一路一線公交網(wǎng)信號交叉口車路協(xié)同避免公交車沖突方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一路一線公交網(wǎng)信號交叉口車路協(xié)同避免公交車沖突方法，在距離交叉口停車線前L處結(jié)合RFID設(shè)備完成公交車的識別，根據(jù)其他數(shù)據(jù)準(zhǔn)確計算公交到達(dá)下游交叉口的時間，當(dāng)公交車到達(dá)交叉口時，公交車通行方向信號由紅燈轉(zhuǎn)換為綠燈，以滿足公交車在交叉口的優(yōu)先通行，當(dāng)公交車通行方向與其他方向有沖突，根據(jù)各個方向的優(yōu)先判斷權(quán)，根據(jù)避免沖突的方法確定各個方向的優(yōu)先通行權(quán)，并且車載zigbee無線設(shè)備將速度等信息傳輸給被檢測到其它公交車輛。本發(fā)明通過對信號燈控制，在交叉口給予公交車優(yōu)先通行權(quán)，減少公交車交叉口通行時的延誤或停車行為，使其保持設(shè)定的車間間隔運行，提高了公交的運行效率的同時，進(jìn)一步增強公交的吸引力。
【專利說明】—路一線公交網(wǎng)信號交叉口車路協(xié)同避免公交車沖突方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一路一線公交網(wǎng)信號交叉口車路協(xié)同避免公交車沖突方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車保有量不斷增加，城市交通擁堵現(xiàn)象日益嚴(yán)重，公交優(yōu)先是促進(jìn)公共交通發(fā)展和緩解交通壓力的有效措施，公交優(yōu)先控制技術(shù)開始被提出并運用，如一路一線式公交路網(wǎng)的規(guī)劃和公交專用道的使用等，但其效果等還有待提高。雖然本公交車輛在公交專用道上行駛，但是不能使公交車到達(dá)交叉口時立即為綠燈相位通過交叉口，所以本專利采用感性式信號控制在公交車通過交叉口時給與其專用相位，來減少公交車車輛在交叉口延誤的時間實現(xiàn)公交信號優(yōu)先。
[0003]平面交叉口是不同方向車輛產(chǎn)生沖突的集中區(qū)域，在采用感性式信號控制也會存在不同方向的沖突。隨著車路協(xié)同技術(shù)的發(fā)展，公交車輛可以通過車與車之間的信息交互而獲得全信息的駕駛環(huán)境，通過在車輛的控制系統(tǒng)中嵌入避免沖突的控制算法就能達(dá)到自動避免沖突的目的，使公交車不停車通過交叉口。
[0004]檢索現(xiàn)有專利，己有的專利申請主要提出一個避免無信號交叉口車輛沖突的系統(tǒng)。中國專利申請?zhí)?01210214879.0，專利名稱《無信號交叉口車車協(xié)同避撞系統(tǒng)》中，車輛的中央處理器將采集到的自車運行狀態(tài)和駕駛意圖信息通過無線通信模塊進(jìn)行廣播式發(fā)送，并且接收其他車輛的運行狀態(tài)和駕駛意圖信息，判斷是否存在潛在碰撞；如果存在潛在碰撞，與中央處理器連接的所述制動控制模塊會進(jìn)行制動避免碰撞，與中央處理器連接的所述人機交互界面會顯示預(yù)警信息，但是此系統(tǒng)沒有應(yīng)用到公交車通過信號交叉口過程中。
[0005]檢索現(xiàn)有論文，己有的論文提供了一些消解交叉口沖突的算法。胡住在《湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)(增刊)))》2004，31 (6)上的〃交叉口車輛避免碰撞方式有效性分析〃通過比較沖突車輛的車頭進(jìn)入沖突區(qū)和車尾離開沖突區(qū)域的時間大小關(guān)系，通過比較汽車制動或減速以及加速所需的加速度與能達(dá)到的最大加速度，來判斷各種避免碰撞方式的有效性，從而建立避免碰撞方式選擇準(zhǔn)則；但所采用的方法不僅需要采集自車與他車的加速度狀態(tài)信息，進(jìn)行沖突判斷和避免所需要的數(shù)據(jù)信息過多。
