1.1研究背景

随着中国汽车产销量及保有量的持续增长，交通拥堵、交通事故等一些列问题日益严重，严重制约了城市交通的通畅。尤其是对于城市道路的平面交叉口，机动车、非机动车及行人交通的分流、合流及交叉，交叉口的交通状况极其复杂，造成了交叉口事故较多，通行能力较低，成为整个道路网中通行能力与交通安全的瓶颈。从信息获取的角度来看，一是信息的全面性不够，二是信息检测的足够性、信息的分享和共享不够。当驾驶员的自身驾驶能力不能与客观动态行车需求合理匹配，就会在驾驶任务的一个或多个环节出现失误或缺失，导致交通事故^[1]。

因此，提出一种安全高效的管理控制手段来提高交叉口通行能力和安全性是非常有必要的。

而随着智能信息时代的到来，车路协同技术作为智能交通系统的前沿技术,是未来智能交通发展的主要研究方向之一。车路协同属于车联网的高级阶段，它基于无线通信和传感器检测等技术获取车辆和道路的有效信息,通过建立车路通信,将人、车、路三者有效的联系起来,完成车辆和路旁基础设施之间的信息交互,充分利用基础设施和道路资源,提高道路的利用率,改善交通的安全,缓解交通拥堵现象。据IntelliDriveSM 联盟估算，车路协同技术可以有效降低交通事故率 80%以上，同时提高整体运行效率10%-20%^[2]

由此可见，车路协同无疑是能够促进道路交通安全保障，提高交叉口通行能力的有效措施。

1.2目的和意义

现有的交叉口信号控制模式以及交叉口的渠化设计，主要是基于人类驾驶车辆的基础上进行设计，而对于控制精度高，可以全方位实施车车、车路之间的动态实时信息交互，实现车辆和道路基础设施之间的智能协作与配合的智能车来说，现有模式不能充分发挥其功能，导致时空资源浪费。

基于此，本文拟在车路协同技术的基础上考虑智能车在信号交叉口前的驾驶信息需求，根据其信息需求的时空分布探讨其分类方法，并研究不同类别信息在交叉口的信息量、发送频率与量化方法，展开交叉口的时空协同优化设计，在满足驾驶员信息需求的同时，提高信号交叉口的行车安全和通行效率，降低交叉口的平均延误。这对优化利用交叉口时空资源，实现交叉口协同控制和提高交叉口的通行能力和安全性上具有重要意义。

1.3国内外现状研究

1.3.1交叉口时空资源优化研究