本發(fā)明涉及一種雙有軌電車路口協(xié)同優(yōu)先控制方法，屬于城市交通控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

對于我國這樣一個(gè)眾多資源缺乏的國家而言，發(fā)展能耗少、安全環(huán)保的公共交通是解決城市化發(fā)展中交通問題的唯一出路，而現(xiàn)代有軌電車具有可靠、舒適、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)正符合這一發(fā)展目標(biāo)。但是由于有軌電車的運(yùn)營與社會車輛沖突較大，尤其是在平交路口處，只有解決這一問題才能保障路面混合交通的安全運(yùn)營。同濟(jì)大學(xué)李盛在《現(xiàn)代有軌電車與道路交通的協(xié)調(diào)控制方法》中提到多層次協(xié)調(diào)控制，并對模型進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證；王舒祺在《現(xiàn)代有軌電車交叉路口優(yōu)先控制管理方法研究綜述》中基于空間優(yōu)先和時(shí)間優(yōu)先兩種方法使有軌電車在平交路口優(yōu)先于社會車輛。但以上研究均沒有針對有軌電車的行車方式進(jìn)行分類，甚至沒有考慮到多輛有軌電車同時(shí)達(dá)到路口時(shí)的控制方法。針對以上問題，該發(fā)明提出一套兩輛有軌電車同時(shí)或一前一后到達(dá)平交路口，且對于社會車輛相對優(yōu)先的分類控制方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種兩輛有軌電車同時(shí)到達(dá)交叉口且相對社會車輛優(yōu)先的平交路口信號控制方法，其考慮了兩輛有軌電車以會車的狀態(tài)到達(dá)平交路口時(shí)的信號燈的相位控制，避免了有軌電車與社會車輛之間的沖突，提高了有軌電車和社會車輛混行的平交路口下車輛的通行效率。

本發(fā)明以正常四相位平交路口為例進(jìn)行分析，針對兩輛有軌電車以會車狀態(tài)到達(dá)平交口的信號控制策略，具體采用如下技術(shù)方案：

(1)分別計(jì)算兩輛有軌電車到達(dá)停止線的時(shí)間t；

(2)根據(jù)時(shí)間t判斷兩輛有軌電車到達(dá)路口是否都為綠燈，若是，進(jìn)入(3)；若不是，進(jìn)入(5)；

(3)判斷兩車到達(dá)停止線時(shí)的綠燈剩余時(shí)間t剩是否大于對應(yīng)車輛直行通過平交路口的時(shí)間n；若是，則不調(diào)整信號燈時(shí)間與相序，若否，則進(jìn)入(4)；

(4)經(jīng)(3)判斷得到兩車任意一個(gè)t剩<n，則對綠燈時(shí)間進(jìn)行延長，綠燈延長時(shí)間為a，其中a＝n-t剩；

(5)判斷車輛到達(dá)路口是否是一輛遇綠燈，一輛遇紅燈，若是，進(jìn)入(6)；若不是，進(jìn)入(12)；

(6)判斷當(dāng)前相位的綠燈剩余時(shí)間是否可供遇綠燈的車輛安全通過，比較t剩是否大于n，若是，則到平交路口為綠燈的車輛直接通過；若否，則進(jìn)入(7)；

(7)經(jīng)(6)判斷得到遇綠燈的車輛t剩<n，則對綠燈時(shí)間進(jìn)行延長，綠燈延長時(shí)間為b，其中b＝n-t剩；進(jìn)入(8)；

(8)延長綠燈時(shí)間b后，判斷在時(shí)間b內(nèi)遇紅燈車輛是否到達(dá)，若是，繼續(xù)延長綠燈時(shí)間b’；若不是，進(jìn)入(9)；

(9)在延長綠燈時(shí)間b內(nèi)，遇紅燈車輛仍然沒有到達(dá)平交路口，則遇綠燈車輛安全通過，遇紅燈車輛停車等待；進(jìn)入(10)；

(10)判斷一整個(gè)周期內(nèi)除有軌電車外的其它相位是否有流量大于q1的相位，若有，進(jìn)入(11)；若沒有，則延長綠燈時(shí)間f使遇紅燈車輛安全通過；