[0006]本發(fā)明通過對交叉口信號燈的控制，在交叉口給予公交車方向優(yōu)先通行權(quán)，并且避免在交叉口不同方向公交車沖突的發(fā)生，也減少了公交車交叉口通行時的延誤或停車行為，其保持計算的最佳車間間隔運行，提高了公交的運行效率的同時，可靠性高的避免沖突方法對于改善行車安全性及提高交叉口通行效率具有重要的現(xiàn)實意義，可以進(jìn)一步增強公交的吸引力，使居民或乘客能方便地選用公交的優(yōu)先出行方式，進(jìn)一步解決城市擁堵問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:一種在交叉口采用感性式控制給予公交車通行的專用相位，與機動車相比有優(yōu)先通行權(quán)，并且提出了一種消解交叉口公交車沖突的方法，用于改善無信號交叉口的安全性，同時提高公交車通過交叉口的效率。
[0008]1、一路一線公交網(wǎng)信號交叉口車路協(xié)同避免公交車沖突方法，其特征在于:所述系統(tǒng)適用于一條道路僅布設(shè)一條公交線路，公交車輛沿著直行行駛并設(shè)置公交專用道的路段，按照道路方向和公交車行駛方向，將與公交站臺相鄰的兩個交叉口稱為上游交叉口和下游交叉口；
[0009]由道路、交叉口和公交車基本信息采集、公交車檢測和信息處理、信號燈的轉(zhuǎn)換、公交車輛沖突識別、公交車輛沖突類型識別、公交車輛優(yōu)先判斷權(quán)的確定、公交車輛優(yōu)先通過權(quán)的確定、執(zhí)行避免沖突的策略幾個步驟循環(huán)組成。
[0010]2、如權(quán)利要求1所述的一路一線公交網(wǎng)信號交叉口車路協(xié)同避免公交車沖突方法，其特征在于:
[0011](I)所述系統(tǒng)設(shè)置的路段，必須為公交專用道，當(dāng)整條路段上不能提供公交專用道時，在公交站臺處和至下游交叉口之間的路段設(shè)置為公交專用道或把分隔機非車道的物理設(shè)施相應(yīng)拓寬為公交專用道也可以滿足要求，以最大的空間資源來實現(xiàn)交叉口公交優(yōu)先策略；
[0012](2)每輛公交車預(yù)先安裝zigbee信號發(fā)射接收裝置、GPS定位系統(tǒng)、RFID發(fā)射接收識別裝置，瞬時速度由自身的GPS定位系統(tǒng)測得；
[0013](3)在交叉口分別提前確認(rèn)不同類型沖突點的位置，并且分別測量交叉口停車線到?jīng)_突點的距離，交叉口每個方向分別設(shè)有機動車和公交車信號控制燈。
[0014]3、如權(quán)利要求1所述的一路一線公交網(wǎng)信號交叉口車路協(xié)同避免公交車沖突方法，其特征在于:
[0015]公交車運行到距下游交叉口進(jìn)口道停車線L處時，RFID檢測器檢測到該公交到達(dá)時，通知下游交叉口信號燈準(zhǔn)備信號調(diào)整，通過公式計算通過距離L行駛的時間I；；
[0016]由交叉口信號燈單片機信息處理系統(tǒng)計算公交車到達(dá)下游交叉口進(jìn)口道停車線的時間，其中= L/V ;
[0017]V—該路段公交車正常行駛時的平均行駛速度；
[0018]L—檢測器與下游交叉口公交車通行方向進(jìn)口道停車線間距離。
[0019]4、如權(quán)利要求1所述的一路一線公交網(wǎng)信號交叉口車路協(xié)同避免公交車沖突方法，其特征在于:
[0020]在交叉口各個進(jìn)口道停車線處裝有RFID設(shè)備，用來檢測到公交車的到達(dá)，公交車上對應(yīng)設(shè)有RFID電子標(biāo)簽裝置，并將公交車的信息傳遞給交叉口設(shè)備，并且核對公交車的信息，若信息核對正確，則轉(zhuǎn)換信號燈的相位；
[0021]若機動車通行方向信號燈相位在檢測到公交車的時刻起經(jīng)過?；-3秒后為綠燈相位時，則機動車通行方向信號燈經(jīng)?；-3秒后變?yōu)辄S燈進(jìn)行3秒閃爍倒計時，若進(jìn)口道機動車通行信號燈相位經(jīng)過?；-3秒后為黃燈相位時，則執(zhí)行完黃燈信號變?yōu)榧t燈，若為紅燈則繼續(xù)保持紅燈；
[0022]公交車通行方向的信號燈在I；秒后紅燈變?yōu)榫G燈，使公交車不停車通過交叉口，公交車在交叉口行駛的過程中，交叉口的公交通行方向的信號燈一直保持為綠燈。
[0023]5、如權(quán)利要求1所述的一路一線公交網(wǎng)信號交叉口車路協(xié)同避免公交車沖突方法，其特征在于:
[0024]公交車在與下游交叉口進(jìn)口道停車線距離L處行駛時或小于距離L區(qū)間內(nèi)行駛時，若其它方向沒有檢測到公交車的到達(dá)，則不存在交通沖突，即無沖突危險狀態(tài)；
