車路協(xié)同下基于間隙理論的交叉口智能控制策略

　　摘要：為實現(xiàn)車路協(xié)同環(huán)境下智能化交通通行管控，提高道路交叉口通行效率，基于間隙理論提出了一種交叉口智能控制策略，針對交叉口不同類型沖突點建立了沖突區(qū)域范圍計算模型，開發(fā)了車輛行車間隙控制與車輛狀態(tài)調(diào)整數(shù)學模型，運用 Vissim 和 MATLAB 聯(lián)合仿真對模型合理性與有效性進行了驗證。結果表明：所建模型能實現(xiàn)交叉口智能控制，使相沖突的車輛交替穿插通過沖突點，實現(xiàn)安全地不停車通過交叉口;相較于傳統(tǒng)信號控制，該智能控制策略能夠使車輛通過交叉口的行程時間和延誤時間顯著降低，并有效改善車輛污染物排放與油耗。

　　關 鍵 詞：交通工程;車路協(xié)同;間隙控制;交叉口;沖突點;交替穿插;智能控制策略

　　潘福全; 張游; 張麗霞; 楊金順; 楊曉霞， 重慶交通大學學報(自然科學版) 發(fā)表時間：2021-11-24

　　0 引 言

　　自交通指揮信號燈設計出現(xiàn)以來，世界上道路交叉口普遍應用此種控制方式來對交通流進行管控，“紅燈停，綠燈行”的交叉口通行觀念也早已深入人心。隨著車路協(xié)同與智能駕駛技術發(fā)展，這種傳統(tǒng)的交通控制方式將不再能夠適應智能交通時代發(fā)展的步伐。信號燈控制系統(tǒng)在常年應用過程中也逐漸暴露出一些問題與弊端，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：①信號配時固定化，目前我國大多數(shù)信號燈控制系統(tǒng)運行方案都是按照一定規(guī)律進行運作，當?shù)缆奋嚵髁客辉鰰r，現(xiàn)有信號燈控制模式不能及時有效調(diào)配車流，無法適應實際通行需求，且存在部分車道在綠燈時間無車通行，出現(xiàn)“多等少”或空道占時現(xiàn)象，造成不必要的出行延誤[1]。②易受外界因素影響，當遇大霧、暴雨等惡劣天氣條件或后方小型車輛遇到前方大型車輛遮擋視野等情況時，導致信號燈系統(tǒng)無法向待行車輛及時準確地傳達信息指令。

　　隨著大數(shù)據(jù)、云計算、5G、人工智能等前沿技術向各個行業(yè)不斷滲透，交通領域也將迎來全面深化變革，依托于這些技術將有力推動智慧交通實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化的升級[2]。在智能交通基礎設施布局建設完備環(huán)境下，車路協(xié)同技術將使道路上的車輛與周圍環(huán)境緊密融合，通過運用一系列車載傳感器等先進的電子設備實時感知道路狀態(tài)，并將有效信息傳遞給 ITS(intelligent transportation system)控制中心和車載控制單元，從而實現(xiàn)車與車、車與路、車與人、車與云的實時信息交互，為駕駛出行提供更加便捷、高效、安全的服務[3]。在這樣一種高度智能化的交通生態(tài)體系中[4]，對出行者困擾已久的交通擁堵問題勢必會得到一定緩解。而道路交叉口作為最容易產(chǎn)生延誤與擁堵的地點，其控制系統(tǒng)變革也是勢在必行。

