專(zhuān)利名稱(chēng)：基于預(yù)信號(hào)的主動(dòng)式公交信號(hào)優(yōu)先控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種公交信號(hào)優(yōu)先的控制方法，尤其涉及一種在多相位信號(hào)控制交叉口結(jié)合預(yù)信號(hào)技術(shù)實(shí)現(xiàn)公交優(yōu)先通行的主動(dòng)式公交信號(hào)優(yōu)先控制方法。
背景技術(shù)：
主動(dòng)式公交信號(hào)優(yōu)先控制方法是根據(jù)設(shè)置在交叉口進(jìn)口道上的車(chē)輛檢測(cè)器采集到的公交到達(dá)信息，合理采用綠燈延長(zhǎng)、紅燈縮短、插入相位、跳躍相位、相位倒轉(zhuǎn)等控制策略調(diào)整原有信號(hào)配時(shí)參數(shù)實(shí)現(xiàn)交叉口公交優(yōu)先，最大限度地提高交叉口公共交通的通行能力和服務(wù)水平。進(jìn)入21世紀(jì)后，北美、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家越來(lái)越重視對(duì)交叉口公交信號(hào)優(yōu)先控制方法的研究，并在此基礎(chǔ)上在一些城市中嘗試了實(shí)際運(yùn)用，取得了很好的效果。另一方面，由于發(fā)達(dá)國(guó)家的城市交通網(wǎng)絡(luò)所具有的高密度、多支路的特點(diǎn)，國(guó)外的信號(hào)控制交叉口多采用兩相位信號(hào)控制方式，因此，國(guó)外學(xué)者對(duì)公交信號(hào)優(yōu)先控制方法的研究也主要集中在綠燈延長(zhǎng)和紅燈縮短兩種控制策略上。同時(shí)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)城市的交通需求呈現(xiàn)出爆發(fā)性增長(zhǎng)的趨勢(shì)， 為提高公共交通出行比例，緩解城市交通擁堵，我國(guó)學(xué)者開(kāi)始了對(duì)交叉口公交信號(hào)優(yōu)先控制方法的研究。然而，受?chē)?guó)外已有研究成果的影響，我國(guó)的研究方向也集中在綠燈延長(zhǎng)和紅燈縮短這兩種控制策略的模型算法、適用條件等方面，但由于我國(guó)主要交叉口多采用多相位信號(hào)控制，這兩種控制策略缺乏對(duì)通行方向?yàn)榧t燈信號(hào)且下一個(gè)執(zhí)行相位仍為紅燈信號(hào)的進(jìn)口道上公交車(chē)輛的優(yōu)先服務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供一種多相位信號(hào)控制交叉口的基于預(yù)信號(hào)的主動(dòng)式公交信號(hào)優(yōu)先控制方法，在保證通過(guò)交叉口的社會(huì)車(chē)輛服務(wù)水平不顯著降低的同時(shí)，最大限度的提高通過(guò)交叉口公交車(chē)輛的服務(wù)水平。技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的步驟1 在信號(hào)控制系統(tǒng)為三相位或三相位以上、具有一條或一條以上的右轉(zhuǎn)專(zhuān)用車(chē)道且與相鄰交叉口的間距超過(guò)200米的交叉口，安裝檢測(cè)器、布設(shè)裝有計(jì)算機(jī)程序的信號(hào)機(jī)及信號(hào)燈，并利用光纜和電線依次將檢測(cè)器與信號(hào)機(jī)連接起來(lái)，所述的檢測(cè)器采用視頻車(chē)輛檢測(cè)器，并且能夠自動(dòng)識(shí)別公交車(chē)輛并記錄公交車(chē)輛通過(guò)檢測(cè)器時(shí)的瞬時(shí)車(chē)速， 車(chē)輛檢測(cè)器布設(shè)在交叉口進(jìn)口道停車(chē)線上游25米處，步驟2 在主信號(hào)停車(chē)線上游40米處設(shè)置預(yù)信號(hào)停車(chē)線，且設(shè)定預(yù)信號(hào)與主信號(hào)之間的綠時(shí)差為6秒，步驟3 信號(hào)機(jī)在檢測(cè)器檢測(cè)到公交優(yōu)先申請(qǐng)時(shí)判斷是否給予信號(hào)優(yōu)先步驟3. 1 設(shè)置在車(chē)道上的檢測(cè)器檢測(cè)到有公交車(chē)輛通過(guò)時(shí)，觸發(fā)公交優(yōu)先的申請(qǐng)，并將公交優(yōu)先的申請(qǐng)反饋給信號(hào)機(jī)，
