一種公交優(yōu)先控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種城市公交車輛調(diào)度設(shè)備，特別涉及一種公交有限控制系統(tǒng)，用于調(diào)度公交車輛優(yōu)先通過路口，減少公交車輛的平均等待時間，提高路口的通行效率。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，人口流動日漸頻繁。為滿足日益繁重的出行需求，緩解交通擁堵，大力發(fā)展公共交通成為許多城市的主要解決方式。公共交通相比于私人交通方式，具有運載量大、污染小、準(zhǔn)點率高等優(yōu)勢，特別是在北京、上海等人口稠密的特大型城市，發(fā)展公共交通已成為各方的共識。傳統(tǒng)的公共交通包括快速軌道交通(RRT)，如地鐵、輕軌，快速公交系統(tǒng)(BRT)以及公交系統(tǒng)(NBT)等。一方面，針對快速軌道交通，盡管具有單次運載量大等特點，但修建和運營需要巨額投入，施工難度高，不易靈活調(diào)整路線，無法直接滿足各個地區(qū)居民的出行需求。因此，在部署快速軌道交通的同時，仍需要公交系統(tǒng)緊密配合、協(xié)同發(fā)展。另一方面，快速公交系統(tǒng)是近年來迅速發(fā)展的公共交通方式之一?？焖俟幌到y(tǒng)相比于傳統(tǒng)公交系統(tǒng)，必須開辟快速公交專用車道和車站，投資不菲。同時，快速公交系統(tǒng)須配合專用車道和車站，必須新建或改造現(xiàn)有的城市道路，新建或改造的覆蓋面廣，如何協(xié)調(diào)快速公交系統(tǒng)和傳統(tǒng)公交系統(tǒng)仍需進(jìn)一步探索。此外，快速公共系統(tǒng)多見于特大型城市或大型城市，限于投資、運營等因素，難以在數(shù)以萬計的中小型城市推廣。
[0003]目前，無論在北京、上海等特大型城市還是遍布于全國的中小型城市，傳統(tǒng)的公交系統(tǒng)不僅是快速軌道交通和快速公交系統(tǒng)的有益補(bǔ)充，更是公共交通的主要組成部分。在中小型城市，公交系統(tǒng)承擔(dān)了絕大多數(shù)的公眾出行需求。然而，不僅在特大型城市，中小型城市也面臨日益擁堵的交通環(huán)境，如何經(jīng)濟(jì)地、有效地平衡公共交通的投資成本和實際效益，是擺在各大城市決策者面前的難題。相比于快速軌道交通或快速公交系統(tǒng)的巨額投入和改造覆蓋范圍，借鑒快速公交系統(tǒng)等公共交通方式的特點，減少公交系統(tǒng)的平均等待時間，提高路口的通行效率，不失為改造成本低、應(yīng)用效果明顯的解決之道。
[0004]當(dāng)前，針對傳統(tǒng)公交系統(tǒng)，一種改進(jìn)策略是采用衛(wèi)星定位技術(shù)，實時跟蹤并預(yù)測公交車輛的運行軌跡。當(dāng)公交車輛已運行至路口時，若公交車輛未能通過路口，則調(diào)整信號機(jī)的信號，使得公交車輛盡快通過路口。當(dāng)公交車輛被預(yù)測即將駛向路口且不能通過路口時，預(yù)測公交車輛行駛至路口的時間并相應(yīng)調(diào)整信號機(jī)的信號，使得公交車輛優(yōu)先通過路口，從而提高路口的通行效率，減小公交車輛的平均等待時間。然而，為實現(xiàn)上述技術(shù)方案，不僅需要在每一輛公交車輛上加裝衛(wèi)星定位設(shè)備，而且要求中央控制系統(tǒng)實時接收公交車輛的衛(wèi)星定位信號并實時預(yù)測行駛軌跡和運行時間，進(jìn)而實時調(diào)整相應(yīng)路口信號機(jī)的信號。眾所周知，公交車輛的運行過程中須通過多個路口，而每一個路口信號機(jī)需要基于多輛公交車輛的衛(wèi)星定位信號相應(yīng)調(diào)整信號。因此，為了精確控制每一個路口的信號機(jī)的信號，必須將每一輛公交車輛和每一個路口的信號機(jī)統(tǒng)一接入中央控制系統(tǒng)。公交車輛和信號機(jī)須與中央控制系統(tǒng)實時雙向通訊，對中央控制系統(tǒng)的實時計算能力要求極高，改造成本大幅上升。更重要的是，采用衛(wèi)星定位技術(shù)的技術(shù)方案嚴(yán)重依賴定位衛(wèi)星提供的衛(wèi)星定位信號，若衛(wèi)星定位信號受到干擾或故障，將嚴(yán)重影響所有與中央控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的交通車輛和信號機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于提供一種公交優(yōu)先控制系統(tǒng)，所述公交優(yōu)先控制系統(tǒng)用于優(yōu)先調(diào)度所述公交車輛通過所述路口，減少所述公交車輛的平均等待時間，提高所述路口的通行效率。