[0025]若其它方向檢測到公交車的到達(dá)時，所述沖突識別是以當(dāng)前時刻車輛的狀態(tài)信息為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，利用車輛保持該運動行駛狀態(tài)，進(jìn)而判斷在未來的一段時間內(nèi)不同方向的車輛間是否存在父通沖關(guān)。
[0026]6、如權(quán)利要求1所述的一路一線公交網(wǎng)信號交叉口車路協(xié)同避免公交車沖突方法，其特征在于:
[0027]所述沖突類型是根據(jù)在公交車在與下游交叉口進(jìn)口道停車線距離L處行駛時或小于距離L區(qū)間內(nèi)行駛時間內(nèi)檢測其它方向有到公交車的到達(dá)，根據(jù)車輛特征把信號交叉口的固定沖突點區(qū)分為不同的類別，將不同方向存在交通沖突的車輛確定具體的沖突類型和個數(shù)。
[0028](I)公交車通行方向與其它三個方向無沖突，即下游交叉口在檢測時間內(nèi)其它方向無公交車要通過交叉口 ；
[0029](2)公交車直行方向A與交叉口另一方向直行方向D存在沖突；
[0030](3)公交車的直行方向A與交叉口另一方向直行方向D和C存在沖突。
[0031]7、如權(quán)利要求1所述的一路一線公交網(wǎng)信號交叉口車路協(xié)同避免公交車沖突方法，其特征在于:
[0032]所述不同方向沖突車輛的優(yōu)先判斷權(quán)，是根據(jù)某一方向公交車間的時間間隔與設(shè)定的車間間隔相差大于30s，或機動車方向的信號交叉口在轉(zhuǎn)換相位時綠燈相位時間執(zhí)行了大于20%，則此方向的公交車具有優(yōu)先判斷權(quán)，便切換到該方向公交車通行綠燈相位，若上述二個條件都不滿足或沖突方向分別滿足其中一個條件，則服從先到先判斷規(guī)則，即先檢測到的公交車獲得優(yōu)先判斷權(quán)，對沖突車輛進(jìn)行優(yōu)先判斷權(quán)的確定，建立感性式信號交叉口公交車輛通行規(guī)則，可以根據(jù)通行規(guī)則確定車輛的優(yōu)先通行權(quán)。
[0033]8、如權(quán)利要求1所述的一路一線公交網(wǎng)信號交叉口車路協(xié)同避免公交車沖突方法，其特征在于:
[0034]當(dāng)存在沖突車輛時，檢測交叉口相互沖突的車輛是否能夠安全地依次通過沖突點，也即是，以有優(yōu)先判斷權(quán)的車輛為基準(zhǔn)，公交車速度不超過公交車通過交叉口上限速度，則取該運行速度，反之則取上限速度。根據(jù)該車到?jīng)_突點之前相距距離和沖突的車輛在沖突點之后的距離，應(yīng)用公式求解出與基準(zhǔn)車輛沖突車輛需調(diào)整的速度；
[0035]若速度還不符合，則選擇最大的上限速度作為該方向的調(diào)整速度。求解出的各車速度會通過車輛本身自帶的zigbee把行駛速度或是變化速度的信息傳輸給進(jìn)入交叉口其它方向的被檢測到的車輛，則其它方向根據(jù)相應(yīng)的提示信息進(jìn)行調(diào)整駕駛速度，則公交車根據(jù)此速度進(jìn)行調(diào)整，即執(zhí)行了避免沖突的策略。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1避免感應(yīng)式交叉口公交車輛沖突的方法流程。
[0037]圖2公交車直行方向與交叉口另一方向直行方向D存在沖突。
[0038]圖3公交車直行方向與交叉口另一方向二個直行方向D和C存在沖突。
[0039]圖4為基于Zigbee的XBeePro模塊的內(nèi)部數(shù)據(jù)控制流程圖。

【具體實施方式】
[0040]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0041](I)附圖1為交叉口避免沖突公交車通行流程，道路、交叉口和公交車基本信息采集、公交車檢測和信息處理、信號燈的轉(zhuǎn)換、公交車輛沖突識別、公交車輛沖突類型識別、公交車輛優(yōu)先判斷權(quán)的確定、公交車輛優(yōu)先通過權(quán)的確定、執(zhí)行避免沖突的策略幾個步驟組成循環(huán)；
[0042](2)基于一路一線式公交路網(wǎng)，可以減少左轉(zhuǎn)帶來的沖突點，一路一線式公交是公交線路設(shè)置以道路為基準(zhǔn)，一條道路原則上僅布設(shè)一條公交線路，公交車輛沿著直行行駛，在通過交叉口時不需要轉(zhuǎn)彎，直行通過交叉口可以提高效率；