步驟3. 2 信號(hào)機(jī)停止接收檢測(cè)器公交優(yōu)先的申請(qǐng)，步驟3. 3 若交叉口飽和度不大于0. 9，轉(zhuǎn)入步驟3. 4 ；否則，轉(zhuǎn)入步驟5，所述交叉口飽和度為通過(guò)設(shè)置在交叉口各進(jìn)口道上的車(chē)輛檢測(cè)器得到的交叉口的當(dāng)前交通量與交叉口設(shè)計(jì)通行能力的比值，步驟3. 4 若當(dāng)前相位在優(yōu)先公交通行方向?yàn)榧t燈信號(hào)，轉(zhuǎn)入步驟3. 5 ；否則，轉(zhuǎn)入步驟5，所述當(dāng)前相位為優(yōu)先公交到達(dá)主停車(chē)線時(shí)刻所處相位，若g%t彡L1ZV,則當(dāng)前相位為優(yōu)先公交通過(guò)檢測(cè)器時(shí)所處相位；若g%t < L1ZV,則當(dāng)前相位為優(yōu)先公交通過(guò)檢測(cè)器時(shí)所處相位的下一執(zhí)行相位，其中，g%t 優(yōu)先公交通過(guò)檢測(cè)器時(shí)所處相位在優(yōu)先公交通過(guò)檢測(cè)器時(shí)刻的剩余時(shí)間^ 檢測(cè)器與主停車(chē)線之間的距離；ν 檢測(cè)器檢測(cè)到的公交車(chē)輛平均車(chē)速，步驟3. 5 計(jì)算優(yōu)先公交到達(dá)主停車(chē)線時(shí)當(dāng)前相位的剩余時(shí)間，轉(zhuǎn)入步驟4，計(jì)算公式為若g%t 彡 L1ZV,則 = gVr^/v若g%t < L1ZV,則 g、= g° ^+Q0-L1A式中，Q0 當(dāng)前相位持續(xù)時(shí)間，步驟4:若當(dāng)前相位的上一執(zhí)行相位在優(yōu)先公交通行方向?yàn)榫G燈信號(hào)，且當(dāng)前相位的剩余時(shí)間大于等于％/2，轉(zhuǎn)入步驟4. 1，執(zhí)行綠燈延長(zhǎng)控制；若當(dāng)前相位的上一執(zhí)行相位在優(yōu)先公交通行方向?yàn)榫G燈信號(hào)，且當(dāng)前相位的剩余時(shí)間小于％/2，轉(zhuǎn)入步驟 4. 2，執(zhí)行公交相位插入控制；若當(dāng)前相位的上一執(zhí)行相位在優(yōu)先公交通行方向?yàn)榧t燈信號(hào)，且當(dāng)前相位的下一執(zhí)行相位在優(yōu)先公交通行方向也為紅燈信號(hào)，轉(zhuǎn)入步驟4. 2，執(zhí)行公交相位插入控制；若當(dāng)前相位的下一執(zhí)行相位在優(yōu)先公交通行方向?yàn)榫G燈信號(hào)，轉(zhuǎn)入步驟 4. 3，執(zhí)行紅燈縮短控制，步驟4. 1 綠燈延長(zhǎng)控制的方法如下Al)計(jì)算所需綠燈延長(zhǎng)時(shí)間&，執(zhí)行步驟A2)，計(jì)算公式為gl = (Q0irg^t)+L2/v式中，Q011 綠燈延長(zhǎng)控制下當(dāng)前相位的持續(xù)時(shí)間；優(yōu)先公交到達(dá)主停車(chē)線時(shí)當(dāng)前相位的剩余時(shí)間；L2 主停車(chē)線至公交車(chē)輛駛?cè)氤隹诘罆r(shí)的公交車(chē)輛行駛軌跡的長(zhǎng)度；ν 檢測(cè)器檢測(cè)到的公交車(chē)輛平均車(chē)速，A2)控制參數(shù)初始化，令壓縮信號(hào)周期編號(hào)為m且m= 1，綠燈延長(zhǎng)控制下的總壓縮時(shí)間為g^1!且g。