專利名稱：基于預(yù)信號的主動式公交信號優(yōu)先控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種公交信號優(yōu)先的控制方法，尤其涉及一種在多相位信號控制交叉口結(jié)合預(yù)信號技術(shù)實現(xiàn)公交優(yōu)先通行的主動式公交信號優(yōu)先控制方法。
背景技術(shù)：
主動式公交信號優(yōu)先控制方法是根據(jù)設(shè)置在交叉口進(jìn)口道上的車輛檢測器采集到的公交到達(dá)信息，合理采用綠燈延長、紅燈縮短、插入相位、跳躍相位、相位倒轉(zhuǎn)等控制策略調(diào)整原有信號配時參數(shù)實現(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)國家越來越重視對交叉口公交信號優(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際運(yùn)用，取得了很好的效果。另一方面，由于發(fā)達(dá)國家的城市交通網(wǎng)絡(luò)所具有的高密度、多支路的特點，國外的信號控制交叉口多采用兩相位信號控制方式，因此，國外學(xué)者對公交信號優(yōu)先控制方法的研究也主要集中在綠燈延長和紅燈縮短兩種控制策略上。同時，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國城市的交通需求呈現(xiàn)出爆發(fā)性增長的趨勢， 為提高公共交通出行比例，緩解城市交通擁堵，我國學(xué)者開始了對交叉口公交信號優(yōu)先控制方法的研究。然而，受國外已有研究成果的影響，我國的研究方向也集中在綠燈延長和紅燈縮短這兩種控制策略的模型算法、適用條件等方面，但由于我國主要交叉口多采用多相位信號控制，這兩種控制策略缺乏對通行方向為紅燈信號且下一個執(zhí)行相位仍為紅燈信號的進(jìn)口道上公交車輛的優(yōu)先服務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種多相位信號控制交叉口的基于預(yù)信號的主動式公交信號優(yōu)先控制方法，在保證通過交叉口的社會車輛服務(wù)水平不顯著降低的同時，最大限度的提高通過交叉口公交車輛的服務(wù)水平。技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的步驟1 在信號控制系統(tǒng)為三相位或三相位以上、具有一條或一條以上的右轉(zhuǎn)專用車道且與相鄰交叉口的間距超過200米的交叉口，安裝檢測器、布設(shè)裝有計算機(jī)程序的信號機(jī)及信號燈，并利用光纜和電線依次將檢測器與信號機(jī)連接起來，所述的檢測器采用視頻車輛檢測器，并且能夠自動識別公交車輛并記錄公交車輛通過檢測器時的瞬時車速， 車輛檢測器布設(shè)在交叉口進(jìn)口道停車線上游25米處，步驟2 在主信號停車線上游40米處設(shè)置預(yù)信號停車線，且設(shè)定預(yù)信號與主信號之間的綠時差為6秒，步驟3 信號機(jī)在檢測器檢測到公交優(yōu)先申請時判斷是否給予信號優(yōu)先步驟3. 1 設(shè)置在車道上的檢測器檢測到有公交車輛通過時，觸發(fā)公交優(yōu)先的申請，并將公交優(yōu)先的申請反饋給信號機(jī)，
步驟3. 2 信號機(jī)停止接收檢測器公交優(yōu)先的申請，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設(shè)置在交叉口各進(jìn)口道上的車輛檢測器得到的交叉口的當(dāng)前交通量與交叉口設(shè)計通行能力的比值，步驟3. 4 若當(dāng)前相位在優(yōu)先公交通行方向為紅燈信號，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)主停車線時刻所處相位，若g%t彡L1ZV,則當(dāng)前相位為優(yōu)先公交通過檢測器時所處相位；若g%t < L1ZV,則當(dāng)前相位為優(yōu)先公交通過檢測器時所處相位的下一執(zhí)行相位，其中，g%t 優(yōu)先公交通過檢測器時所處相位在優(yōu)先公交通過檢測器時刻的剩余時間^ 檢測器與主停車線之間的距離；ν 檢測器檢測到的公交車輛平均車速，步驟3. 