本發(fā)明涉及鐵路控制領域，特別是一種有軌電車路口信號優(yōu)先控制系統(tǒng)。

背景技術：

現(xiàn)代有軌電車的軌道敷設在城市道路的路面上，新型的軌道交通方式?jīng)Q定著其特有的運營特點，即采用完全獨立、半獨立或者混合路權，受城市道路交通信號的控制。在城市道路交通管理中，交叉路口是一個不可或缺的重要組成部分，相交道路的各種車輛及其行人都在路口匯集、通過或轉換方向，并且互相干擾，導致降低有軌電車的行車速度和路口通行能力，從而影響有軌電車的運營效益，故需要改變原有的路口交通信號方案。在《現(xiàn)代有軌電車交通工程技術標準》中規(guī)定有軌電車的運輸能力應當和道路的交通容量相適應，其設計的長期主干線高峰行車對數(shù)不得低于20公里/小時，需為其采用適當?shù)谋Ｕ洗胧┖托盘杻?yōu)先策略。因此，為有軌電車設置相關的交叉路口信號優(yōu)先系統(tǒng)，提高有軌電車速度的關鍵因素之一是路口信號優(yōu)先方案及方案執(zhí)行的好壞。通過在路口為有軌電車提供信號優(yōu)先通行，可以有效降低有軌電車在路口的紅燈等待時間，減少有軌電車在路口的延誤，保證有軌電車快捷運行，改善有軌電車服務水平，為乘客的出行提供更大的方便。傳統(tǒng)的路口信號方案使得有軌電車在路口停車等待，造成有軌電車的延誤增加，降低了其運行效率，而現(xiàn)有的有軌電車信號優(yōu)先系統(tǒng)只針對單個路口，沒有考慮沿線多個路口間的信號相關性，難以描述實際的交通狀況。改變路口的交通信號方案必然會對道路交通產(chǎn)生影響，對社會車輛在交叉口的延誤分析和信號協(xié)調(diào)措施的研究是有軌電車路口信號優(yōu)先通行技術的關鍵環(huán)節(jié)，只有協(xié)調(diào)好有軌電車交通和道路交通在路口的信號方案，才能保證城市道路交通的順暢。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對上述存在的問題，結合計算機技術、嵌入式技術、無線通信技術、自動控制技術，通過分散控制道岔的方法設計了一種能夠保證有軌電車高效、安全、穩(wěn)定運行的有軌電車路口信號優(yōu)先控制系統(tǒng)。

本發(fā)明通過如下結構實現(xiàn)上述發(fā)明目的：一種有軌電車路口信號優(yōu)先控制系統(tǒng)，包括流量檢測裝置、接近位置檢測裝置、路口優(yōu)先控制器、無線局域網(wǎng)設備、有軌電車、信號燈、監(jiān)控中心和中心服務器；

所述流量檢測裝置安裝在路口每個方向的進車道，用于檢測路口的車流量及排隊數(shù)據(jù)，并將所有的流量數(shù)據(jù)發(fā)送至路口優(yōu)先控制器；

所述接近位置檢測裝置安裝在路口每個方向的軌道上，接近位置檢測裝置具有標簽和讀寫器兩個部分，標簽放置在軌旁，放置位置與有軌電車的路口速度有關，使得有軌電車從接近位置到路口的運行時間至少為一個信號周期時長，讀寫器放置在有軌電車上用來向路口優(yōu)先控制器發(fā)送位置信息，且每個裝置具有唯一的編號，能夠根據(jù)編碼判斷是第幾接近消息，用于獲取有軌電車的接近位置信息，并將接近信息發(fā)送至路口優(yōu)先控制器；

所述路口優(yōu)先控制器安裝在路口軌旁，用來處理由接近位置檢測裝置、流量檢測裝置及監(jiān)控平臺和中心服務器傳輸來的數(shù)據(jù)，并為所述發(fā)送接近消息的有軌電車選擇合適的優(yōu)先信號方案，并向路口信號控制器發(fā)送優(yōu)先請求，控制路口信號燈使得有軌電車優(yōu)先通行。

根據(jù)本發(fā)明實施例，所述監(jiān)控平臺和中心服務器安裝在地面的監(jiān)控中心，用于接收路口優(yōu)先控制器向路口發(fā)送的路口狀態(tài)及有軌電車通行路口情況，實時監(jiān)測路口狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明實施例，路口優(yōu)先控制器和有軌電車、位置檢測裝置、流量檢測裝置、監(jiān)控平臺、中心服務器通過無線網(wǎng)絡進行信息傳輸，路口優(yōu)先控制器通過中心服務器向其余設備轉發(fā)相應的數(shù)據(jù)和消息。

根據(jù)本發(fā)明實施例，路口優(yōu)先控制器根據(jù)接近位置傳感器提供的位置信息和有軌電車車載計算機發(fā)送至路口優(yōu)先控制器的有軌電車速度和時間數(shù)據(jù)；計算有軌電車到達路口的時間，與整備數(shù)據(jù)中計劃到達路口時間進行比較，判斷有軌電車是否正晚點，若晚點則為有軌電車提供優(yōu)先信號，若正點則按正常流程判斷是否為其提供優(yōu)先信號；路口已被前一輛有軌電車占用時，不能為后一輛電車提供優(yōu)先信號。