　　間隙理論基本思想是通過預先調(diào)整跟馳車輛之間的行車間距，使得沖突方向車輛能從該間隙中安全穿過，從而實現(xiàn)不停車通過交叉口的目的[5]。目前，國內(nèi)外相關學者基于該理論對車路協(xié)同環(huán)境下的交叉口控制方法進行了一定研究。ZHANG Yi 等 [6]設計了一種車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下基于交通信號和路況狀態(tài)的行車速度引導方法，并開發(fā)了單車速度引導模型和多車協(xié)同速度引導模型，以減少交叉口處的行車延誤與停車次數(shù)，提高交通控制效率。鹿應榮等 [7]提出了一種車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下不改變交叉口原有信號配時的車速控制策略，實現(xiàn)車輛高效平滑地通過道路交叉口，并在雙向兩車道的十字交叉口進行了模擬仿真，結果表明該速度控制策略能有效降低車輛通過路口的平均行程時間。劉歡等[8]對車路協(xié)同環(huán)境下網(wǎng)聯(lián)車輛通過交叉口時勻速、加速、減速、跟馳這 4 種情況分別進行分析，提出了車輛不停車通過交叉口的速度引導數(shù)學模型，并基于 VISSIM 進行了仿真驗證，結果表明該速度引導策略可大幅降低車輛延誤時間，能夠提高交叉口通行效率。 R.TACHET 等 [9]提出基于間隙控制的交叉口管理系統(tǒng) Sis(slot-based intersections)作為未來城市的智能交通基礎設施，并在構建的框架內(nèi)將其與交通燈系統(tǒng)控制性能進行對比，結果表明 SIs 系統(tǒng)能實現(xiàn)交 叉 口 通 行 能 力 翻 倍 ， 可 顯 著 降 低 延 誤 。 M.AMIRGHOLY 等 [10]提出一種自主通信車輛協(xié)同控制策略，使交叉口中各向車隊間的車頭時距能滿足交叉方向上的車隊安全穿行，并構建了智能交叉口交通優(yōu)化控制隨機分析模型，驗證表明該策略能夠使交叉口通行能力提高 138%。柴琳果等[11]在 SIs 間隙控制方法的基礎上進行了改進優(yōu)化，利用 LOOSE(location optimization on sequence evaluation) 和 COMPACT(cooperative optimization method for previous allocation comparatively transforming)算法對即將進入交叉口的車輛狀態(tài)進行計算分析，并做出對應的車輛控制決策，從而使交通流在無需減速停車的情況下安全通過交叉口，該方法不僅能提高通行效率，且適用性更加廣泛。常玉林等[12]在車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，提出了基于間隙優(yōu)化的無信號交叉口控制方法，以次路車能順利穿越車流量較大的主路為目標構建了相應的控制模型，并驗證該方法可提高交叉口通行效率，減少主路車流延誤時間。

　　綜上所述，當前基于間隙理論的交叉口控制研究多是解決車輛的通行時間沖突，對于交叉口內(nèi)部的沖突點分析較為缺乏。筆者以典型十字型交叉口作為研究對象，基于間隙理論對交叉口沖突消解問題進行深入分析，提出一種車路協(xié)同環(huán)境下的交叉口智能控制策略，旨在使交叉口各方向車輛可依次交替穿插通過各沖突點，實現(xiàn)不停車通過交叉口，減少由交通控制裝置所引起的固定延誤，提高通行效率。

　　1 問題描述

　　傳統(tǒng)信號燈交叉口控制系統(tǒng)是通過“斷面式”的時間分離，使相互沖突的交通流在不同時間區(qū)段分批次通過交叉口，這種控制方法在一定程度上造成了通行時間浪費，增加車輛行車延誤。實際上，交叉口車流沖突僅僅存在于局部的沖突點區(qū)域內(nèi)，若采用一種“流體式”的時間分離方法，即沖突車流按照秩序依次交替穿插通過沖突點，則不僅可保證行車安全，且能大幅提升交叉口通行效率。

　　在車路協(xié)同環(huán)境下，交叉口遠程控制中心可通過信息感知和智能決策對沖突車流進行協(xié)調(diào)管控。基于間隙理論的交叉口智能控制理念如圖 1。當主次路車輛進入交叉口控制區(qū)域時，各向車輛均提前調(diào)整當前行車狀態(tài)，增大或縮小與前車之間距離以達到最優(yōu)行車間隙 Ui 和 U’j，從而滿足主次路車輛在無碰撞條件下不停車通過交叉口的通行需求。

　　基于該控制理念，主次路車輛在沖突點區(qū)域的通行演繹如圖 2。圖 2 中：當主路①號車完全駛離沖突點區(qū)域時，次路②號車開始進入沖突點區(qū)域;當次路②號車完全駛離沖突點區(qū)域時，主路③號車開始進入沖突點區(qū)域，即主次路車輛交替穿插通過沖突點區(qū)域，實現(xiàn)交叉口沖突消解。