5 計算優(yōu)先公交到達(dá)主停車線時當(dāng)前相位的剩余時間，轉(zhuǎn)入步驟4，計算公式為若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)先公交通行方向為綠燈信號，且當(dāng)前相位的剩余時間大于等于％/2，轉(zhuǎn)入步驟4. 1，執(zhí)行綠燈延長控制；若當(dāng)前相位的上一執(zhí)行相位在優(yōu)先公交通行方向為綠燈信號，且當(dāng)前相位的剩余時間小于％/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)先公交通行方向為紅燈信號，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，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)先公交通行方向為綠燈信號，轉(zhuǎn)入步驟 4. 3，執(zhí)行紅燈縮短控制，步驟4. 1 綠燈延長控制的方法如下Al)計算所需綠燈延長時間&，執(zhí)行步驟A2)，計算公式為gl = (Q0irg^t)+L2/v式中，Q011 綠燈延長控制下當(dāng)前相位的持續(xù)時間；優(yōu)先公交到達(dá)主停車線時當(dāng)前相位的剩余時間；L2 主停車線至公交車輛駛?cè)氤隹诘罆r的公交車輛行駛軌跡的長度；ν 檢測器檢測到的公交車輛平均車速，A2)控制參數(shù)初始化，令壓縮信號周期編號為m且m= 1，綠燈延長控制下的總壓縮時間為g^1!且g。= 0，執(zhí)行步驟A3)，A3)預(yù)測綠燈延長控制下后續(xù)第m周期內(nèi)的各個非最后相位的富裕綠燈時間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間Fln，所述富裕綠燈時間是指相位持續(xù)時間扣除上一紅燈期間到達(dá)預(yù)信號停車線并停車等待車輛通過交叉口所需的綠燈時間，后續(xù)第m周期各相位富裕綠燈時間的預(yù)測值分別為檢測器檢測到的當(dāng)前相位所處周期的上一周期各對應(yīng)相位的富裕綠燈時間，執(zhí)行步驟A4)，A4)分配綠燈延長控制下后續(xù)第m周期內(nèi)的各個非最后相位的壓縮時間gmn及最后相位的壓縮時間gmln，執(zhí)行步驟A5)，計算公式為
權(quán)利要求
1. 一種基于預(yù)信號的主動式公交信號優(yōu)先控制方法，其特征在于， 步驟1 在信號控制系統(tǒng)為三相位或三相位以上、具有一條或一條以上的右轉(zhuǎn)專用車道且與相鄰交叉口的間距超過200米的交叉口，安裝檢測器、布設(shè)裝有計算機(jī)程序的信號機(jī)及信號燈，并利用光纜和電線依次將檢測器與信號機(jī)連接起來，所述的檢測器采用視頻車輛檢測器，并且能夠自動識別公交車輛并記錄公交車輛通過檢測器時的瞬時車速，車輛檢測器布設(shè)在交叉口進(jìn)口道停車線上游25米處，步驟2 在主信號停車線上游40米處設(shè)置預(yù)信號停車線，且設(shè)定預(yù)信號與主信號之間的綠時差為6秒，步驟3 信號機(jī)在檢測器檢測到公交優(yōu)先申請時判斷是否給予信號優(yōu)先 步驟3. 1 設(shè)置在車道上的檢測器檢測到有公交車輛通過時，觸發(fā)公交優(yōu)先的申請，并將公交優(yōu)先的申請反饋給信號機(jī)，步驟3. 2 信號機(jī)停止接收檢測器公交優(yōu)先的申請，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設(shè)置在交叉口各進(jìn)口道上的車輛檢測器得到的交叉口的當(dāng)前交通量與交叉口設(shè)計通行能力的比值，步驟3. 