1.本技术涉及智能化交通管理与控制技术领域，特别是涉及一种半开放自动驾驶车道的隧道平均车速分析方法。
背景技术：
2.随着科技的发展，自动驾驶技术的愈发成熟，自动驾驶车辆渗透率逐渐增加，自动驾驶专用道在生活中的应用不断增加。隧道作为高速公路的主要组成部分之一，自动驾驶车辆在隧道内易发生信息交互延时高等问题，很大程度上影响隧道车辆运行效率及安全性。然而，隧道车辆平均行驶速度作为隧道车辆运行指标的重要因素之一，现有技术多集中在车辆速度预测，或是对仅设置有人工驾驶车道的隧道平均速度进行分析，对于设置半开放自动驾驶车道的隧道平均车速的计算鲜少提及。
3.因此，目前对于自动驾驶车道的隧道平均车速，没有一个准确的方式方式，无法准确的获知隧道车辆的平均车速，交通管理者无法全面地了解隧道状况，无法保障隧道车辆运行安全。
技术实现要素：
4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够准确的获知隧道车辆的平均车速，使得交通管理者全面地了解隧道状况，保障了隧道车辆运行安全的半开放自动驾驶车道的隧道平均车速分析方法。
5.一种半开放自动驾驶车道的隧道平均车速分析方法，所述方法包括：
6.构建隧道内各车道的车辆运行特征数据集；
7.根据采集的驶入不可换道人工驾驶车道的人工驾驶大货车的运行车速，分析不可换道人工驾驶车道的人工驾驶大货车的隧道行程时间；
8.根据采集的同一车队大货车和小汽车驶入隧道时刻及运行车速，甄别隧道通行过程车速不降低的小汽车，分析不可换道人工驾驶车道的人工驾驶小汽车的隧道行程时间；
9.根据采集的隧道各车道车辆驶入隧道时刻，确定自动驾驶车辆间隙可供换道的人工驾驶车队数量及自动驾驶车辆间隙可供小汽车换道使用的车流量，进而分析小汽车换道过程降低的隧道行程时间；
10.根据不可换道人工驾驶车道的人工驾驶大货车的隧道行程时间、不可换道人工驾驶车道人工驾驶小汽车隧道行程时间以及小汽车换道过程降低的隧道行程时间，分析可换道人工驾驶车道的大货车及小汽车的行程时间；
11.根据采集的驶入半开放自动驾驶车道的自动驾驶车辆数及运行车速，分析自动驾驶车辆隧道行程时间；
12.根据采集的驶入隧道车流量，基于可换道人工驾驶车道的大货车及小汽车的行程时间和自动驾驶车辆隧道行程时间，分析隧道车辆平均行程时间，进而分析隧道车辆平均行驶速度。
13.在其中一个实施例中，所述构建隧道内各车道的车辆运行特征数据集，包括：
14.根据采集的自动驾驶车辆驶入隧道的半开放自动驾驶车道la的时刻，构建自动驾驶车道的自动驾驶车辆的驶入隧道的时刻数据集，其中，所述自动驾驶车道的自动驾驶车辆的驶入隧道的时刻数据集t(ma)表示为：
15.t(ma)＝{t(m
a_1
),t(m
a_2
),
…
,t(m
a_n
)}
16.其中，t(m
a_1
)为单位时间内第1辆自动驾驶车辆驶入隧道la的时刻，t(m
a_2
)为单位时间内第2辆自动驾驶车辆驶入隧道la的时刻，t(m
a_n
)为单位时间内第n辆自动驾驶车辆驶入隧道la的时刻；
17.根据采集的人工驾驶车辆驶入第i个不可换道人工驾驶车道li及可换道人工驾驶车道lh的时刻，构建不可换道人工驾驶车道li的人工驾驶车辆驶入隧道的时刻数据集，其中，所述不可换道人工驾驶车道li的人工驾驶车辆驶入隧道的时刻数据集表示为：
[0018][0019]
其中，为不可换道人工驾驶车道li的第j个车队大货车驶入隧道的时刻，为不可换道人工驾驶车道li的第k辆小汽车驶入隧道的时刻，为不可换道人工驾驶车道li的第1辆小汽车驶入隧道的时刻，为不可换道人工驾驶车道li的第2辆小汽车驶入隧道的时刻；
[0020]
构建可换道人工驾驶车道lh的人工驾驶车辆驶入隧道的时刻数据集，所述可换道人工驾驶车道lh的人工驾驶车辆驶入隧道的时刻数据集表示为：
[0021][0022]