本發(fā)明選用gps和rfid技術為有軌電車提供較準確的定位，能夠實時可靠地向所述路口優(yōu)先控制器發(fā)送接近、進入和離開路口的消息；所述路口優(yōu)先控制器接收到接近消息后根據(jù)電車位置和速度判斷有軌電車到達路口的時間，并根據(jù)路口車流量數(shù)據(jù)和當前路口狀況為有軌電車提供優(yōu)先通行的信號，提高有軌電車的運行效益，同時兼顧有軌電車正晚點和飽和社會車流量的影響，提高路口的通行能力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實例中的有軌電車路口信號優(yōu)先控制系統(tǒng)安裝位置示意圖；

圖2是本發(fā)明實例中的有軌電車路口信號優(yōu)先控制系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

下面結合試驗例及具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實現(xiàn)的技術均屬于本發(fā)明的范圍。

如圖1所示現(xiàn)代有軌電車路口信號優(yōu)先控制系統(tǒng)安裝位置示意圖，圖中標記如下：

流量檢測裝置1—101、102、103、104；接近位置檢測裝置2—201、202、203、204、205、206；路口優(yōu)先控制器—3；無線局域網(wǎng)設備—4；有軌電車—5；信號燈—601、602；監(jiān)控中心—7；中心服務器—8。

所述流量檢測裝置1安裝在路口每個方向的進車道，如圖1所示第一流量檢測裝置101、第二流量檢測裝置102、第三流量檢測裝置103、第四流量檢測裝置104，所述每個裝置具有不同的編號信息，能夠根據(jù)編號判斷是第幾車道的車流量數(shù)據(jù)。所述流量檢測裝置1用于檢測路口的車流量及排隊數(shù)據(jù)，并將所有的流量數(shù)據(jù)發(fā)送至路口優(yōu)先控制器3。

所述接近位置檢測裝置2安裝在路口每個方向的軌道上，按照安裝位置的不同，如圖1所示第一接近位置檢測裝置201、第二接近位置檢測裝置202、第三203、第四接近位置檢測裝置204、第五接近位置檢測裝置205、第六接近位置檢測裝置206，每個裝置具有標簽和讀寫器兩個部分，標簽放置在軌旁，放置位置與有軌電車的路口速度有關，使得有軌電車從接近位置到路口的運行時間至少為一個信號周期時長，讀寫器放置在有軌電車上用來向路口優(yōu)先控制器發(fā)送位置信息，且每個裝置具有唯一的編號，能夠根據(jù)編碼判斷是第幾接近消息，用于獲取有軌電車的接近位置信息，并將接近信息發(fā)送至路口優(yōu)先控制器3。

所述路口優(yōu)先控制器3安裝在路口軌旁，用來處理由接近位置檢測裝置2、流量檢測裝置1及監(jiān)控平臺7和服務器8傳輸來的數(shù)據(jù)，并為所述發(fā)送接近消息的有軌電車5選擇合適的優(yōu)先信號方案，并向路口信號控制器發(fā)送優(yōu)先請求，控制路口信號燈6使得有軌電車優(yōu)先通行。

所述無線局域網(wǎng)設備4安裝在道路旁邊，用于設備與設備之間的無線通信。

所述有軌電車5上裝置有有軌電車定位裝置和車載計算機，用來向路口優(yōu)先控制器3發(fā)送有軌電車位置數(shù)據(jù)和速度等數(shù)據(jù)。

所述路口信號燈6安裝在路口每個方向的進口道上方，如圖1所示第一路口信號燈601、第二路口信號燈602、第三路口信號燈603、第四604，由路口優(yōu)先控制器3向路口信號控制器請求控制，使得有軌電車優(yōu)先時路口信號相位轉向有軌電車通行相位。

所述監(jiān)控平臺7和中心服務器8安裝在地面的監(jiān)控中心，用于接收路口優(yōu)先控制器3向路口發(fā)送的路口狀態(tài)及有軌電車通行路口情況，實時監(jiān)測路口狀態(tài)。

如圖2所示現(xiàn)代有軌電車路口信號優(yōu)先控制系統(tǒng)，包括社會車流量檢測裝置1、接近位置檢測裝置2、路口優(yōu)先控制器3和無線局域網(wǎng)設備4，所述社會車流量檢測裝置1、接近位置檢測裝置2及路口優(yōu)先控制器3、有軌電車車載5、監(jiān)控平臺7、中心服務器8通過無線局域網(wǎng)4進行鏈接通信。