　　2 交叉口智能控制系統(tǒng)設計

　　2.1 前提假設

　　1)道路交通實現(xiàn)“聰明的車”和“智慧的路”，車載單元與路側(cè)單元等基礎硬件設施布局完備，數(shù)據(jù)信息傳輸速度與精準度、信號覆蓋范圍、抗干擾能力等滿足要求。 2)交叉口控制中心具有強大的信息分析處理能力，能及時準確做出決策判斷。 3)道路為機動車專用通道，不存在非機動車輛與行人等干擾問題。 4)交叉口通行的車輛類型為普通小型汽車，暫不考慮大中型客貨運車、公交汽車等。 5)交叉口路段各功能區(qū)長度范圍合適，車輛能在各功能區(qū)內(nèi)完成相應的駕駛操作。 6)車輛在進入交叉口前后不允許進行合流與分流，即各向車輛均按照預設行車軌跡在相應的獨立車道行駛。 7)車輛在交叉口通行過程中，均是沿各車道中心線行駛，且左轉(zhuǎn)車輛交叉口內(nèi)行車軌跡為 1/4 圓弧 [13]。

　　2.2 路段功能區(qū)劃分

　　按照該控制系統(tǒng)設計方案，道路交叉口附近不同距離路段被劃分為不同功能區(qū)。車路協(xié)同環(huán)境下道路交叉口各路段的信號控制功能區(qū)與傳統(tǒng)意義上的交叉口功能區(qū)不同，其存在意義是為了對進入或即將進入交叉口的車輛進行實時管控[14]。根據(jù)功能與用途不同，將交叉口附近各路段劃分為變道區(qū)、調(diào)控區(qū)、緩沖區(qū)和穿行區(qū)這 4 個部分，如圖 3。在不同路段區(qū)域范圍，車載單元、路側(cè)單元與交叉口控制中心各自執(zhí)行相應的信息交互，實現(xiàn)智能化、精細化交通管控。

　　2.2.1 變道區(qū)

　　在此路段內(nèi)各車輛按照行進方向提前變道至對應的導向車道;路側(cè)傳感器對本區(qū)各車道待通行車輛的行進信息進行實時監(jiān)測，并將檢測到的各車道交通相關數(shù)據(jù)發(fā)送至交叉口控制中心。

　　2.2.2 調(diào)控區(qū)

　　待通行車輛在此區(qū)段內(nèi)接收來自交叉口控制中心發(fā)布的指令信號;車輛控制單元在接收到指令后調(diào)整當前行車速度，控制與前方車輛之間的行車間距至最優(yōu)間隙，以滿足相互沖突的車輛交替穿插通過交叉口沖突點的條件。

　　2.2.3 緩沖區(qū)

　　車輛進入緩沖區(qū)后均已達到控制中心指令要求的行車狀態(tài)，并以當前狀態(tài)勻速行進。

　　2.2.4 穿行區(qū)

　　車輛以允許的最優(yōu)速度進入交叉口，按照控制中心指令實時調(diào)整行車狀態(tài)，依次通過行駛路徑上的各個沖突點，完成交替穿插通行。

　　2.3 控制策略

　　在車路協(xié)同環(huán)境下，道路上的行駛車輛通過車載傳感器感知周邊局部環(huán)境狀況，獲得道路上其他車輛的位置、駛向等信息，并通過自身車載單元向外界發(fā)送本車的各項運動信息[15]。路側(cè)傳感器可監(jiān)測道路安全狀況、路面濕滑狀態(tài)等，同時接收局部區(qū)域內(nèi)各個車載單元發(fā)送的動態(tài)信息，檢測道路各車道的車流量、車道占有率、及車輛行車軌跡等道路信息[16]。基于上述兩個模塊采集到的交通數(shù)據(jù)信息，控制中心進行數(shù)據(jù)處理分析并做出決策判斷。

　　當車輛駛?cè)虢徊婵诳刂茀^(qū)域時，控制中心根據(jù)車輛預設行車軌跡，判斷其在交叉口穿行區(qū)內(nèi)是否存在交通沖突。若無沖突，位于調(diào)控區(qū)的車輛按照控制中心指令快速行進，在無沖突干擾條件下安全通過交叉口。若存在沖突，控制中心識別確認出沖突點位置，并計算各沖突點對應的最優(yōu)行車間隙，車輛根據(jù)第一個沖突點最優(yōu)行車間隙在調(diào)控區(qū)內(nèi)調(diào)整當前行車狀態(tài)，完成與前車之間的距離控制，并保持該狀態(tài)駛?cè)氪┬袇^(qū)。車輛每通過一個沖突點，對行車間隙進行一次調(diào)整，直至通過穿行區(qū)內(nèi)所有沖突點。圖 4 為系統(tǒng)控制流程;圖 5 為車輛調(diào)控過程。