其中，为可换道人工驾驶车道lh的第h个车队大货车驶入隧道的时刻，为可换道人工驾驶车道lh的第u辆小汽车驶入隧道的时刻，为可换道人工驾驶车道lh的第1辆小汽车驶入隧道的时刻，为可换道人工驾驶车道lh的第2辆小汽车驶入隧道的时刻；
[0023]
根据隧道内半开放自动驾驶车道la的限速值v(ma)，以及不可换道人工驾驶车道li和可换道人工驾驶车道lh的限速值v(mc)，将限速值v(ma)作为半开放自动驾驶车道la中自动驾驶车辆的平均行驶速度，将限速值v(mc)作为不可换道人工驾驶车道li和可换道人工驾驶车道lh中人工驾驶小汽车的平均行驶速度，人工驾驶大货车的平均行驶速度v(mf)为在限速值v(mc)基础上折减10％-20％后的值。
[0024]
在其中一个实施例中，所述根据采集的同一车队大货车和小汽车驶入隧道时刻及运行车速，甄别隧道通行过程车速不降低的小汽车，分析不可换道人工驾驶车道的人工驾驶小汽车的隧道行程时间，包括：
[0025]
在长度为d的隧道内，在不可换道人工驾驶车道li不发生拥堵和事故的情况下，分析不可换道人工驾驶车道li的每辆大货车的隧道行驶时间的表达式为：
[0026][0027]
分析不可换道人工驾驶车道li的人工驾驶大货车的隧道行程时间t(m
f(o)
)的表达式为：
[0028][0029]
其中，i为表示不可换道人工驾驶车道总数，j为表示每个车道的车队总数；
[0030]
当车队中第w辆小汽车与大货车的车头时距满足，第w辆小汽车为第一辆隧道行驶过程车速不降低的小汽车时，则第w辆小汽车之后的小汽车的车速不降低，第w辆小汽车与前一辆小汽车第w-1辆达到安全跟车时离t
la
所需时间大于第w辆小汽车的隧道行程时间，甄别人工驾驶车队隧道行驶过程车速不降低的第w辆小汽车满足不等式如下：
[0031][0032]
其中，为车队中第w-1辆小汽车与大货车的车头时距，t
la
为安全跟车时距；
[0033]
当人工驾驶车队的小汽车在隧道行驶过程车速降低，分析不可换道人工驾驶车道li的第k辆小汽车的隧道行程时间的表达式为：
[0034][0035]
其中，为车队中第k辆小汽车与大货车的车头时距；
[0036]
当人工驾驶车队的小汽车在隧道行驶过程车速不降低，分析小汽车的隧道行程时间的表达式为：
[0037][0038]
分析不可换道人工驾驶车道li的人工驾驶小汽车的隧道行程时间t(m
c(o)
)的表达式为：
[0039][0040]
其中，k∈z，k＝1,2,3,
…
,k，z为正整数，k为小汽车的辆数。
[0041]
在其中一个实施例中，所述根据采集的隧道各车道车辆驶入隧道时刻，确定自动驾驶车辆间隙可供换道的人工驾驶车队数量及自动驾驶车辆间隙可供小汽车换道使用的车流量，进而分析小汽车换道过程降低的隧道行程时间，包括：
[0042]
根据v(ma)》v(mc)，分析自动驾驶车辆m
a_n
在隧道运行时可超越大货车的最大距离
(δt(m
a_n
→
f(b)
)
max
)的表达式为：
[0043][0044]
当自动驾驶车辆m
a_n
与可换道人工驾驶车道lh的大货车的车头时距小于δt(m
a_n
→
f(b)
)
max
，该车队利用自动驾驶车辆间隙完成换道，按隧道内车队大货车与自动驾驶车辆m
a_n
的车头时距由近到远对车队进行编号f
h(1)
,f
h(2)
,
…
,f
h(p)
，其中，f
h(1)
为车队中距离自动驾驶车辆m
a_n
的车头时距最近的车队，f
h(2)
为车队中距离自动驾驶车辆m
a_n
的车头时距第二接近的车队，f
h(p)
为车队中距离自动驾驶车辆m
a_n
的车头时距最远的车队；
[0045]
根据人工驾驶小汽车的安全换道时距t
ln
，分析自动驾驶车辆m
a_n
与自动驾驶车辆m
a_(n 1)
的间隙提供的理论换道车辆数，其中，所述自动驾驶车辆m
a_n
与自动驾驶车辆m
a_(n 1)
的间隙提供的理论换道车辆数的表达式为：
[0046][0047]
其中，t(m
a_(n 1)
)为自动驾驶车辆m
a_(n 1)