[0043](3)所述系統(tǒng)設(shè)置的路段，必須為公交專用道，當(dāng)整條路段上不能提供公交專用道時，按照道路方向和公交車行駛方向，將與公交站臺相鄰的兩個交叉口稱為上游交叉口和下游交叉口，在公交站臺處和至下游交叉口之間的路段設(shè)置為公交專用道或把分隔機非車道的物理設(shè)施相應(yīng)拓寬為公交專用道也可以滿足要求，以最大的空間資源來實現(xiàn)交叉口公交優(yōu)先策略；
[0044](4)每輛公交車預(yù)先安裝zigbee信號發(fā)射接收裝置、GPS定位系統(tǒng)、RFID發(fā)射接收識別裝置，瞬時速度由自身的GPS定位系統(tǒng)測得；
[0045](5)在交叉口分別提前確認(rèn)不同類型沖突點的位置，并且分別測量交叉口停車線到?jīng)_突點的距離，交叉口每個方向分別設(shè)有機動車和公交車信號控制燈；
[0046](6)公交車運行到距下游交叉口進(jìn)口道停車線L處時，RFID檢測器檢測到該公交到達(dá)時，通知下游交叉口信號燈準(zhǔn)備信號調(diào)整，通過公式計算通過距離L行駛的時間I；；
[0047](7)由交叉口信號燈單片機信息處理系統(tǒng)計算公交車到達(dá)下游交叉口進(jìn)口道停車線的時間，其中Tr = L/V ；
[0048]V—該路段公交車正常行駛時的平均行駛速度；
[0049]L—檢測器與下游交叉口公交車通行方向進(jìn)口道停車線間距離；
[0050](8)在交叉口各個進(jìn)口道停車線處裝有RFID設(shè)備，用來檢測到公交車的到達(dá)，公交車上對應(yīng)設(shè)有RFID電子標(biāo)簽裝置，并將公交車的信息傳遞給交叉口設(shè)備，并且核對公交車的信息，若信息核對正確，則轉(zhuǎn)換信號燈的相位；
[0051](9)若機動車通行方向信號燈相位在檢測到公交車的時刻起經(jīng)過?；-3秒后為綠燈相位時，則機動車通行方向信號燈經(jīng)?；-3秒后變?yōu)辄S燈進(jìn)行3秒閃爍倒計時，若進(jìn)口道機動車通行信號燈相位經(jīng)過?；-3秒后為黃燈相位時，則執(zhí)行完黃燈信號變?yōu)榧t燈，若為紅燈則繼續(xù)保持紅燈；
[0052](10)公交車通行方向的信號燈在I；秒后紅燈變?yōu)榫G燈，使公交車不停車通過交叉口，公交車在交叉口行駛的過程中，交叉口的公交通行方向的信號燈一直保持為綠燈；
[0053](11)公交車在與下游交叉口進(jìn)口道停車線距離L處行駛時或小于距離L區(qū)間內(nèi)行駛時，若其它方向沒有檢測到公交車的到達(dá)，則不存在交通沖突，即無沖突危險狀態(tài)；
[0054](12)若其它方向檢測到公交車的到達(dá)時，所述沖突識別是以當(dāng)前時刻車輛的狀態(tài)信息為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，利用車輛保持該運動行駛狀態(tài)，進(jìn)而判斷在未來的一段時間內(nèi)不同方向的車輛間是否存在交通沖突；
[0055](13)所述沖突類型是根據(jù)在公交車在與下游交叉口進(jìn)口道停車線距離L處行駛時或是公交車在小于L區(qū)間內(nèi)行駛時間內(nèi)檢測其它方向有到公交車的到達(dá)，根據(jù)車輛特征把信號交叉口的固定沖突點區(qū)分為不同的類別，將不同方向存在交通沖突的車輛確定具體的沖突類型和個數(shù)；
[0056](I)公交車通行方向與其它三個方向無沖突，即下游交叉口在檢測時間內(nèi)其它方向無公交車要通過交叉口；
[0057](2)圖2為公交車直行方向A與交叉口另一方向直行方向D存在沖突；
[0058](3)圖3為公交車的直行方向A與交叉口另一方向直行方向D和C存在沖突；
[0059](14)所述不同方向沖突車輛的優(yōu)先判斷權(quán)，是根據(jù)某一方向公交車間的時間間隔與設(shè)定的車間間隔相差大于30s，或機動車方向的信號交叉口在轉(zhuǎn)換相位時綠燈相位執(zhí)行了大于20 %，則此方向的公交車具有優(yōu)先判斷權(quán)，便轉(zhuǎn)換到該方向公交車通行綠燈相位，若上述二個條件都不滿足或沖突方向分別滿足其中一個條件，則服從先到先判斷規(guī)則，即先檢測到的公交車獲得優(yōu)先判斷權(quán)，對沖突車輛進(jìn)行優(yōu)先判斷權(quán)的確定，建立感性式信號交叉口公交車輛通行規(guī)則，可以根據(jù)通行規(guī)則確定車輛的優(yōu)先通行權(quán)；