　　3 控制模型

　　3.1 行車間隙控制模型

　　選取較為典型的雙向六車道十字型交叉口進行分析，以交叉口中心點 O 為坐標軸原點建立直角坐標系，如圖 6。根據(jù)車輛行駛軌跡不同，可以把圖 6 中的 16 個沖突點分為 3 類。

　　1)直行與直行沖突點：①、⑤、⑨、?; 2)直行與左轉(zhuǎn)沖突點：②、④、⑥、⑧、⑩、 ?、?、?; 3)左轉(zhuǎn)與左轉(zhuǎn)沖突點：③、⑦、?、?。筆者分別以①、②、③為例，對直行和左轉(zhuǎn)車輛經(jīng)過 3 種類型沖突點處最優(yōu)行車間隙進行分析。

　　假設沖突點上的車輛通過順序為第 j 輛車、第i 輛車、第 j+1 輛車、第 i+1 輛車，如圖 7。車輛交替穿插通過沖突點的次序為：當前一輛車完全駛離沖突點區(qū)域時，后車恰好開始進入沖突點區(qū)域。在車輛行駛過程中為保持行車間隙不變，同一駛向的車輛在通過沖突點前速度相同，即 vj=vj+1，vi=vi+1。

　　行車間隙控制模型目標函數(shù)為車輛交替穿插通過沖突點時的安全行車間隙最小，其表達如式(1)、(2)： 1 min ( ) -( 1) 1 2 ?? ? ? ? j i j i v U l l s v (1) 1 ( 1)-( 1) 2 1 1 min ( ) ?? ??? ? ? i j i j v U l l s v (2)式中：Ui-(j+1)為第 i 輛車通過沖突點時，第 j+1 輛車和前車(即第 j 輛車)之間的行車間隙，m;U(j+1)-(i+1) 為第 j+1 輛車穿插通過沖突點時，第 i+1 輛車和前車(即第 i 輛車)之間的行車間隙，m;vi 為第 i 輛車通過沖突點時的行駛速度，m/s;l1為沖突點區(qū)域?qū)?j 方向車輛的作用距離，m;l2 為沖突點區(qū)域?qū)?i 方向車輛的作用距離，m;s為車輛長度，m，文中s=5m。行車間隙控制模型的約束條件如式(3)~(5)： 0≤v 直

　　3.1.1 直行與直行沖突點

　　沖突點處的車輛通行示意如圖 7(a)，則有式(6)： l1=l2=w+2d (6)式中：w 為車輛寬度，m;d 為車輛側(cè)向凈空寬度，m。

　　3.1.2 直行與左轉(zhuǎn)沖突點

　　沖突點處的車輛通行示意見圖 7(b)。結合圖 6 所建坐標系可得碰撞點 S1、S2 坐標： 1 1 3 1 ( 2( )(2 2 ) ) 2 2 2 S r l r l l d w l w d ? ? ? ? ? ? ? ? , ， 2 1 3 1 ( 2( )(2 2 ) ) 2 2 2 S r l r l l d w l w d ? ? ? ? ? ? ? ? ，。沖突區(qū)域作用距離微觀示意如圖 8。通過幾何計算可得式(7)~(10)： 1 ( ) 180 r l ?? ? ? ? (7) 1 2 2 arctan 2( )(2 2 ) l w d r r l l d w ?? ? ?? ? ??? (8) 1 2 2 arctan 2( )(2 +2 + ) l w d r r l l d w ?? ? ???? (9) 2 l r l l d w r l l d w ? ? ? ? ? ? ? ? 2( )(2 2 ) 2( )(2 2 ) (10)式中：l 為道路車道的寬度，m。

　　3.1.3 左轉(zhuǎn)與左轉(zhuǎn)沖突點

　　沖突點處的車輛通行示意見圖 7(c)。結合圖 6 所建坐標系可求得碰撞點 S1、S2 坐標：式中：UX 直/左-Y 直/左為 X 方向直行/左轉(zhuǎn)車輛與 Y 方向直行/左轉(zhuǎn)車輛交替穿插通過沖突點時，Y 方向直行 /左轉(zhuǎn)車輛最優(yōu)行車間隙，m;vZ 直/左為 Z 方向直行/ 左轉(zhuǎn)車輛通過沖突點時行駛速度，m/s。

　　3.2 車輛狀態(tài)調(diào)整

　　交叉口控制中心根據(jù)預先感知的車輛行駛狀態(tài)信息分析預測交叉口車流沖突，運用行車間隙控制模型實時進行車輛通行間隙運算，并通過車輛狀態(tài)動態(tài)調(diào)整的方式使車輛之間達到最優(yōu)行車間隙，從而實現(xiàn)交叉口的智能控制。

