一種基於高速公路交通事故下的車輛協同換道引導方法

2023-09-20 11:05:36 1

1.本發明涉及智能駕駛技術領域，特別是涉及一種基於高速公路交通事故下的車輛協同換道引導方法。


背景技術：

2.高速公路由於行車速度快、道路環境封閉、救援形式單一等原因，在面對突發交通事故時不能夠進行快速精準的定位和及時高效的救援，一方面往往會造成事故路段的交通擁堵，降低道路通行能力；另一方面由於事故後方車輛缺少對事故信息的掌握和預判，而引發二次交通事故或擁堵，造成嚴重的人員傷亡和財產損失。快速獲取交通事故信息並通過分析對後方車輛進行合理的引導，能夠有效的緩解交通事故造成的擁堵，減少對事故路段交通流的影響。車路協同的逐步普及推廣，為此類典型應用場景的實現提供了可能，特別是通過對事故後方車輛的協同換道引導，避免二次事故和擁堵，顯著地提升交通安全，緩解交通擁堵，提高道路通行能力。
3.換道行為對道路交通安全、交通擁堵以及道路通行能力等都有重要的影響。隨著智能網聯技術的發展，一類智能換道模型被提出來，其主要基於車路協同技術被分為單車智能換道和多車協同換道。目前該領域的研究多以換道軌跡預測為主，如基於雙曲正切函數、貝塞爾曲線等方法的協同換道軌跡研究。基於車路協同信息平臺建立了多車道協同換道模型，提高了車輛在多車道條件下的行駛安全性。曲大義等考慮了車輛換道過程中的動態變化因素，通過分析網聯混合交通流狀態下協同與傳統車輛之間的關係，運用博弈論的思想建立了車輛換道建模。20世紀美國在path中提出了多車協同換道的概念，提出了多車編隊，首車引導的駕駛模式，不僅降低了交互模式下的信息延遲，同時還提高了道路的通行效率。nie等重點考慮了協同車輛之間的信息交流複雜性和防碰撞因素，提出了更加安全的換道決策。現有技術中還公開了在進行協同車隊編組時，考慮了車隊內部的縱向間距，提出了車隊協作規則。lombard等將實時優化算法運用到車輛的參數調整中，建立了動態協同換道模型。但是目前換道引導更多聚集在傳統安全領域，例如最小換道間隙、最小車頭時距、最小換道風險等，對於行車效率方面的研究比較薄弱，特別是事故發生後換道引導後對於其後路段的交通流運行效率，如通行能力、車輛排隊延誤等的研究有待進一步深入。
4.另一方面，安全勢場理論雖最早應用於機器人的路徑規劃研究中，但近些年已有相關學者將其與交通流理論相結合，並證明了其可行性。如wolf等運用人工勢場理論的相關概念，以車輛的速度為變量，建立不同的勢場模型，通過勢場與交通行為之間的映射關係建立了車輛勢場的楔形形式。李林恆等在原有的安全勢場理論中引入車輛加速度參數，構建了智能網聯環境下的車輛跟馳模型。ma等通過考慮周圍車輛間距對換道橫向加速度的影響，基於勢能場理論，建立了城市道路車輛換道時間模型。王樹鳳等將人工勢場與虛擬領航者相結合，提出了橢圓勢場作用區域，對車隊進行控制引導。li等針對不同刺激類型的效應，建立了一種基於勢場理論的車輛跟馳模型。通過仿真實驗，驗證了車輛在該模型能夠在不斷變化的交通環境中進行精準、快速的交互操作。雖然目前安全勢場在交通流領域的研
究已經很多，但是目前較少以交通事故為背景，將安全勢場理論與其影響下的交通流理論融合研究。


技術實現要素：

5.本發明的目的是提供一種基於高速公路交通事故下的車輛協同換道引導方法，在智能網聯環境下，結合交通事故信息和事故路段的交通流狀況可通過路側設備實時採集與傳輸的特點，通過安全勢場理論，構建交通事故勢場模型，並提出多種交通事故場景下的換道引導策略，旨在減少突發交通事故對事故路段交通流的影響，提高運行效率。
6.為實現上述目的，本發明提供了如下方案：
7.一種基於高速公路交通事故下的車輛協同換道引導方法，包括：
8.確定交通事故發生路段，檢測所述交通事故發生路段的交通流狀況，獲取事故信息；
9.基於所述事故信息，構建事故影響度函數，通過所述事故影響度函數判斷是否需要對後方車輛進行換道引導；
10.若需要對所述後方車輛進行換道引導，則構建交通事故安全勢場模型，根據不同的道路條件提出相應的車輛及車隊協同換道引導策略，同時基於安全勢場理論計算車輛換道的安全臨界距離以及車輛的最佳換道位置，執行換道策略。