4 若當(dāng)前相位在優(yōu)先公交通行方向為紅燈信號，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)主停車線時刻所處相位，若g%t彡L/v，則當(dāng)前相位為優(yōu)先公交通過檢測器時所處相位；若g%t < L/v，則當(dāng)前相位為優(yōu)先公交通過檢測器時所處相位的下一執(zhí)行相位，其中，g%t 優(yōu)先公交通過檢測器時所處相位在優(yōu)先公交通過檢測器時刻的剩余時間^ 檢測器與主停車線之間的距離；ν 檢測器檢測到的公交車輛平均車速，步驟3. 5 計算優(yōu)先公交到達(dá)主停車線時當(dāng)前相位的剩余時間，轉(zhuǎn)入步驟4，計算公式為若 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)先公交通行方向為綠燈信號，且當(dāng)前相位的剩余時間大于等于％/2，轉(zhuǎn)入步驟4. 1，執(zhí)行綠燈延長控制；若當(dāng)前相位的上一執(zhí)行相位在優(yōu)先公交通行方向為綠燈信號，且當(dāng)前相位的剩余時間小于％/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)先公交通行方向為紅燈信號，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，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)先公交通行方向為綠燈信號，轉(zhuǎn)入步驟4. 3，執(zhí)行紅燈縮短控制，步驟4. 1 綠燈延長控制的方法如下Al)計算所需綠燈延長時間&，執(zhí)行步驟A2)，計算公式為gi = (Q0Irg1At)+L2A式中，Q011 綠燈延長控制下當(dāng)前相位的持續(xù)時間；優(yōu)先公交到達(dá)主停車線時當(dāng)前相位的剩余時間； L2 主停車線至公交車輛駛?cè)氤隹诘罆r的公交車輛行駛軌跡的長度；ν 檢測器檢測到的公交車輛平均車速，A2)控制參數(shù)初始化，令壓縮信號周期編號為m且m= 1，綠燈延長控制下的總壓縮時間為g"1、且g"1、= 0，執(zhí)行步驟A3)，A3)預(yù)測綠燈延長控制下后續(xù)第m周期內(nèi)的各個非最后相位的富裕綠燈時間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間Fln，所述富裕綠燈時間是指相位持續(xù)時間扣除上一紅燈期間到達(dá)預(yù)信號停車線并停車等待車輛通過交叉口所需的綠燈時間，后續(xù)第m周期各相位富裕綠燈時間的預(yù)測值分別為檢測器檢測到的當(dāng)前相位所處周期的上一周期各對應(yīng)相位的富裕綠燈時間，執(zhí)行步驟A4)，A4)分配綠燈延長控制下后續(xù)第m周期內(nèi)的各個非最后相位的壓縮時間gmn及最后相位的壓縮時間gmln，執(zhí)行步驟A5)，計算公式為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于預(yù)信號的主動式公交信號優(yōu)先控制方法，旨在保證通過交叉口的社會車輛服務(wù)水平不顯著降低的同時，最大限度地提高通過交叉口公交車輛的服務(wù)水平。首先，在符合條件的交叉口安裝檢測器、布設(shè)裝有計算機(jī)程序的信號機(jī)及信號燈。其次，設(shè)置預(yù)信號停車線與主信號、預(yù)信號之間的綠時差。再次，在檢測器檢測到公交優(yōu)先申請時根據(jù)交叉口運(yùn)行狀態(tài)判斷是否給予信號優(yōu)先。隨后，根據(jù)當(dāng)前相位狀況判斷執(zhí)行何種主動式公交優(yōu)先控制策略。最后，根據(jù)綠燈延長、公交相位插入、紅燈縮短三種主動式公交信號優(yōu)先控制策略的控制邏輯與算法實現(xiàn)對公交車輛的信號優(yōu)先服務(wù)。
文檔編號G08G1/087GK102236970SQ20111016337
公開日2011年11月9日 申請日期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 申請人:東南大學(xué)