(11)在當(dāng)前相位后插入流量大于q1的相位，再插入遇紅燈的有軌電車的行走相位；進(jìn)入(12)；

(12)判斷下一相位是否為有軌電車行走方向的綠燈，若是，進(jìn)入(13)；否則進(jìn)入(14)。

(13)判斷正在通行相位的流量是否大于q2，若是，則兩車均停車等待綠燈在通行；若不是，當(dāng)前相位禁止通行，信號燈切換到有軌電車的通行相位；

(14)判斷當(dāng)前放行相位和有軌電車通行相位之間是否有流量大于q1的相位，若有，進(jìn)入(15)；否則進(jìn)入(16)。

(15)在當(dāng)前相位后首先插入流量大于q1的相位，然后插入有軌電車專用相位。

(16)直接在當(dāng)前相位后插入有軌電車行走方向相位。

優(yōu)選地，步驟(1)中計(jì)算有軌電車到達(dá)停止線的時(shí)間t的公式為：其中，v是有軌電車的車速，l是預(yù)告檢測器到停止線的距離。

優(yōu)選地，步驟(3)中有軌電車直行通過平交路口的時(shí)間n的計(jì)算公式為：其中，c為有軌電車車長，w為平交路口寬度。

優(yōu)選地，步驟(10)中延長綠燈時(shí)間f的計(jì)算公式為：其中k為遇紅燈車輛距交叉口的距離。

本發(fā)明具有以下有益技術(shù)效果：

本發(fā)明方法具有實(shí)時(shí)性，根據(jù)實(shí)時(shí)檢測到的路面車輛信息調(diào)整控制策略，實(shí)現(xiàn)了有軌電車與社會車輛的協(xié)同控制；其次，兩輛有軌電車會車出現(xiàn)在平交路口是一個(gè)普遍且復(fù)雜的現(xiàn)象，該發(fā)明考慮到現(xiàn)實(shí)中平交路口的復(fù)雜程度，提出切合實(shí)際且實(shí)用性較強(qiáng)的控制策略；再者，考慮到有軌電車與社會車輛共用同一交叉口，所以將兩種車在時(shí)間上分開并進(jìn)行動態(tài)組合，減少了平交路口的沖突，提高了行車安全性；同時(shí)，本發(fā)明提供了相對完整的雙有軌電車的控制方法，為有軌電車和社會車輛在平交路口的混行提供了有效的控制方法，不僅提高了平交路口的通行效率，更有利于城市交通的健康發(fā)展。

附圖說明

圖1是平交路口有軌電車檢測器布設(shè)及軌道鋪設(shè)示意圖；

圖2是有軌電車兩車會車方式下控制策略流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1和2對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

在平交路口前沿著有軌電車行車方向依次安裝預(yù)告檢測器、請求檢測器、停車線檢測器、取消檢測器，主要獲取有軌電車的位置及速度等信息。其中，預(yù)告檢測器是在檢測到車輛到達(dá)時(shí)將車輛信息發(fā)送給信號控制系統(tǒng)，從而信號控制系統(tǒng)計(jì)算出車輛到達(dá)停止線所需時(shí)間，并根據(jù)系統(tǒng)模型和當(dāng)前交通信息來確定優(yōu)先方案，得到是否允許車輛優(yōu)先通行的信息；請求檢測器是在車輛到達(dá)時(shí)將信息發(fā)送到控制系統(tǒng)，在控制系統(tǒng)同時(shí)收到車輛和檢測器發(fā)出的優(yōu)先請求時(shí)，將提前計(jì)算的是否優(yōu)先的信息發(fā)送至信號機(jī)與車輛，告知其是否優(yōu)先通行；停止線檢測器除了檢測車輛停止信息外，還需檢測停止車輛何時(shí)放行并發(fā)送信息到信號控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)整相位；取消檢測器則檢測到車尾經(jīng)過后，平交路口的信號控制方案回歸到正?？刂茽顟B(tài)。有軌電車專用軌道在主路中間鋪設(shè)，如圖1所示。