11.優選地，檢測所述交通事故發生路段的交通流狀況，包括：獲取實時交通流數據，對所述事故發生路段進行功能區域劃分，其中，所述功能區域包括：事故保護區域、協同換道引導區域、引導過渡區域和自由駕駛區域，所述引導過渡區域包含在所述協同換道引導區域內。
12.優選地，確定所述協同換道引導區域l的方法為：
[0013][0014]
式中，n代表引導過渡區長度；s
l
代表運行車輛抵達保護區附近隊列末端時的最小安全間距；h為路側攝影機的高度；m
×
n為攝影機圖像解析度；α和θ為攝像機鏡頭與地面的垂直視場角；n1和n2分別為隊首和隊尾的像素坐標值。
[0015]
優選地，確定所述引導過渡區域n的方法為：
[0016][0017]
式中，v1代表車輛在進入引導區減速前的車速；v2代表車輛在引導區減速後的車速；g代表重力加速度；t代表駕駛員的反映時間。
[0018]
優選地，通過所述事故影響度函數判斷是否需要對後方車輛進行換道引導，包括：
[0019]
基於所述事故影響度函數σ，設定換道引導閾值σ0，若σ＜σ0，則不介入引導；若σ≥σ0，則對事故車道上的車輛進行換道引導。
[0020]
優選地，所述事故影響度函數σ為：
[0021]
σ＝ω1μ+ω2ρ+ω3ξ
[0022]
式中，ωi代表權重係數；μ代表車道佔有率；ρ代表線密度變化率；ξ代表平均速度
變化率。
[0023]
優選地，構建所述交通事故安全勢場模型，包括：
[0024]
以事故點為坐標原點，事故後方為x軸，垂直方向為y軸，建立坐標系；基於所述坐標系並結合安全勢場理論，構建所述交通事故安全勢場模型：
[0025][0026]
式中，a代表運行車輛抵達保護區附近隊列末端時的最小安全間距的一半，即b代表交通事故的橫向影響距離；q代表交通事故的縱向影響距離。
[0027]
優選地，根據不同的道路條件提出相應的車輛及車隊協同換道引導策略，包括：
[0028]
監測車輛距離事故點的距離，通過所述車輛距離事故點的距離與所述交通事故安全勢場模型，得到事故後方車輛在行駛過程中受到交通事故的作用勢場，基於所述事故後方車輛在行駛過程中受到交通事故的作用勢場、車輛自身安全勢場、可通行車道數量及車道交通量大小，獲得相應的所述車輛協同換道引導策略。
[0029]
優選地，計算所述車輛換道的安全臨界距離的方法為：
[0030][0031]
式中，為車輛k與車輛j1之間的最小換道距離；lk為車輛k在t時間裡行駛的距離；為車輛j1在t時間裡行駛的距離；為完成換道後兩車之間的最小跟馳安全距離；α為車輛k換道的橫向移動距離；θ為車輛k換道時車頭的轉向角；vk為車輛k的初始速度；a為車輛k在進行換道時的加速度；為車輛j1的行駛速度。
[0032]
優選地，所述車輛的最佳換道位置為：
[0033][0034]
其中，代表車輛k與車輛j2之間的最小換道距離；為車輛j2的行駛速度；
為換道後車輛k的安全勢場；為換道後車輛j2的安全勢場；t為車輛換道時間；mk、分別為車輛k和車輛
j2
的等效質量；
β1
為待定係數。
[0035]
本發明的有益效果為：
[0036]
本發明通過路側設備實時獲取事故路段的交通流狀態，計算最佳換道引導距離，在合理的條件下給事故後方車輛發送引導信號來完成協同換道，實現車輛對事故的避讓。
附圖說明
[0037]
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0038]
圖1為本發明實施例的交通事故下的車輛協同換道引導方法流程圖；
[0039]
圖2為本發明實施例的事故影響路段協同換道的各區域劃分示意圖；
[0040]
圖3為本發明實施例的事故發生在不同場景下的示意圖，其中a為交通事故發生在雙向四車道場景，b為交通事故發生在雙向多車道中間車道場景，c為交通事故發生在雙向多車道內(外)車道場景；
[0041]
圖4為本發明實施例的高速公路突發交通事故安全勢場示意圖；
[0042]
圖5為本發明實施例的雙車道不同場景下的多車協同換道過程示意圖；