与可换道人工驾驶车道车队的大货车车头时距，int表示取整；
[0048]
比较理论换道车辆数和车队中小汽车需要换道车辆数确定自动驾驶车辆间隙为f
h(p)
提供换道的小汽车车辆数的表达式为：
[0049][0050]
分析该间隙为可换道人工驾驶车道lh中的车队提供换道服务的小汽车流量的表达式为：
[0051][0052]
其中，p为满足可利用自动驾驶车辆间隙完成换道条件的车队总数；
[0053]
当小汽车成功换道，该小汽车的后续小汽车将加速占据换道小汽车原位置，分析自动驾驶车辆m
a_n
的间隙为p个车队小汽车提供换道服务后，小汽车的行程时间总体降低值δt(m
a_n
)的表达式为：
[0054][0055]
分析小汽车换道过程降低隧道行程时间δt(ma→
m_c(b)
)的表达式为：
[0056][0057]
其中，n为可换道间隙总数。
[0058]
在其中一个实施例中，所述根据不可换道人工驾驶车道的人工驾驶大货车的隧道行程时间、不可换道人工驾驶车道人工驾驶小汽车隧道行程时间以及小汽车换道过程降低的隧道行程时间，分析可换道人工驾驶车道的大货车及小汽车的行程时间，包括：
[0059]
根据得出的δt(ma→
m_c(b)
)，分析可换道人工驾驶车道的人工驾驶小汽车的隧道行程时间t(m
c(b)
)的表达式为：
[0060][0061]
其中，为第h个车队的第u辆小汽车不可换道的行程时间，h为车队总数，u为各车队小汽车总数；
[0062]
根据人工驾驶大货车在不可换道人工驾驶车道li和可换道人工驾驶车道lh中的运行特征一致的特性，分析该可换道人工驾驶车道lh所有大货车隧道行程时间之和t(m
f(b)
)的表达式为：
[0063][0064]
其中，为等于不可换道人工驾驶车道的人工驾驶大货车的隧道行程时间。
[0065]
在其中一个实施例中，所述根据采集的驶入半开放自动驾驶车道的自动驾驶车辆数及运行车速，分析自动驾驶车辆隧道行程时间，包括：
[0066]
根据采集的驶入半开放自动驾驶车道的自动驾驶车辆数及运行车速，分析半开放自动驾驶车道的自动驾驶车辆的隧道行程时间t(ma)的表达式为：
[0067][0068]
其中，r为该时段进入隧道的自动驾驶车辆数。
[0069]
在其中一个实施例中，所述根据采集的驶入隧道车流量，基于可换道人工驾驶车道的大货车及小汽车的行程时间和自动驾驶车辆隧道行程时间，分析隧道车辆平均行程时间，进而分析隧道车辆平均行驶速度，包括：
[0070]
根据所有车道单位时间内全部车辆隧道总行程时间与总车流量q(ma) q(mf) q(mc)，分析单位时间内隧道平均行程时间的表达式为：
[0071][0072]
根据“时间-速度-路程”关系式，分析半开放自动驾驶车道的隧道车辆平均行驶速度的表达式为：
[0073][0074]
上述半开放自动驾驶车道的隧道平均车速分析方法，通过构建隧道内各车道的车辆运行特征数据集，根据采集的驶入不可换道人工驾驶车道的人工驾驶大货车的运行车速，分析不可换道人工驾驶车道的人工驾驶大货车的隧道行程时间，根据采集的同一车队大货车和小汽车驶入隧道时刻及运行车速，甄别隧道通行过程车速不降低的小汽车，分析不可换道人工驾驶车道的人工驾驶小汽车的隧道行程时间，根据采集的隧道各车道车辆驶入隧道时刻，确定自动驾驶车辆间隙可供换道的人工驾驶车队数量及自动驾驶车辆间隙可
供小汽车换道使用的车流量，进而分析小汽车换道过程降低的隧道行程时间，根据不可换道人工驾驶车道的人工驾驶大货车的隧道行程时间、不可换道人工驾驶车道人工驾驶小汽车隧道行程时间以及小汽车换道过程降低的隧道行程时间，分析可换道人工驾驶车道的大货车及小汽车的行程时间，根据采集的驶入半开放自动驾驶车道的自动驾驶车辆数及运行车速，分析自动驾驶车辆隧道行程时间，根据采集的驶入隧道车流量，基于可换道人工驾驶车道的大货车及小汽车的行程时间和自动驾驶车辆隧道行程时间，分析隧道车辆平均行程时间，进而准确的分析隧道车辆平均行驶速度。根据隧道车辆平均行驶速度便于交通管理者更加准确全面地了解隧道状况，进一步提高道路服务水平，提高道路运行效率，保障隧道车辆运行安全。