(1)兩車在平交路口會車，在有軌電車到達(dá)預(yù)告檢測器后，計(jì)算車輛到達(dá)停止線的旅行時(shí)間是決定有軌電車是否優(yōu)先通行的關(guān)鍵。假設(shè)有軌電車從預(yù)告檢測器到停止線的旅行時(shí)間是t，而此時(shí)車輛的速度是v，預(yù)告檢測器到停止線的距離是l，則

(2)由(1)計(jì)算出的時(shí)間t以及其行走方式判斷兩輛有軌電車到達(dá)路口是否都為綠燈，若是，進(jìn)入(3)；若不是，進(jìn)入(5)。

(3)判斷兩車到達(dá)停止線時(shí)的綠燈剩余時(shí)間t剩是否大于對應(yīng)車輛直行通過平交路口的時(shí)間n。若t剩>n，則不需要調(diào)整當(dāng)前相位綠燈時(shí)間，兩車輛可與社會車輛同時(shí)安全通過，否則進(jìn)入(4)。假設(shè)車長為c，平交路口寬度為w，

(4)經(jīng)(3)判斷得到兩車任意一個(gè)t剩<n，則必須采取“綠燈延長”策略，兩車均可安全通過。假設(shè)綠燈延長時(shí)間為a。則a＝n-t剩(單位：s)，式中n根據(jù)后到達(dá)交叉口的車輛確定。

(5)判斷車輛到達(dá)路口是否是一輛遇綠燈，一輛遇紅燈，若是，進(jìn)入(6)；若不是，進(jìn)入(12)。

(6)判斷當(dāng)前相位的綠燈剩余時(shí)間是否可供遇綠燈的車輛安全通過，即比較t剩是否大于n，若t剩>n，則到平交路口為綠燈的車輛直接通過，否則進(jìn)入(7)。

(7)經(jīng)(6)判斷得到遇綠燈的車輛t剩<n，則仍需采取“綠燈延長”策略。假設(shè)綠燈延長時(shí)間為b，則b＝n-t剩(單位：s)。

(8)延長綠燈時(shí)間b后，停止線檢測器判斷在時(shí)間b內(nèi)遇紅燈車輛是否到達(dá)，若是，繼續(xù)延長綠燈時(shí)間b’；若不是，進(jìn)入(9)。

(9)在延長綠燈時(shí)間b內(nèi)，遇紅燈車輛仍然沒有到達(dá)平交路口，則遇綠燈車輛安全通過，遇紅燈車輛停車等待。

(10)判斷一整個(gè)周期內(nèi)除有軌電車外的其它相位(以下稱為沖突相位)是否有流量大于q1相位，若有，進(jìn)入(11)；若沒有，則延長綠燈時(shí)間f秒使遇紅燈車輛安全通過。假設(shè)遇紅燈車輛距交叉口的距離為k，則

(11)經(jīng)(10)判斷，周期內(nèi)有流量大于q1的相位，則采取“插入相位”策略。首先在當(dāng)前相位后插入流量大于q1的相位，再插入遇紅燈車輛的行走相位。既保證了社會車輛不會過度排隊(duì)，又實(shí)現(xiàn)了有軌電車相對優(yōu)先通行。

(12)判斷下一相位是否為有軌電車行走方向的綠燈，若是，進(jìn)入(13)；否則進(jìn)入(14)。

(13)進(jìn)而判斷正在通行相位的流量是否大于q2，若是，則兩車均停車等待綠燈在通行；若不是，采取“紅燈早斷”策略，在停止線檢測器檢測到車輛到達(dá)信息后，當(dāng)前相位禁止通行，信號燈切換到有軌電車的通行相位。

(14)判斷當(dāng)前放行相位和有軌電車通行相位之間是否有流量大于q1的相位，若有，進(jìn)入(15)；否則進(jìn)入(16)。

(15)采取“插入相位”策略，但考慮到大流量相位，則在當(dāng)前相位后首先插入流量大于q1的相位，然后插入有軌電車專用相位。

(16)采取“插入相位”策略。由于沒有大流量相位，則直接在當(dāng)前相位后插入有軌電車行走方向相位。