[0043]
圖6為本發明實施例的多車道不同場景下的多車協同換道過程示意圖；
[0044]
圖7為本發明實施例的車輛安全換道距離示意圖。
具體實施方式
[0045]
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0046]
為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。
[0047]
本實施例提供一種基於高速公路交通事故下的車輛協同換道引導方法，如圖1，具體包括：
[0048]
當交通事故發生時，通過路側設施提供的實時交通流數據，對事故路段進行功能區域劃分。如圖2所示，基於對交通參與者的安全考慮，在事故地點設置事故保護區域(s)，通過路側設備對事故地點後方路段交通流進行監測，當達到引導閾值時，開始對協同換道引導區域(l)內的車輛進行引導，該區域的長度根據實時交通量進行改變；對於距離事故點較遠的車輛，可通過車載系統向駕駛員傳遞前方事故信息，但不進行駕駛引導，即自由駕駛區域(f)。考慮到駕駛員由自由駕駛區進入換道引導區時，對於引導指令需要有一定的反映時間，因此設定引導過渡區(n)，為車輛協同引導決策做準備。
[0049]
1.事故保護區距離
[0050]
高速公路交通事故保護區域的距離一般由交通事故本身的嚴重程度和車輛行駛速度決定，計算公式如下：
[0051]
s＝0.625vn+2q(1)
[0052]
其中：v代表高速公路上車輛的運行速度；n代表因發生交通事故而佔據的行車道寬度；q代表交通事故現場的橫向距離。
[0053]
2.引導過渡區距離
[0054]
駕駛員由自由駕駛區進入換道引導區後，對接收到的引導決策指令需要有一定的反應時間，同時，為保證安全需要車輛進行減速已達到換道要求。期間車輛行駛的路程定義為引導過渡區距離，計算公式如下：
[0055][0056]
其中：v1代表車輛在進入引導區減速前的車速；v2代表車輛在引導區減速後的車速；g代表重力加速度，一般取9.8m/s2；t代表駕駛員的反映時間，一般取0.75s。
[0057]
3.協同換道引導區域距離
[0058]
高速公路車輛進行協同換道引導區域後，需要通過合理策略對車輛進行換道引導。計算公式如下：
[0059]
l＝n+s
l
+lc(3)
[0060]
其中：n代表引導過渡區長度；s
l
代表運行車輛抵達保護區附近隊列末端時的最小安全間距；lc代表交通擁堵時排隊長度。
[0061]
在智能交通系統背景下，機器視覺技術快速發展，相關學者提出了基於視覺技術的車輛排隊長度計算方法:
[0062][0063]
其中：h為路側攝影機的高度；α和θ為攝像機鏡頭與地面的垂直視場角；m
×
n為攝影機圖像解析度；n1和n2分別為隊首和隊尾的像素坐標值。
[0064]
因此，最終的協同換道引導區域的距離計算公式為：
[0065][0066]
高速公路上的交通事故往往都是突發的，當交通量較大時，突然出現的障礙物會導致路段交通流狀態發生變化，例如車道佔有率、車輛行駛速度、線密度等。在交通流較小的情況下，事故後方車輛往往可以通過自行變道通過事故路段，不會形成擁堵。因此，為了判斷需要在何時介入引導，構建事故影響度函數σ，設定換道引導閾值為σ0，如果σ＜σ0，則不介入引導，儘可能減少對駕駛員的幹擾；當σ≥σ0時，對事故車道上的車輛進行換道引導。σ的計算見公式(6)～(9)。
[0067][0068]
[0069][0070]
σ＝ω1μ+ω2ρ+ω3ξ(9)
[0071]
其中：n代表事故路段車道數；l代表事故路段監測車道長度；ωi代表權重係數；mi代表事故發生前後時間內的車輛數。
[0072]
換道行為分為自由換道、協同換道和強制換道。當車輛未進入協同引導區域之前，駕駛員可根據自己的判斷進行自由換道；當車輛進入協同引導區域之後，只要車輛還未行駛至最小換道引導距離處，駕駛員在接收到換道命令時，仍可根據實際情況選擇是否換道，如果駕駛員拒絕換道則繼續做跟馳運動，此時需要更新車輛信息並為下一次換道做準備；當車輛已經到達最小安全換道距離時，則車輛在接收到換道指令時強制完成換道，換道完成後隨前車做跟馳，保持勻速行駛。