　　3.2.1 調(diào)控區(qū)內(nèi)的車輛狀態(tài)調(diào)整

　　車流在經(jīng)過交叉口時一般具有明顯的車隊特征 [17]，即相沖突的兩路車流均是以車隊形式交替穿插通過沖突點的。當某進口道有一股車流 W 進入到交叉口控制區(qū)域時，控制中心將其分為若干個連續(xù)的子車隊 W1，W2，…，Wm，并以子車隊為單位進行車輛狀態(tài)調(diào)整。其中：每個子車隊中所有車輛在交叉口穿行區(qū)內(nèi)遇到的沖突狀況相同。如 Wk 子車隊中包含 n 輛車，當車隊中車輛進入到交叉口調(diào)控區(qū)路段后，需將車輛從當前的行駛狀態(tài) A 調(diào)整至目標狀態(tài) B，使車輛與前車之間形成最優(yōu)行車間隙。目標狀態(tài)包括車輛位置、速度、加速度、調(diào)整時間和與前車的行車間隙，調(diào)整過程如下：式中：xai，vai，aai，tai，uai 分別為子車隊第 i 輛車在交叉口調(diào)控區(qū)的初始位置、行駛速度、設定加速度、進入調(diào)控區(qū)時間、與前車的行車間隙;xbi，vb， ub 分別為車輛目標狀態(tài)下在交叉口調(diào)控區(qū)的位置、目標速度、目標最優(yōu)行車間隙;tbi為完成狀態(tài)調(diào)整后的時間。

　　在目標狀態(tài)下屬于同一子車隊中的車輛均保持相同最優(yōu)行車間隙勻速行進，故加速度為 0。視車輛在本階段狀態(tài)調(diào)整中做勻加/減速行駛，則車輛狀態(tài)調(diào)整時間?ti 如式(20)： 2? ? t ?? ? ? ?? bi ai b i bi ai ai x x t t v v (20)因車輛需要在交叉口調(diào)控區(qū)長度范圍內(nèi)完成狀態(tài)調(diào)整，故狀態(tài)調(diào)整時間的約束條件如式(21)： 2 max t 調(diào)控 ? ?? ai b i l v v (21)式中：l 調(diào)控為交叉口調(diào)控區(qū)長度。

　　3.2.2 穿行區(qū)內(nèi)的車輛狀態(tài)調(diào)整

　　當 Wk子車隊中車輛在調(diào)控區(qū)內(nèi)完成狀態(tài)調(diào)整，并保持一定狀態(tài)通過穿行區(qū)內(nèi)的第一個沖突點后，由于后續(xù)沖突點上車輛行駛狀況有所改變，故需對子車隊中車輛的行駛狀態(tài)繼續(xù)進行微調(diào)，調(diào)整過程如下：

　　式中：B 為上一階段的目標狀態(tài)，亦為本階段車輛行駛的初始狀態(tài);C 為車輛調(diào)整的過程狀態(tài);D 為車輛調(diào)整的目標狀態(tài);vb，ub 分別為本階段狀態(tài)調(diào)整時的初始速度和初始行車間隙;vci，aci，uci 分別為第 i 輛車狀態(tài)調(diào)整過程中的速度、加速度和行車間隙;vd 為狀態(tài)調(diào)整的目標速度;ud 為狀態(tài)調(diào)整的目標行車間隙，即車輛通過下一個沖突點時與前車之間最優(yōu)行車間隙。

　　視車輛在本階段狀態(tài)調(diào)整中同樣做勻加/減速行駛，則車輛狀態(tài)調(diào)整時間?t’i 如式(22)： ' 0 t d b i ci v v v v a a ? ? ? ? ? (22)此階段車輛需在到達下一個沖突點前完成狀態(tài)調(diào)整，故狀態(tài)調(diào)整時間約束條件如式(23)： ' - 2 max i b d l t v v ? ??沖 沖 (23)式中：l 沖-沖為車輛行駛路徑上兩沖突點之間距離。