[0060](15)當(dāng)存在沖突車輛時，檢測交叉口相互沖突的車輛是否能夠安全地依次通過沖突點，也即是，以有優(yōu)先判斷權(quán)的車輛為基準(zhǔn)，公交車速度不超過公交車通過交叉口上限速度，則取該運行速度，反之則取上限速度；
[0061](16)根據(jù)該車到?jīng)_突點之前相距距離和沖突的車輛在沖突點之后的距離，應(yīng)用公式求解出與基準(zhǔn)車輛沖突車輛需調(diào)整的速度，若速度還不符合，則選擇最大的上限速度作為該方向的調(diào)整速度；
[0062](17)求解出的各車速度會通過車輛本身自帶的zigbee模塊把行駛速度或是變化速度的信息傳輸給進(jìn)入交叉口其它方向的被檢測到的車輛，則其它方向根據(jù)相應(yīng)的提示信息進(jìn)行調(diào)整駕駛速度，則公交車根據(jù)此速度進(jìn)行調(diào)整，即執(zhí)行了避免沖突的策略；
[0063](18)在交叉口各個出口道線附近裝有RFID設(shè)備，用來檢測到公交車的到達(dá)，公交車上對應(yīng)設(shè)有RFID電子標(biāo)簽裝置，并將公交車的信息傳遞給交叉口附近設(shè)備，若檢測到的信息與進(jìn)口道的信息一致，則公交通行方向的信號燈立即變?yōu)辄S燈進(jìn)行3秒閃爍倒計時，若沒有檢測到下一輛公交車輛，則信號相位恢復(fù)交叉口的最新計算運行相位；
[0064](19)如此循環(huán)反復(fù)以便達(dá)到消解交通沖突的目的。
[0065](20)本實施例用公交車的直行方向A與另一方向二個直行方向D和C存在沖突來展示本方法的工作流程。
[0066](21)基于一路一線式公交路網(wǎng)，可以減少左轉(zhuǎn)帶來的沖突點，一路一線式公交是公交線路設(shè)置以道路為基準(zhǔn)，一條道路原則上僅布設(shè)一條公交線路，公交車輛沿著直行行駛，在通過交叉口時不需要轉(zhuǎn)彎，直行通過交叉口可以提高效率；
[0067](22)所述系統(tǒng)設(shè)置的路段，必須為公交專用道，當(dāng)整條路段上不能提供公交專用道時，按照道路方向和公交車行駛方向，將與公交站臺相鄰的兩個交叉口稱為上游交叉口和下游交叉口，在公交站臺處和至下游交叉口之間的路段設(shè)置為公交專用道或把分隔機非車道的物理設(shè)施相應(yīng)拓寬為公交專用道也可以滿足要求，以最大的空間資源來實現(xiàn)交叉口公交優(yōu)先策略；
[0068](23)每輛公交車預(yù)先安裝zigbee信號發(fā)射接收裝置、GPS定位系統(tǒng)、RFID發(fā)射接收識別裝置，瞬時速度由自身的GPS定位系統(tǒng)測得；
[0069](24)在交叉口分別提前確認(rèn)不同類型沖突點的位置，并且分別測量交叉口停車線到?jīng)_突點的距離，交叉口每個方向分別設(shè)有機動車和公交車信號控制燈，并且測量得到交叉口停車線到?jīng)_突點的位置，公交車直行通行方向A從交叉口停車線到與另一個直行通行方向D沖突點的距離為Dad，直行方向D從交叉口停車線到直行方向A沖突點的距離為Dda，直行方向A從交叉口停車線到與另一個直行方向C沖突點的距離為Da。，直行方向C從交叉口停車線到直行方向沖突點的距離為Dm ；
[0070](25)公交車運行到距下游交叉口進(jìn)口道停車線L處時，RFID檢測器檢測到該公交到達(dá)時，通知下游交叉口信號燈準(zhǔn)備信號調(diào)整，直行方向A在tl時刻，RFID設(shè)備檢測到車輛，再過了時間At1，直行方向C檢測到RFID設(shè)備檢測到車輛，再過了時間At2，直行方向D檢測到RFID設(shè)備檢測到車輛，瞬時速度Va，V。，Vd由自身的GPS定位系統(tǒng)測得，Va, V。，Vd為方向A、C、D路段公交車正常行駛時的平均行駛速度，通過公式計算通過距離L行駛的時間Tr ；
[0071](26)由交叉口信號燈單片機信息處理系統(tǒng)計算公交車到達(dá)下游交叉口進(jìn)口道停車線的時間，其中I； = L/v ；
[0072]V—該路段公交車正常行駛時的平均行駛速度；
[0073]L-檢測器與下游交叉口公交車通行方向進(jìn)口道停車線間距離；