[0073]
在本實施例中聚焦場景為高速公路突發交通事故路段，如圖3所示，事故車道後方車輛gi為研究對象,車輛相撞的地方為事故發生地點。車輛gi在當前車道行駛，其前方發生交通事故，使當前車輛無法通過，路側單元收集到該信息後，開始對事故路段進行數據採集並計算出最佳的換道策略，同時將事故信息與換道指令通過車載系統發布給後方車輛。車輛在完成換道後的狀態會影響到下一步的引導決策，為了表明車輛的變化狀態，需要建立車輛離散時間狀態變化方程：
[0074][0075]
x(i)y(i)[0076]
其中，x(i)、y(i)分別表示車輛在i時刻的橫縱坐標位置；v
x
和vy分別表示車輛在x和y方向的速度分量；t表示換道時間。
[0077]
車路協同環境下，當交通事故發生時，首先，路側設備監測事故路段交通流狀況並傳遞事故信息，通過分析計算事故影響度，判斷是否需要對後方車輛進行換道引導。當交通流較小時，不進行引導，車輛進行自由行駛；當交通流較大時，介入車輛引導，通過路側設備獲取後方車輛的位置及運動狀態，根據交通事故的嚴重程度確定事故保護區距離、協同引導區距離和車輛及交通事故的安全勢場。進而，根據相應的引導策略對後方車輛發送換道指令，車輛在接收到換道指令後，判斷與周圍車輛間是否滿足最小安全勢場換道距離，如果滿足，則執行換道，如果不滿足，則繼續保持跟馳，等待下一次換道指令。
[0078]
在本實施例中將勢場理論運用到高速公路交通事故的處理場景中，構建交通事故安全勢場模型，並根據不同的道路條件提出相應的車輛協同換道引導策略，同時基於安全勢場理論計算車輛換道的安全臨界距離以及車輛的最佳換道位置，保證換道策略執行過程中的安全可靠性。最終，通過換道策略引導車輛安全快速的通過事故路段，避免二次交通事故的發生的同時提高車輛行駛速度、減少車輛延誤。
[0079]
車輛安全作用勢場
[0080]
車輛在行駛過程中，會與周圍的車輛之間產生影響，車輛的自身屬性和運動狀態決定了自身的安全勢場大小。車輛的自身屬性包括車輛的質量、尺寸和類型等。當車輛在運動狀態下時，相關研究將運動車輛的質量定義為等效質量，其大小與車輛的行駛速度有關，計算公式如下：
[0081]
mi＝1.566miv
6.687
×
10-14
+0.3345(11)
[0082]
其中：mi為目標車輛i的等效質量；mi為目標車輛i的實際質量；v為車輛的行駛速度。
[0083]
車輛在高速公路上行駛時，對於不同的運動狀態會產生不同大小的車輛作用勢場，其行駛速度v、加速度a和空間中點到該車的距離d等都是影響勢場大小的重要因素。
[0084]
設當前車輛在空間中的質點坐標為(x1,y1),則空間內點(xi,yi)到該車的距離d的計算公式如下：
[0085][0086]
與傳統交通環境比較，智能網聯環境下，可以實時獲取道路上車輛的行駛狀態，包括車輛的速度以及加速度，建立考慮車輛加速度的車輛自身安全作用勢場，其計算公式如下：
[0087][0088]
其中：d為目標車輛與周圍車輛間的距離，λ、β1為待定係數，θ為車輛的轉向角。
[0089]
交通事故安全勢場
[0090]
交通事故發生時，會對事故周圍的車輛和環境造成一定的影響，其會對事故後方交通流以及駕駛員的行為產生幹擾，將這種無形的影響稱為交通事故勢場。如圖4所示，以事故點為坐標原點，事故後方為x軸，垂直方向為y軸，建立坐標系。結合安全勢場理論，構建交通事故勢場模型：
[0091][0092]
其中：a代表運行車輛抵達保護區附近隊列末端時的最小安全間距的一半，即b代表交通事故的橫向影響距離；q代表交通事故的縱向影響距離。
[0093]
當高速公路上發生交通事故時，車輛不僅受到周圍車輛的影響，同時也會受到前方事故的影響，設交通事故地點的質點坐標為(xs,ys)，根據公式(12)，則車輛距離事故點的距離為：
[0094][0095]
其中：ds為目標車輛與交通事故間的距離，(xs,ys)為交通事故發生地的空間坐標。
[0096]