附图说明
[0075]
图1为一个实施例中半开放自动驾驶车道的隧道平均车速分析方法的流程示意图；
[0076]
图2是本技术一个实施例中不可换道人工驾驶车道第j车队第w辆小汽车驶入隧道示意图；
[0077]
图3是本技术一个实施例中不可换道人工驾驶车道第j车队大货车驶离隧道示意图；
[0078]
图4是本技术一个实施例中自动驾驶车辆m
a_n
在隧道运行时间隙第1次为可换道人工驾驶车道车辆提供换道服务示意图；
[0079]
图5是本技术一个实施例中第1次可换道人工驾驶车道车辆利用自动驾驶车辆m
a_n
在隧道运行时间隙完成换道示意图；
[0080]
图6是本技术一个实施例中自动驾驶车辆m
a_n
在隧道运行时间隙第p次为可换道人工驾驶车道车辆提供换道服务示意图；
[0081]
图7是本技术一个实施例中可换道人工驾驶车道车队fh部分小汽车发生换道位置示意图；
[0082]
图8是本技术一个实施例中可换道人工驾驶车道车队fh部分小汽车完成换道位置示意图；
[0083]
图9是本技术一个实施例中半开放自动驾驶车道的隧道结构图。
具体实施方式
[0084]
为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0085]
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种半开放自动驾驶车道的隧道平均车速分析方法，以该方法应用于终端为例进行说明，包括以下步骤：
[0086]
步骤s220，构建隧道内各车道的车辆运行特征数据集。
[0087]
步骤s240，根据采集的驶入不可换道人工驾驶车道的人工驾驶大货车的运行车速，分析不可换道人工驾驶车道的人工驾驶大货车的隧道行程时间。
[0088]
步骤s260，根据采集的同一车队大货车和小汽车驶入隧道时刻及运行车速，甄别
隧道通行过程车速不降低的小汽车，分析不可换道人工驾驶车道的人工驾驶小汽车的隧道行程时间。
[0089]
步骤s280，根据采集的隧道各车道车辆驶入隧道时刻，确定自动驾驶车辆间隙可供换道的人工驾驶车队数量及自动驾驶车辆间隙可供小汽车换道使用的车流量，进而分析小汽车换道过程降低的隧道行程时间。
[0090]
步骤s300，根据不可换道人工驾驶车道的人工驾驶大货车的隧道行程时间、不可换道人工驾驶车道人工驾驶小汽车隧道行程时间以及小汽车换道过程降低的隧道行程时间，分析可换道人工驾驶车道的大货车及小汽车的行程时间。
[0091]
步骤s320，根据采集的驶入半开放自动驾驶车道的自动驾驶车辆数及运行车速，分析自动驾驶车辆隧道行程时间。
[0092]
步骤s340，根据采集的驶入隧道车流量，基于可换道人工驾驶车道的大货车及小汽车的行程时间和自动驾驶车辆隧道行程时间，分析隧道车辆平均行程时间，进而分析隧道车辆平均行驶速度。
[0093]
上述半开放自动驾驶车道的隧道平均车速分析方法，通过构建隧道内各车道的车辆运行特征数据集，根据采集的驶入不可换道人工驾驶车道的人工驾驶大货车的运行车速，分析不可换道人工驾驶车道的人工驾驶大货车的隧道行程时间，根据采集的同一车队大货车和小汽车驶入隧道时刻及运行车速，甄别隧道通行过程车速不降低的小汽车，分析不可换道人工驾驶车道的人工驾驶小汽车的隧道行程时间，根据采集的隧道各车道车辆驶入隧道时刻，确定自动驾驶车辆间隙可供换道的人工驾驶车队数量及自动驾驶车辆间隙可供小汽车换道使用的车流量，进而分析小汽车换道过程降低的隧道行程时间，根据不可换道人工驾驶车道的人工驾驶大货车的隧道行程时间、不可换道人工驾驶车道人工驾驶小汽车隧道行程时间以及小汽车换道过程降低的隧道行程时间，分析可换道人工驾驶车道的大货车及小汽车的行程时间，根据采集的驶入半开放自动驾驶车道的自动驾驶车辆数及运行车速，分析自动驾驶车辆隧道行程时间，根据采集的驶入隧道车流量，基于可换道人工驾驶车道的大货车及小汽车的行程时间和自动驾驶车辆隧道行程时间，分析隧道车辆平均行程时间，进而准确的分析隧道车辆平均行驶速度。根据隧道车辆平均行驶速度便于交通管理者更加准确全面地了解隧道状况，进一步提高道路服务水平，保障隧道车辆运行安全，提高道路运行效率。