[0074](27)在交叉口各個進(jìn)口道停車線處裝有RFID設(shè)備，用來檢測到公交車的到達(dá)，公交車上對應(yīng)設(shè)有RFID電子標(biāo)簽裝置，并將公交車的信息傳遞給交叉口設(shè)備，并且核對公交車的信息，若信息核對正確，則轉(zhuǎn)換信號燈的相位；
[0075](28)若機動車通行方向信號燈相位在檢測到公交車的時刻起經(jīng)過?；-3秒后為綠燈相位時，則機動車通行方向信號燈經(jīng)?；-3秒后變?yōu)辄S燈進(jìn)行3秒閃爍倒計時，若進(jìn)口道機動車通行信號燈相位經(jīng)過?；-3秒后為黃燈相位時，則執(zhí)行完黃燈信號變?yōu)榧t燈，若為紅燈則繼續(xù)保持紅燈；
[0076](29)公交車通行方向的信號燈在I；秒后紅燈變?yōu)榫G燈，使公交車不停車通過交叉口，公交車在交叉口行駛的過程中，交叉口的公交通行方向的信號燈一直保持為綠燈；
[0077](30)若其它方向檢測到公交車的到達(dá)時，所述沖突識別是以當(dāng)前時刻車輛的狀態(tài)信息為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，利用車輛保持該運動行駛狀態(tài)，分別以沖突方向的車輛為基準(zhǔn)，兩車分別到達(dá)沖突點的時間落在[0，s/v],s為與基準(zhǔn)方向車輛沖突的車輛長度，則確認(rèn)二車發(fā)生沖突碰撞；
[0078](31)圖3為所述沖突類型是根據(jù)在公交車在與下游交叉口進(jìn)口道停車線距離L處行駛時或小于L區(qū)間內(nèi)行駛時間內(nèi)檢測其它方向有到公交車的到達(dá)，確認(rèn)為公交車的直行方向A與交叉口另一方向直行方向D和C存在沖突；
[0079](33)所述不同方向沖突車輛的優(yōu)先判斷權(quán)，若上述二個條件都不滿足或沖突方向分別滿足其中一個條件，則服從先到先判斷規(guī)則，即先檢測到的公交車獲得優(yōu)先判斷權(quán)，對沖突車輛進(jìn)行優(yōu)先判斷權(quán)的確定，建立感性式信號交叉口公交車輛通行規(guī)則，可以根據(jù)通行規(guī)則確定方向A、C、D車輛的優(yōu)先通行權(quán)；
[0080](34)檢測交叉口相互沖突的車輛能夠安全地依次通過沖突點，也即是，C車沿原方向在沖突點之前相距l(xiāng)b，A車沿原方向必須在沖突點之后相距Ia的距離，于是有此公式成立:(L-Va Δ VDJla) /Va 彡 L/V (Dca-1c) /V0, Ia 取值為 5.5m，Ic 的取值為 3.7m，以 A 具有優(yōu)先權(quán)為基準(zhǔn)，V。不超過公交車通過交叉口上限速度，則取V。，反之則取上限速度V'。，則求解出Voa = Vo速度，則C車根據(jù)此速度Vtla進(jìn)行調(diào)整；
[0081](35)如果速度不符合要求，繼續(xù)檢測交叉口是否相互沖突的車輛能夠安全地依次通過沖突點，也即是，以C具有優(yōu)先權(quán)為基準(zhǔn)，C車沿原方向在沖突點之后相距1。，A車沿原方向必須在沖突點之前相距Ia的距離，于是有此公式成立:
[0082](L-Va Δ VDJla) /Va ( L/Vc+ (Dca+lc) /V0, Ic 取值為 5.5m，Ia 的取值為 3.7m，若 Vc不超過公交車通過交叉口上限速度，則取V。，反之則取上限速度V'。，不符合條件則選取求解出\c = Vtl速度，則C車根據(jù)此速度\c進(jìn)行調(diào)整；
[0083](36)若速度還不符合，則選擇最大的上限速度作為C方向的調(diào)整速度。求解出的各車速度會通過車輛本身自帶的zigbee把行駛速度或是變化速度的信息傳輸給其它進(jìn)入交叉口其它方向的被檢測到的車輛，則其它方向根據(jù)相應(yīng)的提示信息進(jìn)行調(diào)整駕駛速度；
[0084](37)判斷A與D車之間，檢測交叉口相互沖突的車輛能夠安全地依次通過沖突點，也即是，D車沿原方向在沖突點之前相距l(xiāng)d，A車沿原方向必須在沖突點之后相距Ia的距離，于是有此公式成立:(L-Va ( Λ V Λ t2) +Dad+la) /Va 彡 L/V (Dda-1d) /V0, Ia 取值為 5.5m，Id 的取值為3.7m，若以A具有優(yōu)先權(quán)為基準(zhǔn)，若Vd不超過公交車通過交叉口上限速度，則取Vd，反之則取上限速度V' d，則求解出Vla = Vtl速度，則D車根據(jù)此速度進(jìn)行調(diào)整；
