng)。多車協(xié)同調(diào)整控制紅綠燈處理策略如下:

    (1)具有高優(yōu)先權(quán)的特殊車輛(110/120/119等)

    ①綠波通行紅綠燈調(diào)整控制周期T(如默認(rèn)4 s),即4 s內(nèi)僅允許調(diào)整控制本方向紅綠燈狀態(tài)1次。特殊車輛是根據(jù)車載單元ID標(biāo)識(shí)定義的,具有調(diào)整控制紅綠燈最高優(yōu)先級(jí),因此調(diào)整周期可設(shè)置短些。

    若僅本方向存在特殊車輛,并發(fā)起紅綠燈調(diào)整控制請(qǐng)求,系統(tǒng)優(yōu)先響應(yīng)調(diào)整控制本方向紅綠燈狀態(tài)的請(qǐng)求,不考慮其他方向車流量大小和非特殊車輛調(diào)整周期,直接對(duì)這些特殊車輛給予高優(yōu)先通行權(quán)限,即立即響應(yīng)綠燈延長(zhǎng)或紅燈縮短處理原則。

    ②在同一個(gè)周期T1,若有多個(gè)特殊車輛發(fā)起紅綠燈調(diào)整控制請(qǐng)求(如A車第1 s發(fā)起請(qǐng)求,B車第3 s發(fā)起請(qǐng)求),系統(tǒng)僅處理第一輛車(A車)請(qǐng)求響應(yīng),其他車輛(B車)請(qǐng)求不處理,只能排隊(duì)等待;第一個(gè)周期處理結(jié)束,若第二周期還是有車(B車)發(fā)出請(qǐng)求,則在第7 s響應(yīng)處理請(qǐng)求。

    (2)普通車輛

    綠波通行紅綠燈調(diào)整控制周期t(如默認(rèn)8 s),即8 s內(nèi)允許調(diào)整控制本方向紅綠燈狀態(tài)1次。

    ①同一方向(目前同向和相向紅綠燈狀態(tài)是保護(hù)同步的),在同一個(gè)周期t內(nèi),同時(shí)存在多個(gè)車輛發(fā)起紅綠燈調(diào)整控制請(qǐng)求,且垂直方向并沒有車輛經(jīng)過,也不存在特殊車輛,系統(tǒng)僅處理第一輛車請(qǐng)求響應(yīng),其他車輛請(qǐng)求不處理,只能排隊(duì)等待第二個(gè)周期,即本周不能滿足綠波通行;若第二周期還有車輛發(fā)出請(qǐng)求(包括第一周期不能滿足綠波通行的車輛),處理策略同第一個(gè)周期。

    ②同一方向和垂直方向,在同一個(gè)周期t內(nèi),同時(shí)存在多個(gè)車輛發(fā)起紅綠燈調(diào)整控制請(qǐng)求,也不存在特殊車輛,需要結(jié)合路口每個(gè)方向車流量大小和調(diào)整周期來判斷和控制,系統(tǒng)優(yōu)先響應(yīng)調(diào)整控制車流量最大(擁堵嚴(yán)重的)的方向?qū)?yīng)的紅綠燈狀態(tài);第一個(gè)周期t1處理結(jié)束,若本方向車流量仍然過大,第二個(gè)周期t2還是調(diào)整控制本方向的紅綠燈狀態(tài),其他方向只能排隊(duì)等待處理,以此類推。

    (3)快速公交BRT

    BRT是直行,社會(huì)車輛僅允許掉頭的場(chǎng)景。綠波通行紅綠燈調(diào)整控制周期t(如默認(rèn)8 s),即8 s內(nèi)允許調(diào)整本方向紅綠燈狀態(tài)1次。

    ①僅有BRT車輛接近路口時(shí),且發(fā)起紅綠燈調(diào)整控制請(qǐng)求,系統(tǒng)響應(yīng)處理BRT方向發(fā)起紅綠燈調(diào)整控制請(qǐng)求,提高BRT通行效率和調(diào)度運(yùn)力。

    ②BRT車輛和社會(huì)車輛同時(shí)接近路口時(shí),且同時(shí)發(fā)起紅綠燈調(diào)整請(qǐng)求,系統(tǒng)優(yōu)先響應(yīng)處理BRT方向發(fā)起紅綠燈調(diào)整控制請(qǐng)求,社會(huì)車輛請(qǐng)求排隊(duì)等待;等沒有BRT車輛發(fā)起紅綠燈調(diào)整請(qǐng)求,才響應(yīng)處理社會(huì)車輛發(fā)起紅綠燈調(diào)整請(qǐng)求,提高BRT通行效率和調(diào)度運(yùn)力。

    ③僅有社會(huì)車輛接近路口時(shí),且發(fā)起紅綠燈調(diào)整控制請(qǐng)求,系統(tǒng)響應(yīng)處理社會(huì)車輛方向發(fā)起紅綠燈調(diào)整請(qǐng)求,減少社會(huì)車輛等待紅燈時(shí)間。

3 結(jié)束語(yǔ)

    本文結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)邊緣MEC低時(shí)延、高可靠等關(guān)鍵技術(shù),對(duì)MEC與C-V2X融合實(shí)現(xiàn)綠波通行系統(tǒng)做了研究。該系統(tǒng)能夠擴(kuò)大智能網(wǎng)聯(lián)車輛感知范圍,多個(gè)路口紅綠燈信息同時(shí)上報(bào)或調(diào)整處理,車與路信息實(shí)時(shí)協(xié)同感知,減少路口交通擁堵,可實(shí)現(xiàn)多個(gè)路口連續(xù)性綠波優(yōu)先通行,提升交通運(yùn)輸效率,是5G智能網(wǎng)聯(lián)實(shí)時(shí)車路協(xié)同系統(tǒng)發(fā)展關(guān)鍵技術(shù),也是自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 5G自動(dòng)駕駛聯(lián)盟.5G自動(dòng)駕駛白皮書[R].2018.

[2] IMT-2020(5G)推進(jìn)組.C-V2X白皮書[R].2018.

[3] IMT-2020(5G)推進(jìn)組.MEC與C-V2X融合白皮書終稿[R].2019.

[4] CAICT中國(guó)信通院.車聯(lián)網(wǎng)白皮書(2018年)[R].2018.



作者信息:

田  亮,張  巖,徐  黎

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