[0094]
在一个实施例中，构建隧道内各车道的车辆运行特征数据集，包括：
[0095]
根据采集的自动驾驶车辆驶入隧道的半开放自动驾驶车道la的时刻，构建自动驾驶车道的自动驾驶车辆的驶入隧道的时刻数据集，其中，自动驾驶车道的自动驾驶车辆的驶入隧道的时刻数据集t(ma)表示为：
[0096]
t(ma)＝{t(m
a_1
),r(m
a_2
),
…
,r(m
a_n
)}
[0097]
其中，t(m
a_1
)为单位时间内第1辆自动驾驶车辆驶入隧道la的时刻，t(m
a_2
)为单位时间内第2辆自动驾驶车辆驶入隧道la的时刻，t(m
a_n
)为单位时间内第n辆自动驾驶车辆驶入隧道la的时刻；
[0098]
根据采集的人工驾驶车辆驶入第i个不可换道人工驾驶车道li及可换道人工驾驶车道lh的时刻，构建不可换道人工驾驶车道li的人工驾驶车辆驶入隧道的时刻数据集，其中，不可换道人工驾驶车道li的人工驾驶车辆驶入隧道的时刻数据集表示为：
[0099][0100]
其中，为不可换道人工驾驶车道li的第j个车队大货车驶入隧道的时刻，为不可换道人工驾驶车道li的第k辆小汽车驶入隧道的时刻，为不可换道人工驾驶车道li的第1辆小汽车驶入隧道的时刻，为不可换道人工驾驶车道li的第2辆小汽车驶入隧道的时刻；
[0101]
构建可换道人工驾驶车道lh的人工驾驶车辆驶入隧道的时刻数据集，可换道人工驾驶车道lh的人工驾驶车辆驶入隧道的时刻数据集表示为：
[0102][0103]
其中，为可换道人工驾驶车道lh的第h个车队大货车驶入隧道的时刻，为可换道人工驾驶车道lh的第u辆小汽车驶入隧道的时刻，为可换道人工驾驶车道lh的第1辆小汽车驶入隧道的时刻，为可换道人工驾驶车道lh的第2辆小汽车驶入隧道的时刻；
[0104]
根据隧道内半开放自动驾驶车道la的限速值v(ma)，以及不可换道人工驾驶车道li和可换道人工驾驶车道lh的限速值v(mc)，将限速值v(ma)作为半开放自动驾驶车道la中自动驾驶车辆的平均行驶速度，将限速值v(mc)作为不可换道人工驾驶车道li和可换道人工驾驶车道lh中人工驾驶小汽车的平均行驶速度，人工驾驶大货车的平均行驶速度v(mf)为在限速值v(mc)基础上折减10％-20％后的值。
[0105]
在一个实施例中，根据采集的同一车队大货车和小汽车驶入隧道时刻及运行车速，甄别隧道通行过程车速不降低的小汽车，分析不可换道人工驾驶车道的人工驾驶小汽车的隧道行程时间，包括：
[0106]
在长度为d的隧道内，在不可换道人工驾驶车道li不发生拥堵和事故的情况下，分析不可换道人工驾驶车道li的每辆大货车的隧道行驶时间的表达式为：
[0107][0108]
分析不可换道人工驾驶车道li的人工驾驶大货车的隧道行程时间t(m
f(o)
)的表达式为：
[0109][0110]
其中，i为表示不可换道人工驾驶车道总数，j为表示每个车道的车队总数；
[0111]
如图2和图3所示，当车队中第w辆小汽车与大货车的车头时距满足，第w辆小汽车为第一辆隧道行驶过程车速不降低的小汽车时，则第w辆小汽车之后的小汽车的车速不降低，第w辆小汽车与前一辆小汽车第w-1辆达到安全跟车时离t
la
所需时间(一般为
1.5-2秒)大于第w辆小汽车的隧道行程时间，甄别人工驾驶车队隧道行驶过程车速不降低的第w辆小汽车满足不等式如下：
[0112][0113]
其中，为车队中第w-1辆小汽车与大货车的车头时距，t
la
为安全跟车时距。
[0114]