[0085](38)如果速度不符合要求，檢測交叉口相互沖突的車輛能夠安全地依次通過沖突點，也即是，以D具有優(yōu)先權(quán)為基準(zhǔn)，D車沿原方向在沖突點之后前相距l(xiāng)d，A車沿原方向必須在沖突點之前相距Ia的距離，于是有此公式成立:(L-Va(AtfAt2HDat^la)/VaS L/Vd+(Dda-1d)/V0, Id取值為5.5m, Ia的取值為3.7m，若Vd不超過公交車通過交叉口上限速度，則取Vd，反之則取上限速度V' d，則求解出Vld = Vtl速度，則D車根據(jù)此速度進(jìn)行調(diào)整；
[0086](39)若速度還不符合，則選擇最大的上限速度作為D方向的調(diào)整速度。求解出的各車速度會通過車輛本身自帶的zigbee把行駛速度或是變化速度的信息傳輸給其它進(jìn)入交叉口其它方向的被檢測到的車輛，則其它方向根據(jù)相應(yīng)的提示信息進(jìn)行調(diào)整駕駛速度。
[0087](40)則A、C和D車輛按照此最后確定的速度行駛，不會發(fā)生沖突能夠安全的穿過沖突點并通過交叉口，在三個通行方向?qū)?yīng)的交叉口出口道附近裝有RFID設(shè)備，可以用來檢測到公交車的信息，公交車上對應(yīng)設(shè)有RFID電子標(biāo)簽裝置，并將公交車的信息傳遞給交叉口附近RFID設(shè)備，RFID設(shè)備核對出口道車輛信息是否與進(jìn)口道的車輛信息一致，則此進(jìn)口道公交通行方向的信號燈相位值由綠燈變?yōu)辄S燈進(jìn)行3秒倒計時，若倒計時3秒后沒有檢測到下一輛公交車輛，則信號相位恢復(fù)交叉口的最新計算運行的相位；
[0088](41)如此循環(huán)反復(fù)以便達(dá)到消解交通沖突的目的。
[0089]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0090]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種一路一線公交網(wǎng)信號交叉口車路協(xié)同避免公交車沖突方法，其特征在于:所述方法適用于一條道路僅布設(shè)一條公交線路，公交車輛沿著直行行駛并設(shè)置公交專用道的路段，按照道路方向和公交車行駛方向，將與公交站臺相鄰的兩個交叉口稱為上游交叉口和下游交叉口，其包括以下步驟: A道路、交叉口和公交車基本信息采集； B公交車檢測和信息處理； C信號燈的轉(zhuǎn)換； D公交車輛沖突識別； E公交車輛沖突類型識別； F公交車輛優(yōu)先判斷權(quán)的確定； G公交車輛優(yōu)先通過權(quán)的確定； H執(zhí)行避免沖突的策略。
2.如權(quán)利要求1所述的一路一線公交網(wǎng)信號交叉口車路協(xié)同避免公交車沖突方法，其特征在于: (1)所述方法設(shè)置的路段，必須為公交專用車道，當(dāng)整條路段上不能提供公交專用道時，在公交站臺處和至下游交叉口之間的路段設(shè)置為公交專用道或把分隔機非車道的物理設(shè)施相應(yīng)拓寬為公交專用道也可以滿足要求，以最大的空間資源來實現(xiàn)交叉口公交優(yōu)先策略； (2)每輛公交車預(yù)先安裝zigbee信號發(fā)射接收裝置、GPS定位系統(tǒng)、RFID發(fā)射接收識別裝置，瞬時速度由自身的GPS定位系統(tǒng)測得； (3)在交叉口分別提前確認(rèn)不同類型沖突點的位置，并且分別測量交叉口停車線到?jīng)_突點的距離，交叉口每個方向分別設(shè)有機動車和公交車信號控制燈。
3.如權(quán)利要求1所述的一路一線公交網(wǎng)信號交叉口車路協(xié)同避免公交車沖突方法，其特征在于: 公交車運行到距下游交叉口進(jìn)口道停車線L處時，RFID檢測器檢測到該公交到達(dá)時，通知下游交叉口信號燈準(zhǔn)備信號調(diào)整，通過公式計算通過距離L行駛的時間I；； 由交叉口信號燈單片機信息處理系統(tǒng)計算公交車到達(dá)下游交叉口進(jìn)口道停車線的時間，其中= L/V ; V—該路段公交車正常行駛時的平均行駛速度； L---檢測器與下游交叉口公交車通行方向進(jìn)口道停車線間距離。