　　4 仿真分析

　　在 Vissim 仿真環(huán)境中構建雙向六車道十字交叉口，通過 MATLAB 調(diào)用 COM 接口[18-19]，將文中提出的控制方法與傳統(tǒng)信號燈控制進行對比分析。信號燈控制方法采用二相位定時信號控制，周期時間 T=100s，其中各相位綠燈時長取 45s，綠燈間隔 5s，車輛跟馳最小安全距離設為 5m。車路協(xié)環(huán)境下的交叉口路段控制區(qū)域范圍設定為 700m，其中變道區(qū)長度為 100m，調(diào)控區(qū)為 400m，緩沖區(qū)為 200m。交叉口各方向進口道均為 1 左轉(zhuǎn)、1 直行和 1 右轉(zhuǎn)，每條車道寬為 3.5m，左轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)彎半徑為 15.75m。道路最高限速 60km/h，最低限速 10km/h。仿真預熱時間 600s，仿真時長 3600s。

　　4.1 車輛通行效率對比分析

　　仿真中設定東西進口道左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)交通流量分配比例為 3:5:2，南北進口道左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)交通流量分配比例為 4:3:3，分別對不同交通流量下兩種方法的控制效果進行仿真評價。

　　4.1.1 車輛行程時間

　　圖 10 為不同交通流量下東西進口道和南北進口道車輛行程時間對比結果。當交通流量分別為 300，600，900veh/h 時，東西進口道車輛行程時間分別縮短 44.47%，38.19%，35.07%;南北進口道車輛行程時間分別縮短 44.15%，40.53%，35.57%。由于智能控制下交叉口車輛無需怠速停車，故通過交叉口行程時間得到顯著縮短;車輛一直處于行駛狀態(tài)，故智能控制下車輛行程時間波動也較小。

　　4.1.2 車輛延誤時間

　　東西進口道和南北進口道車輛平均延誤時間對比結果見圖 11。當交通流量為 300veh/h 時，傳統(tǒng)控制下的車輛在一個信號燈周期內(nèi)即可通過交叉口，此時車輛平均延誤時間較短。隨著交通流量增加，傳統(tǒng)控制下交叉口排隊車輛增多，造成更多停車延誤同時，使得車輛排隊等候時間也越來越長。在智能控制下，車輛是在行進中通過車速動態(tài)調(diào)整來避免交通沖突，當交通流量較大時，車輛通行速度減慢，故延誤時間有所增長。由于智能控制下車輛無需進行頻繁的啟停行為，因此車輛延誤較傳統(tǒng)控制能大幅降低。當交通流量分別為 300，600， 900veh/h 時，東西進口道車輛平均延誤時間分別降低 71.82%，59.37%，47.57%;南北進口道車輛平均延誤時間分別降低 82.95%，68.23%，53.85%。

　　4.2 經(jīng)濟與環(huán)境效益對比分析

　　運用 VT-Micro 模型(virginal tech microscopic emission model) [20]對兩種控制方法下的車輛主要污染物排放與油耗情況進行對比，仿真評價得出的相關數(shù)據(jù)如表 1。

　　由表 1 結果可看出：交叉口智能控制下車輛污染物排放與油耗均得到有效改善。在低車流密度 (300veh/h)環(huán)境下，智能控制交叉口車輛通過調(diào)整最優(yōu)行車間隙，能以穩(wěn)定的車速快速通過交叉口，因此經(jīng)濟與環(huán)境效益提升較大，CO、HC 和 NOx排放分別減少了 38.40%，47.57%，54.17%，車輛油耗降低了 31.61%。隨著車流密度增大，為保持最優(yōu)行車間隙，智能控制下交叉口車輛需以較低車速行駛，故效益提升幅度稍有降低。

　　5 結 語

　　筆者提出了一種車路協(xié)同環(huán)境下的交叉口智能控制策略，對交叉口路段功能區(qū)進行了定義劃分，在綜合考慮效率與安全前提下，設計了基于間隙理論的交叉口智能協(xié)調(diào)控制工作流程，建立了交叉口沖突區(qū)域范圍計算模型，并由此提出車輛行車間隙控制與車輛狀態(tài)調(diào)整模型。仿真結果表明：該智能控制方法能使車路協(xié)同環(huán)境下的車輛不停車安全通過交叉口，所建模型合理有效，不僅可提高車輛在交叉口區(qū)域的通行效率，且能有效降低油耗與污染物排放。

　　需要注意的是，所提出的控制策略是基于較為理想的交通環(huán)境下展開，交叉口智能控制的實現(xiàn)還將依賴于車聯(lián)網(wǎng)與智能駕駛技術發(fā)展，以及未來智能交通基礎設施的布局建設。由于交叉口區(qū)域的環(huán)境復雜性與多變性，在后續(xù)工作中還需進一步開展深入研究。