应理解，当w辆为第一辆小汽车不减速，那么w-1辆小汽车是降速的，当w辆小汽车与w-1辆小汽车达到安全距离，此时w辆小汽车就开始受到车队头大货车的影响，既然w辆小汽车是不受影响的，说明在隧道的行驶过程中，是不会受大货车的影响，那w辆小汽车与w-1辆小汽车达到安全车距肯定是在大货车开出隧道后，那这个达到安全时距的时间肯定是比w辆小汽车在隧道实际的行程时间更长。
[0115]
当人工驾驶车队的小汽车在隧道行驶过程车速降低，分析不可换道人工驾驶车道li的第k辆小汽车的隧道行程时间的表达式为：
[0116][0117]
其中，为车队中第k辆小汽车与大货车的车头时距；
[0118]
当人工驾驶车队的小汽车在隧道行驶过程车速不降低，分析小汽车的隧道行程时间的表达式为：
[0119][0120]
分析不可换道人工驾驶车道li的人工驾驶小汽车的隧道行程时间t(m
c(o)
)的表达式为：
[0121][0122]
其中，k∈z，k＝1,2,3,
…
,k，z为正整数，k为小汽车的辆数。
[0123]
在一个实施例中，根据采集的隧道各车道车辆驶入隧道时刻，确定自动驾驶车辆间隙可供换道的人工驾驶车队数量及自动驾驶车辆间隙可供小汽车换道使用的车流量，进而分析小汽车换道过程降低的隧道行程时间，包括：
[0124]
根据v(ma)》v(mc)，分析自动驾驶车辆m
a_n
在隧道运行时可超越大货车的最大距离(δt(m
a_n
→
f(b)
)
max
)的表达式为：
[0125][0126]
如图4和图5和图6所示，当自动驾驶车辆m
a_n
与可换道人工驾驶车道lh的大货车的
车头时距小于δt(m
a_n
→
f(b)
)
max
，该车队利用自动驾驶车辆间隙完成换道，按隧道内车队大货车与自动驾驶车辆m
a_n
的车头时距由近到远对车队进行编号f
h(1)
,f
h(2)
,
…
,f
h(p)
，其中，f
h(1)
为车队中距离自动驾驶车辆m
a_n
的车头时距最近的车队，f
h(2)
为车队中距离自动驾驶车辆m
a_n
的车头时距第二接近的车队，f
h(p)
为车队中距离自动驾驶车辆m
a_n
的车头时距最远的车队；
[0127]
根据人工驾驶小汽车的安全换道时距t
ln
(一般取3-4秒)，分析自动驾驶车辆m
a_n
与自动驾驶车辆m
a_(n 1)
的间隙提供的理论换道车辆数，其中，自动驾驶车辆m
a_n
与自动驾驶车辆m
a_(n 1)
的间隙提供的理论换道车辆数的表达式为：
[0128][0129]
其中，t(m
a_(n 1)
)为自动驾驶车辆m
a_(n 1)
与可换道人工驾驶车道车队的大货车车头时距，int表示取整；
[0130]
比较理论换道车辆数和车队中小汽车需要换道车辆数确定自动驾驶车辆间隙为f
h(p)
提供换道的小汽车车辆数的表达式为：
[0131][0132]
分析该间隙为可换道人工驾驶车道lh中的车队提供换道服务的小汽车流量的表达式为：
[0133][0134]
其中，p为满足可利用自动驾驶车辆间隙完成换道条件的车队总数；
[0135]
如图7和图8所示，当小汽车成功换道，该小汽车的后续小汽车将加速占据换道小汽车原位置，分析自动驾驶车辆m
a_n
的间隙为p个车队小汽车提供换道服务后，小汽车的行程时间总体降低值δt(m
a_n
)的表达式为：
[0136][0137]
分析小汽车换道过程降低隧道行程时间δt(ma→
m_c(b)
)的表达式为：
[0138][0139]
其中，n为可换道间隙总数。
[0140]
在一个实施例中，根据不可换道人工驾驶车道的人工驾驶大货车的隧道行程时间、不可换道人工驾驶车道人工驾驶小汽车隧道行程时间以及小汽车换道过程降低的隧道行程时间，分析可换道人工驾驶车道的大货车及小汽车的行程时间，包括：
[0141]
根据得出的δt(ma→
m_c(b)
)，分析可换道人工驾驶车道的人工驾驶小汽车的隧道行程时间t(m
c(b)
)的表达式为：
[0142][0143]
其中，为第h个车队的第u辆小汽车不可换道的行程时间，h为车队总数，u为各车队小汽车总数；
[0144]