4.如權(quán)利要求1所述的一路一線公交網(wǎng)信號交叉口車路協(xié)同避免公交車沖突方法，其特征在于: 在交叉口各個進(jìn)口道停車線處裝有RFID設(shè)備，用來檢測到公交車的到達(dá)，公交車上對應(yīng)設(shè)有RFID電子標(biāo)簽裝置，并將公交車的信息傳遞給交叉口設(shè)備，并且核對公交車的信息，若信息核對正確，則轉(zhuǎn)換信號燈的相位； 若機動車通行方向信號燈相位在檢測到公交車的時刻起經(jīng)過?；-3秒后為綠燈相位時，則機動車通行方向信號燈經(jīng)?；-3秒后變?yōu)辄S燈進(jìn)行3秒閃爍倒計時，若進(jìn)口道機動車通行信號燈相位經(jīng)過?；-3秒后為黃燈相位時，則執(zhí)行完黃燈信號變?yōu)榧t燈，若為紅燈則繼續(xù)保持紅燈； 公交車通行方向的信號燈在I；秒后紅燈變?yōu)榫G燈，使公交車不停車通過交叉口，公交車在交叉口行駛的過程中，交叉口的公交通行方向的信號燈一直保持為綠燈。
5.如權(quán)利要求1所述的一路一線公交網(wǎng)信號交叉口車路協(xié)同避免公交車沖突方法，其特征在于: 公交車在與下游交叉口進(jìn)口道停車線距離L處行駛時或小于L的區(qū)間內(nèi)行駛時，若其它方向沒有檢測到公交車的到達(dá)，則不存在交通沖突，即無沖突危險狀態(tài)； 若其它方向檢測到公交車的到達(dá)時，所述沖突識別是以當(dāng)前時刻車輛的狀態(tài)信息為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，利用車輛保持該運動行駛狀態(tài)，進(jìn)而判斷在未來的一段時間內(nèi)不同方向的車輛間是否存在交通沖突。
6.如權(quán)利要求1所述的一路一線公交網(wǎng)信號交叉口車路協(xié)同避免公交車沖突方法，其特征在于: 所述沖突類型是根據(jù)在公交車在與下游交叉口進(jìn)口道停車線距離L處行駛時或小于L區(qū)間內(nèi)行駛時間內(nèi)檢測其它方向有到公交車的到達(dá)，根據(jù)車輛特征把信號交叉口的固定沖突點區(qū)分為不同的類別，將不同方向存在交通沖突的車輛確定具體的沖突類型和個數(shù)， (1)公交車通行方向與其它三個方向無沖突，即下游交叉口在檢測時間內(nèi)其它方向無公交車要通過交叉口； (2)公交車直行方向A與交叉口另一方向直行方向D存在沖突； (3)公交車的直行方向A與交叉口另一方向直行方向D和C存在沖突。
7.如權(quán)利要求1所述的一路一線公交網(wǎng)信號交叉口車路協(xié)同避免公交車沖突方法，其特征在于: 所述不同方向沖突車輛的優(yōu)先判斷權(quán)，是根據(jù)某一方向公交車間的時間間隔與設(shè)定的車間間隔相差大于30s，或機動車方向的信號交叉口在轉(zhuǎn)換相位時綠燈相位時間執(zhí)行大于20%，則此方向的公交車具有優(yōu)先判斷權(quán)，便切換到該方向的公交車通行綠燈相位，若上述二個條件都不滿足或沖突方向分別滿足其中一個條件，則服從先到先判斷規(guī)則，即先檢測到的公交車獲得優(yōu)先判斷權(quán)，對沖突車輛進(jìn)行優(yōu)先判斷權(quán)的確定，建立感性式信號交叉口公交車輛通行規(guī)則，可以根據(jù)通行規(guī)則確定車輛的優(yōu)先通行權(quán)。
8.如權(quán)利要求1所述的一路一線公交網(wǎng)信號交叉口車路協(xié)同避免公交車沖突方法，其特征在于: 當(dāng)存在沖突車輛時，檢測交叉口相互沖突的車輛是否能夠安全地依次通過沖突點，也即是，以有優(yōu)先判斷權(quán)的車輛為基準(zhǔn)，公交車速度不超過公交車通過交叉口上限速度，則取該運行速度，反之則取上限速度。根據(jù)該車到?jīng)_突點之前相距距離和沖突的車輛在沖突點之后的距離，應(yīng)用公式求解出與基準(zhǔn)車輛沖突車輛需調(diào)整的速度； 若速度還不符合，則選擇最大的上限速度作為該方向的調(diào)整速度，求解出的各車速度會通過車輛本身自帶的zigbee把行駛速度或是變化速度的信息傳輸給進(jìn)入交叉口其它方向的被檢測到的車輛，則其它方向根據(jù)相應(yīng)的提示信息進(jìn)行調(diào)整駕駛速度，則公交車根據(jù)此速度進(jìn)行調(diào)整，即執(zhí)行了避免沖突的策略。
【文檔編號】G08G1/16GK104183143SQ201410419846
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】鄭元, 張國強 申請人:東南大學(xué)