路口優(yōu)先控制器3和有軌電車5、位置檢測裝置2、流量檢測裝置1、監(jiān)控平臺7、中心服務器8通過無線網(wǎng)絡4進行信息傳輸，路口優(yōu)先控制器3通過中心服務器8向其余設備轉發(fā)相應的數(shù)據(jù)和消息。各個進口車道的車流量監(jiān)測裝置101、102、103、104實時向路口優(yōu)先控制器發(fā)送當前路口社會車流量。有軌電車5在出發(fā)時，由監(jiān)控平臺7向路口優(yōu)先控制器3發(fā)送有軌電車整備數(shù)據(jù)，所述路口優(yōu)先控制器3中的存儲模塊對整備數(shù)據(jù)進行存儲，且路口優(yōu)先控制器隨時向監(jiān)控平臺7發(fā)送路口信號燈狀態(tài)和路口占用、空閑狀態(tài)，有軌電車5接近路口通過位置檢測裝置201時，裝置201的標簽識別到有軌電車5接近，并向所述有軌電車5上的讀寫器發(fā)送信號，讀寫器收到信號之后向路口優(yōu)先控制器3發(fā)送對應裝置201的位置信息，路口優(yōu)先控制器3識別本次接近為第一接近位置檢測裝置，此時路口優(yōu)先控制器3根據(jù)第一接近對應的位置和此時由有軌電車5車載計算機發(fā)送至路口優(yōu)先控制器3的有軌電車速度和時間數(shù)據(jù)，計算有軌電車到達路口的時間，與整備數(shù)據(jù)中計劃到達路口時間進行比較，判斷有軌電車是否正晚點，若晚點則盡可能為有軌電車提供優(yōu)先信號，若正點則按正常流程判斷是否為其提供優(yōu)先信號，并判斷此時路口所述信號燈6的信號狀態(tài)，不同的信號燈狀態(tài)和不同的路口社會車流量對應不同的信號優(yōu)先方案，在路口已被前一輛有軌電車占用時，不能為后一輛電車提供優(yōu)先信號，在路口社會車流量達到飽和時，為了避免嚴重的擁堵和延誤，也不能為后一輛電車提供優(yōu)先信號，在滿足最小綠燈和最大綠燈原則時，如果有軌電車到達時信號為綠燈尾部、黃燈或紅燈頭部，則延長綠燈為其提供優(yōu)先信號，如果有軌電車5到達時信號為紅燈尾部，則提前綠燈為其提供優(yōu)先信號，如果延長和提前綠燈不滿足最小綠燈或最大綠燈原則，則采用時間均分的方案，即從到達接近點的下一個周期至到達路口點時刻之間的每個信號周期的紅燈和綠燈時間均延長相同的時間，延長的總時長為有軌電車到達路口的下一個綠燈開始的時間與到達路口時間的差，延長的周期為到達路口時間與接近路口時間之差，與信號周期的商并減1，當路口優(yōu)先控制器3沒有收到一接近消息時，即有軌電車車載5沒有收到相應的通過路口信號指示，有軌電車5在經(jīng)過位置檢測裝置202時繼續(xù)發(fā)送接近位置消息，此時為第二接近，處理方式與第一接近相同，但距離路口的位置不同；當路口優(yōu)先控制器3沒有收到第一、第二接近消息時，即有軌電車車載5沒有收到相應的通過路口信號指示，有軌電車5在經(jīng)過位置檢測裝置203時繼續(xù)發(fā)送接近位置消息，此時為第三接近，處理方式與第一、第二接近相同，但距離路口的位置不同，只有當有軌電車車載5接收到相應的通行路口信號指示消息時，有軌電車5才能通過路口，否則會出現(xiàn)停滯在路口不斷發(fā)送通行請求的消息。

所述有軌電車路口優(yōu)先的整個過程中，信號燈601、602、603、604的控制由路口優(yōu)先控制器3向路口信號控制器發(fā)送請求，實現(xiàn)信號燈的控制。

本發(fā)明中車流量檢測裝置1檢測路口每個車道的當前交通狀況下的車流量數(shù)據(jù)，將所有所述數(shù)據(jù)發(fā)送到路口優(yōu)先控制器3；接近位置檢測裝置2用于獲取當前接近路口的有軌電車的接近位置信息，并將接近情況發(fā)送至路口優(yōu)先控制器3；路口優(yōu)先控制器3接收到其他設備發(fā)送的數(shù)據(jù)和消息之后，對所有所述消息和數(shù)據(jù)按照通信協(xié)議進行解析，將解析后的數(shù)據(jù)和消息存儲，并根據(jù)存儲的數(shù)據(jù)和消息進行分析處理，向路口信號控制器發(fā)送優(yōu)先請求，使得路口信號狀態(tài)發(fā)生改變。

本發(fā)明通過位置和車流量檢測裝置檢測有軌電車通行的路口交通狀況，避免了車流高峰期時為有軌電車信號優(yōu)先造成嚴重的擁堵和延誤，使得有軌電車路口信號優(yōu)先控制，能夠實現(xiàn)有軌電車在路口的優(yōu)先通行同時，能夠兼顧社會車流量的飽和程度，提高有軌電車的運營效益和路口的服務水平。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。