= 0，執(zhí)行步驟A3)，A3)預(yù)測(cè)綠燈延長(zhǎng)控制下后續(xù)第m周期內(nèi)的各個(gè)非最后相位的富裕綠燈時(shí)間Fmli 且i = 1,2,…η-1，η彡8，其中η為周期相位數(shù)，及最后相位的富裕綠燈時(shí)間Fln，所述富裕綠燈時(shí)間是指相位持續(xù)時(shí)間扣除上一紅燈期間到達(dá)預(yù)信號(hào)停車(chē)線并停車(chē)等待車(chē)輛通過(guò)交叉口所需的綠燈時(shí)間，后續(xù)第m周期各相位富裕綠燈時(shí)間的預(yù)測(cè)值分別為檢測(cè)器檢測(cè)到的當(dāng)前相位所處周期的上一周期各對(duì)應(yīng)相位的富裕綠燈時(shí)間，執(zhí)行步驟A4)，A4)分配綠燈延長(zhǎng)控制下后續(xù)第m周期內(nèi)的各個(gè)非最后相位的壓縮時(shí)間gmn及最后相位的壓縮時(shí)間gmln，執(zhí)行步驟A5)，計(jì)算公式為
權(quán)利要求
1. 一種基于預(yù)信號(hào)的主動(dòng)式公交信號(hào)優(yōu)先控制方法，其特征在于， 步驟1 在信號(hào)控制系統(tǒng)為三相位或三相位以上、具有一條或一條以上的右轉(zhuǎn)專(zhuān)用車(chē)道且與相鄰交叉口的間距超過(guò)200米的交叉口，安裝檢測(cè)器、布設(shè)裝有計(jì)算機(jī)程序的信號(hào)機(jī)及信號(hào)燈，并利用光纜和電線依次將檢測(cè)器與信號(hào)機(jī)連接起來(lái)，所述的檢測(cè)器采用視頻車(chē)輛檢測(cè)器，并且能夠自動(dòng)識(shí)別公交車(chē)輛并記錄公交車(chē)輛通過(guò)檢測(cè)器時(shí)的瞬時(shí)車(chē)速，車(chē)輛檢測(cè)器布設(shè)在交叉口進(jìn)口道停車(chē)線上游25米處，步驟2 在主信號(hào)停車(chē)線上游40米處設(shè)置預(yù)信號(hào)停車(chē)線，且設(shè)定預(yù)信號(hào)與主信號(hào)之間的綠時(shí)差為6秒，步驟3 信號(hào)機(jī)在檢測(cè)器檢測(cè)到公交優(yōu)先申請(qǐng)時(shí)判斷是否給予信號(hào)優(yōu)先 步驟3. 1 設(shè)置在車(chē)道上的檢測(cè)器檢測(cè)到有公交車(chē)輛通過(guò)時(shí)，觸發(fā)公交優(yōu)先的申請(qǐng)，并將公交優(yōu)先的申請(qǐng)反饋給信號(hào)機(jī)，步驟3. 2 信號(hào)機(jī)停止接收檢測(cè)器公交優(yōu)先的申請(qǐng)，步驟3. 3 若交叉口飽和度不大于0. 9，轉(zhuǎn)入步驟3. 4 ；否則，轉(zhuǎn)入步驟5，所述交叉口飽和度為通過(guò)設(shè)置在交叉口各進(jìn)口道上的車(chē)輛檢測(cè)器得到的交叉口的當(dāng)前交通量與交叉口設(shè)計(jì)通行能力的比值，步驟3. 4 若當(dāng)前相位在優(yōu)先公交通行方向?yàn)榧t燈信號(hào)，轉(zhuǎn)入步驟3. 5 ；否則，轉(zhuǎn)入步驟 5，所述當(dāng)前相位為優(yōu)先公交到達(dá)主停車(chē)線時(shí)刻所處相位，若g%t彡L/v，則當(dāng)前相位為優(yōu)先公交通過(guò)檢測(cè)器時(shí)所處相位；若g%t < L/v，則當(dāng)前相位為優(yōu)先公交通過(guò)檢測(cè)器時(shí)所處相位的下一執(zhí)行相位，其中，g%t 優(yōu)先公交通過(guò)檢測(cè)器時(shí)所處相位在優(yōu)先公交通過(guò)檢測(cè)器時(shí)刻的剩余時(shí)間^ 檢測(cè)器與主停車(chē)線之間的距離；ν 檢測(cè)器檢測(cè)到的公交車(chē)輛平均車(chē)速，步驟3. 5 計(jì)算優(yōu)先公交到達(dá)主停車(chē)線時(shí)當(dāng)前相位的剩余時(shí)間，轉(zhuǎn)入步驟4，計(jì)算公式為若 g%t ^ “/ν,貝Ij = gVt-L/v 若 g%t < L1ZV，貝IJ = g°^+Q0-L1A 式中，當(dāng)前相位持續(xù)時(shí)間，步驟4:若當(dāng)前相位的上一執(zhí)行相位在優(yōu)先公交通行方向?yàn)榫G燈信號(hào)，且當(dāng)前相位的剩余時(shí)間大于等于％/2，轉(zhuǎn)入步驟4. 