因此，事故後方車輛在行駛過程中受到交通事故的作用勢場計算公式為：
[0097][0098]
其中：es為目標車輛受到的交通事故作用勢場。
[0099]
多車協同換道引導策略
[0100]
雙車道協同換道引導策略
[0101]
目標車道沒有車輛時：如圖5所示，場景一中目標車道沒有車輛，且事故車道上車輛較少時，通過引導車輛進行減速並在最佳換道地點完成換道；當事故車道上車輛較多時，通過車速控制使車輛形成車隊，使多輛車保持相同的速度行駛，通過車隊內部協作完成整體換道。當頭車k1到達最佳換道地點時，同時向車隊中所有的車輛發送換道指令，在車輛進行橫向換道時，縱向上後車跟隨前車的運動狀態，保證車隊的跟隨穩定性。
[0102]
目標車道有車輛時：場景二中目標車輛存在車輛，車輛j為目標車道上行駛的車輛，當事故車道車輛較少時，進行單車引導，如圖所示，當車輛k1進入協同引導區域後，首先通過路側設備確定目標車道的車輛j的具體位置。通過車輛的質心坐標來判斷各車輛間的相互位置。為減少交通事故對目標車道上行駛車輛的影響，規定車輛ji的優先級要高於車輛ki，即當兩車在進行換道過程中出現衝突時，車輛ki取消換道。如果車輛j位於車輛ki的前方或後方，且兩車之間滿足換道安全間距，則車輛ki向左側換道；當兩車不滿足安全換道距離時，車輛ki進行減速，等待車輛j駛離之後執行換道。
[0103]
當事故車道上交通量較大時，單車引導的效率會降低，通過速度控制將臨近車輛編排對速度相同的車隊，進行車隊協同換道。為保證整體換道的有效性，規定車隊數量不超過三輛，如圖5所示，可將車輛k1、k2、k3進行編排。判斷車輛j的位置，當車輛j位於車輛k1的前方或者車輛k3的後方，且車輛勢場滿足安全換道間距，則對車輛k1、k2、k3同時傳遞換道指令並執行換道。當車輛j位於三輛車之間，則判斷其與車輛k1間的關係，若滿足換道安全間距，則車輛k1加速完成換道，車輛j跟隨車輛k1行駛，車輛k2、k3則減速等待滿足換道安全間距後進行換道，跟隨車輛j行駛，最終組成新的車隊編組k1、j、k2和k3，做跟馳行駛。
[0104]
目標車道有車隊時：場景三中目標車道存在車輛且由於交通量較大，出現車輛排隊現象，車輛ji、j2、j3編排為車隊進行行駛，判斷事故車道上車輛ki與目標車道上行駛車隊的位置，當車輛ki位於車輛ji的前方或者車輛j3的後方，且滿足安全換道距離，則進行換道，否則取消換道，進行減速等待車隊駛離後進行換道。為避免目標車道上車輛過多導致車輛ki一直無法進行換道的情況，規定車輛ki的最大退步數為2，即在連續兩次減速後仍無法完成換道時，目標車道後方車輛通行優先級降低，需進行減速保證車輛ki或者車隊k1、k2、k3完成換道。
[0105]
多車道協同換道引導策略
[0106]
以三車道為例，交通事故發生在內、外側車道時：如圖6，場景四中，當事故車道後方車輛進入協同換道引導區後，車輛執行強制換道，當車輛ki能夠通過向目標車道1上進行換道就可通過事故路段時，換道過程執行上述換道策略，當目標車道1中車輛較多而目標車
道2中車輛較少時，為了避免最外側車道進行連續兩次換道，需將目標車道1中的車輛j
1i
按照上述的換道策略執行換道；之後將車輛ki換道至目標車道1上進行行駛。
[0107]
交通事故發生在中間車道時：場景五中，交通事故發生在中間車道，定義最外側車道為目標車道1，最內側車道為目標車道2，車輛在未進入協同換道引導區l時，駕駛員可進行自由換道，進入引導區域l後，執行強制換道，此時車輛需要根據左右兩車道上的交通量情況選擇換道，同時需要滿足最小安全換道距離，換道策略同上述策略。當道路交通量較大時，可能出現左右車道都不滿足換道條件，則此時車輛在原車道上進行行駛。
[0108]
當車輛在接收到換道指令時，需要根據當前道路周圍的狀況進行換道風險評估，傳統模式中，車輛在進行換道時，主要的風險來源為當前車道的前方車輛和目標車道的前後方車輛，本實施例中由於引導車輛為事故車道上的第一輛車，所以只需要考慮目標車道上車輛。如圖7所示，引導車輛編號為k，目標車道上前方車輛為j1，後方車輛為j2，車輛k能否安全進行換道，與j1和j2的行駛狀態以及空間位置有十分密切的關係。