根据人工驾驶大货车在不可换道人工驾驶车道li和可换道人工驾驶车道lh中的运行特征一致的特性，分析该可换道人工驾驶车道lh所有大货车隧道行程时间之和t(m
f(b)
)的表达式为：
[0145][0146]
其中，为等于不可换道人工驾驶车道的人工驾驶大货车的隧道行程时间。
[0147]
在一个实施例中，根据采集的驶入半开放自动驾驶车道的自动驾驶车辆数及运行车速，分析自动驾驶车辆隧道行程时间，包括：
[0148]
根据采集的驶入半开放自动驾驶车道的自动驾驶车辆数及运行车速，分析半开放自动驾驶车道的自动驾驶车辆的隧道行程时间t(ma)的表达式为：
[0149][0150]
其中，r为该时段进入隧道的自动驾驶车辆数。
[0151]
在一个实施例中，根据采集的驶入隧道车流量，基于可换道人工驾驶车道的大货车及小汽车的行程时间和自动驾驶车辆隧道行程时间，分析隧道车辆平均行程时间，进而分析隧道车辆平均行驶速度，包括：
[0152]
根据所有车道单位时间内全部车辆隧道总行程时间与总车流量q(ma) q(mf) q(mc)，分析单位时间内隧道平均行程时间的表达式为：
[0153][0154]
根据“时间-速度-路程”关系式，分析半开放自动驾驶车道的隧道车辆平均行驶速度的表达式为：
[0155][0156]
上述半开放自动驾驶车道的隧道平均车速分析方法，通过构建隧道内各车道的车辆运行特征数据集，根据采集的驶入不可换道人工驾驶车道的人工驾驶大货车的运行车速，分析不可换道人工驾驶车道的人工驾驶大货车的隧道行程时间，根据采集的同一车队大货车和小汽车驶入隧道时刻及运行车速，甄别隧道通行过程车速不降低的小汽车，分析不可换道人工驾驶车道的人工驾驶小汽车的隧道行程时间，根据采集的隧道各车道车辆驶入隧道时刻，确定自动驾驶车辆间隙可供换道的人工驾驶车队数量及自动驾驶车辆间隙可供小汽车换道使用的车流量，进而分析小汽车换道过程降低的隧道行程时间，根据不可换道人工驾驶车道的人工驾驶大货车的隧道行程时间、不可换道人工驾驶车道人工驾驶小汽车隧道行程时间以及小汽车换道过程降低的隧道行程时间，分析可换道人工驾驶车道的大
货车及小汽车的行程时间，根据采集的驶入半开放自动驾驶车道的自动驾驶车辆数及运行车速，分析自动驾驶车辆隧道行程时间，根据采集的驶入隧道车流量，基于可换道人工驾驶车道的大货车及小汽车的行程时间和自动驾驶车辆隧道行程时间，分析隧道车辆平均行程时间，进而准确的分析隧道车辆平均行驶速度。根据隧道车辆平均行驶速度便于交通管理者更加准确全面地了解隧道状况，进一步提高道路服务水平，保障隧道车辆运行安全，提高道路运行效率。
[0157]
在一个实施例中，对本技术的半开放自动驾驶车道的隧道平均车速分析方法给出进一步说明，如图9所示为设置半开放自动驾驶车道的隧道结构示意图。下面根据本技术的半开放自动驾驶车道的隧道平均车速分析方法的具体步骤，分析半开放自动驾驶车道的隧道平均车速。
[0158]
步骤1：构建隧道内各车道的车辆运行特征数据集。
[0159]
步骤11：在隧道起点设置交通检测，起点检测器开始检测车辆驶入隧道的时刻，当车辆经过起点检测器时结束检测。检测时间选取工作日早高峰时段(8:00-9:00)，自动驾驶车道的自动驾驶车辆驶入隧道的时刻的部分数据如表1所示：
[0160]
表1自动驾驶车道的自动驾驶车辆驶入隧道时刻的部分数据表
[0161][0162][0163]
步骤12：起点检测器检测人工驾驶车辆驶入隧道的时刻，人工驾驶车道的人工驾驶车辆驶入隧道的时刻的部分数据如表2所示，其中，人工驾驶车道包括不可换道人工驾驶车道和可换道人工驾驶车道。
[0164]
表2人工驾驶车道的人工驾驶车辆驶入隧道的时刻的部分数据表
[0165][0166]
注：“/”表示此车辆不属于该类型车辆。
[0167]
步骤13：经调查，自动驾驶运行车速v(mc)为90km/h，人工驾驶运行车速v(mf)为80km/h，人工驾驶大货车运行车速v(mf)为64km/h。
[0168]