1，執(zhí)行綠燈延長(zhǎng)控制；若當(dāng)前相位的上一執(zhí)行相位在優(yōu)先公交通行方向?yàn)榫G燈信號(hào)，且當(dāng)前相位的剩余時(shí)間小于％/2，轉(zhuǎn)入步驟4. 2， 執(zhí)行公交相位插入控制；若當(dāng)前相位的上一執(zhí)行相位在優(yōu)先公交通行方向?yàn)榧t燈信號(hào)，且當(dāng)前相位的下一執(zhí)行相位在優(yōu)先公交通行方向也為紅燈信號(hào)，轉(zhuǎn)入步驟4. 2，執(zhí)行公交相位插入控制；若當(dāng)前相位的下一執(zhí)行相位在優(yōu)先公交通行方向?yàn)榫G燈信號(hào)，轉(zhuǎn)入步驟4. 3，執(zhí)行紅燈縮短控制，步驟4. 1 綠燈延長(zhǎng)控制的方法如下Al)計(jì)算所需綠燈延長(zhǎng)時(shí)間&，執(zhí)行步驟A2)，計(jì)算公式為gi = (Q0Irg1At)+L2A式中，Q011 綠燈延長(zhǎng)控制下當(dāng)前相位的持續(xù)時(shí)間；優(yōu)先公交到達(dá)主停車(chē)線時(shí)當(dāng)前相位的剩余時(shí)間； L2 主停車(chē)線至公交車(chē)輛駛?cè)氤隹诘罆r(shí)的公交車(chē)輛行駛軌跡的長(zhǎng)度；ν 檢測(cè)器檢測(cè)到的公交車(chē)輛平均車(chē)速，A2)控制參數(shù)初始化，令壓縮信號(hào)周期編號(hào)為m且m= 1，綠燈延長(zhǎng)控制下的總壓縮時(shí)間為g"1、且g"1、= 0，執(zhí)行步驟A3)，A3)預(yù)測(cè)綠燈延長(zhǎng)控制下后續(xù)第m周期內(nèi)的各個(gè)非最后相位的富裕綠燈時(shí)間Fli且i =1,2,…η-1，η彡8，其中η為周期相位數(shù)，及最后相位的富裕綠燈時(shí)間Fln，所述富裕綠燈時(shí)間是指相位持續(xù)時(shí)間扣除上一紅燈期間到達(dá)預(yù)信號(hào)停車(chē)線并停車(chē)等待車(chē)輛通過(guò)交叉口所需的綠燈時(shí)間，后續(xù)第m周期各相位富裕綠燈時(shí)間的預(yù)測(cè)值分別為檢測(cè)器檢測(cè)到的當(dāng)前相位所處周期的上一周期各對(duì)應(yīng)相位的富裕綠燈時(shí)間，執(zhí)行步驟A4)，A4)分配綠燈延長(zhǎng)控制下后續(xù)第m周期內(nèi)的各個(gè)非最后相位的壓縮時(shí)間gmn及最后相位的壓縮時(shí)間gmln，執(zhí)行步驟A5)，計(jì)算公式為
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于預(yù)信號(hào)的主動(dòng)式公交信號(hào)優(yōu)先控制方法，旨在保證通過(guò)交叉口的社會(huì)車(chē)輛服務(wù)水平不顯著降低的同時(shí)，最大限度地提高通過(guò)交叉口公交車(chē)輛的服務(wù)水平。首先，在符合條件的交叉口安裝檢測(cè)器、布設(shè)裝有計(jì)算機(jī)程序的信號(hào)機(jī)及信號(hào)燈。其次，設(shè)置預(yù)信號(hào)停車(chē)線與主信號(hào)、預(yù)信號(hào)之間的綠時(shí)差。再次，在檢測(cè)器檢測(cè)到公交優(yōu)先申請(qǐng)時(shí)根據(jù)交叉口運(yùn)行狀態(tài)判斷是否給予信號(hào)優(yōu)先。隨后，根據(jù)當(dāng)前相位狀況判斷執(zhí)行何種主動(dòng)式公交優(yōu)先控制策略。最后，根據(jù)綠燈延長(zhǎng)、公交相位插入、紅燈縮短三種主動(dòng)式公交信號(hào)優(yōu)先控制策略的控制邏輯與算法實(shí)現(xiàn)對(duì)公交車(chē)輛的信號(hào)優(yōu)先服務(wù)。
文檔編號(hào)G08G1/087GK102236970SQ20111016337
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者于晨, 任剛, 華璟怡 申請(qǐng)人:東南大學(xué)