[0109]
事故車道後方車輛k在執行換道時，為了避免換道過程中與目標車道前方車輛j1發生碰撞，兩車之間的最小距離需要滿足式(20)所示的條件，即
[0110][0111]
其中，為車輛k與車輛j1之間的最小換道距離；lk為車輛k在t時間裡行駛的距離；為車輛j1在t時間裡行駛的距離；為完成換道後兩車之間的最小跟馳安全距離；α為車輛k換道的橫向移動距離；θ為車輛k換道時車頭的轉向角；vk為車輛k的初始速度；a為車輛k在進行換道時的加速度；為車輛j1的行駛速度。
[0112]
根據安全勢場理論，當車輛完成換道後可計算前後兩車之間的車輛安全勢場，通過公式(18)可求出換道完成後兩車之間的最小跟馳安全距離，即
[0113][0114]
綜上，可以得到車輛k與車輛j1之間安全換道條件為：
[0115][0116]
其中，為換道後車輛k的安全勢場；為換道後車輛j1的安全勢場。
[0117]
為避免換道時導致兩車發生碰撞，兩車之間的最小距離需要滿足式(23)所示的條件，即
[0118][0119]
同理，結合車輛安全勢場理論，可以得到車輛k與車輛j2之間安全換道條件為：
[0120][0121]
在對事故車道後方車輛進行換道引導時，由於車輛一直處在運動中，因此在合理的時間傳遞換道指令顯得尤為重要，為了避免車輛在接收到換道指令後還沒有來得及變道就與事故車輛發生碰撞，導致二次交通事故的發生。需要計算換道指令最晚傳遞的時間，即車輛最後的換道位置點，如果錯過了該位置點，為保證安全，引導車輛則必須進行減速停車，等待合適的時機再進行換道，這樣務必導致車輛延誤增加。
[0122]
如圖7所示，車輛k為引導車輛，其所在車道前方ls處發生交通事故，為了保證其通過事故路段，則必須引導其進行換道，同時為了避免其與事故車輛發生追尾，其最晚換道位置點需滿足如式(25)所示的基本條件，即
[0123][0124]
其中，為車輛最晚進行換道的距離，m；ls為車輛k在進行換道前距離事故點的距離，m；ds為交通事故自身勢場。
[0125]
根據上述交通事故安全勢場公式(14)，可以得到ds的計算公式為：
[0126][0127]
綜上，車輛最晚安全換道位置點需滿足：
[0128][0129]
本實施例利用微觀交通仿真軟體sumo搭建了高速公路場景，並通過控制器仿真出交通事故場景，通過對車輛軌跡進行控制來模擬換道引導策略的執行，並通過車輛的平均速度和延誤來判斷策略的可行性。
[0130]
在實際應用中，可分為四個步驟：
[0131]
第一步是交通事件檢測：在智慧高速背景下，路側終端(道路環境感知設施)可以實時對高速公路道路狀態進行監測，一旦有交通事故發生，通過5g通訊將信息發送給交通大數據中心，同時通過雷達、紅外線技術收集路面交通流信息，通過路側攝像頭進行雖事故路段進行實時畫面傳輸，並通過車載終端將事故信息進行傳遞，讓後方車輛可以提前預知前方事故路段的情況。
[0132]
第二步是道路交通流預測：通過路側設施收集的交通量、事故程度等信息盡心交
通流預測，判斷該交通事故是否會造成道路擁堵和車輛排隊。
[0133]
第三步是換道引導策略執行：如果第二步的預測結果為需要進行車輛引導，則需要道路交通流狀態對事故路段進行分區，計算最佳換道引導位置，並在協同換道引導區域內按照相應的協同換道引導策略給車輛下達換道指令，並實時監測車輛狀態，直至其安全通過事故路段。
[0134]
第四步是交通事故影響分析：在執行完換道引導之後，要實時監控事故路段後方的交通流狀況，並分析其換道策略是否可以有效避免車輛擁堵，如果交通量太大導致引導策略失效，則需要調用人工進行現場交通管制。
[0135]
以上所述的實施例僅是對本發明優選方式進行的描述，並非對本發明的範圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案做出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護範圍內。