步骤2：计算不可换道人工驾驶车道的人工驾驶车辆的隧道行程时间。
[0169]
步骤21：每辆不可换道人工驾驶车道l1的人工驾驶大货车的隧道行程时间的分析结果如下：
[0170][0171]
根据该时段进入不可换道人工驾驶车道l1的大货车车辆数3辆，不可换道人工驾驶车道l1的大货车的隧道行程时间的分析结果如下：
[0172][0173]
步骤22：根据不可换道人工驾驶车道l1的人工驾驶小汽车与各车队大货车的车头时距，t
la
取2s，甄别各车队小汽车降速结果如表3所示。
[0174]
表3各车队小汽车降速结果表
[0175][0176]
注：“/”表示此车辆不降速，无需判断是否为第一辆降速小汽车。
[0177]
步骤23：结合l1人工驾驶小汽车降速情况，l1人工驾驶各小汽车隧道行程时间如表4所示。
[0178]
表4人工驾驶各小汽车隧道行程时间表
[0179][0180][0181]
注：“/”表示此车辆隧道行程时间不属于该类型。
[0182]
根据l1人工驾驶各小汽车的隧道行程时间，l1人工驾驶小汽车的隧道行程时间分析结果如下：
[0183]
t(m
c(o)
)＝180*3 186 207＝933(s)
[0184]
步骤3：计算可换道人工驾驶车道的车辆换道过程降低隧道行程时间。
[0185]
步骤31：自动驾驶车辆在隧道运行过程中可超越的最大距离分析结果如下：
[0186][0187]
根据自动驾驶车辆m
a_n
与lh各车队大货车车头时距及能否进行换道判断结果如表5所示。
[0188]
表5自动驾驶车辆与各车队大货车车头时距及能否进行换道判断结果表
[0189][0190][0191]
注：“ ”表示自动驾驶车辆在lh各车队的大货车前驶入隧道。
[0192]
步骤32：根据t
ln
取4s，自动驾驶车辆间隙提供理论换道车辆数分析结果如下：
[0193][0194]
根据隧道结构图，可得f3车队中小汽车的车辆数如下:
[0195][0196]
根据自动驾驶车辆间隙提供理论换道车辆数及换道车队实际车辆数，自动驾驶车辆间隙可供小汽车换道使用的车流量分析结果如下：
[0197][0198]
步骤33：根据换道小汽车及其对后续车队的隧道行程时间影响，小汽车的换道过程隧道行程时间总体降低值计算结果如下：
[0199][0200]
根据该时间段仅f3车队发生换道，小汽车换道过程降低隧道行程时间计算结果如下：
[0201]
δt(ma→
m_c(b)
)＝∑
n∈n
δt(m
a_n
)＝12(s)
[0202]
步骤4：计算可换道人工驾驶车道人工驾驶车辆隧道行程时间。
[0203]
步骤41：根据该时段进入lh的小汽车车辆数为5辆，可换道lh人工驾驶小汽车隧道通行时间分析结果如下：
[0204][0205]
步骤42：根据该时段进入lh的大货车车辆数为3辆，lh人工驾驶大货车隧道通行时间分析结果如下：
[0206][0207]
步骤5：计算半开放自动驾驶车道自动驾驶车辆隧道行程时间。
[0208]
根据该时段进入隧道的自动驾驶车辆数为5辆，半开放自动驾驶车道自动驾驶车辆隧道行程时间分析结果如下：
[0209][0210]
步骤6：计算设置半开放自动驾驶车道的隧道车辆平均行驶速度。
[0211]
步骤61：基于前面计算结果，自动驾驶车辆数为5辆，不可换道人工驾驶车辆数为8辆，可换道人工驾驶车辆数为8辆，隧道车辆平均行程时间分析结果如下：
[0212][0213]
步骤62：根据隧道车辆平均行程时间，隧道车辆平均行驶速度分析结果如下：
[0214][0215]
应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0216]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0217]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。