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供一種公交優(yōu)先控制系統(tǒng)，所述公交優(yōu)先控制系統(tǒng)實時監(jiān)測所述公交車輛并且相應(yīng)調(diào)整所述信號燈的所述信號，便于所述公交車輛優(yōu)先通過所述路口。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于提供一種公交優(yōu)先控制系統(tǒng)，所述公交優(yōu)先控制系統(tǒng)實時比對所述信號燈的所述信號和所述信號機(jī)的所述監(jiān)測信號，所述信號燈的所述信號和所述信號機(jī)的所述監(jiān)測信號一致方可向所述信號機(jī)輸出所述控制信號，避免誤檢。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于提供一種公交優(yōu)先控制系統(tǒng)，所述公交優(yōu)先控制系統(tǒng)的所述信號控制模塊實時比對所述信號燈監(jiān)測模塊的所述信號和所述信號機(jī)監(jiān)測模塊的所述監(jiān)測信號，所述信號燈監(jiān)測模塊的所述信號和所述信號機(jī)監(jiān)測模塊的所述監(jiān)測信號一致方可通過所述公交優(yōu)先控制系統(tǒng)的所述信號輸出模塊輸出所述控制信號。
[0009]本發(fā)明的另一目的在于提供一種公交優(yōu)先控制系統(tǒng)，所述公交優(yōu)先控制系統(tǒng)的所述公交監(jiān)測模塊實時監(jiān)測所述公交車輛，若所述公交優(yōu)先控制系統(tǒng)的所述信號控制模塊經(jīng)處理得到所述公交車輛的所述信號，則所述信號控制模塊進(jìn)一步判斷所述公交車輛通過所述路口時，所述信號燈是否為所述放行信號，若所述信號控制模塊處理得到所述信號燈為所述放行信號，則維持所述信號燈的所述信號，若所述信號控制模塊處理得到所述信號燈為所述禁止通行信號，則所述信號控制模塊通過所述公交優(yōu)先控制系統(tǒng)的所述信號輸出模塊輸出所述控制信號，調(diào)整所述信號燈的所述信號為所述放行信號，便于所述公交車輛優(yōu)先通過所述路口。
[0010]本發(fā)明的另一目的在于提供過一種公交優(yōu)先控制系統(tǒng)，所述公交優(yōu)先控制系統(tǒng)的所述公交監(jiān)測模塊實時監(jiān)測所述公交車輛，若所述公交優(yōu)先控制系統(tǒng)的所述信號控制模塊經(jīng)處理得到所述公交車輛的所述信號，則所述信號控制模塊比對所述公交優(yōu)先控制系統(tǒng)的所述信號燈監(jiān)測模塊的所述監(jiān)測信號和所述信號機(jī)監(jiān)測模塊的所述監(jiān)測信號是否一致，若所述信號燈監(jiān)測模塊的所述信號和所述信號機(jī)監(jiān)測模塊的所述監(jiān)測信號不一致時所述信號控制模塊重新判斷所述公交車輛的所述信號，若所述信號燈監(jiān)測模塊的所述信號和所述信號機(jī)監(jiān)測模塊的所述監(jiān)測信號一致時，若所述信號控制模塊處理得到所述信號燈為放行信號，則維持所述信號燈的所述信號，若所述信號控制模塊處理得到所述信號燈為所述禁止通行信號，則所述信號控制模塊通過所述公交優(yōu)先控制系統(tǒng)的所述信號輸出模塊輸出所述控制信號，調(diào)整所述信號燈的所述信號為所述放行信號，便于所述公交車輛優(yōu)先通過所述路口。
[0011]本發(fā)明的另一目的在于提供一種公交優(yōu)先控制系統(tǒng)，所述公交優(yōu)先控制系統(tǒng)的所述公交監(jiān)測模塊可進(jìn)一步輸入視頻等圖像信息并傳輸至所述公交優(yōu)先控制系統(tǒng)的所述信號控制模塊。
[0012]本發(fā)明的另一目的在于提供一種公交優(yōu)先控制系統(tǒng)，所述公交優(yōu)先控制系統(tǒng)的所述公交監(jiān)測模塊進(jìn)一步包括一串口控制模塊，所述串口控制模塊整合所述公交信號采集元件和所述網(wǎng)絡(luò)信號采集元件的所述輸入信息，所述串口控制模塊輸出數(shù)據(jù)至所述公交優(yōu)先控制系統(tǒng)的所述信號控制模塊。
[0013]本發(fā)明的另一目的在于提供一種公交優(yōu)先控制系統(tǒng)，所述公交優(yōu)先控制系統(tǒng)采用所述繼電器隔離輸出所述控制信號。
[0014]本發(fā)明的另一目的在于提供一種公交優(yōu)先控制系統(tǒng)，所述公交優(yōu)先控制系統(tǒng)的所述RS485接口采用所述隔離電源供電。
[0015]本發(fā)明的另一目的在于提供一種公交優(yōu)先控制系統(tǒng)，所述公交優(yōu)先控制系統(tǒng)的所述信號燈監(jiān)測模塊包括兩個信號燈信號采集元件和八個信號燈輸入元件，所述八個信號燈輸入元件共用所述兩個信號燈信號采集元件，所述信號輸出模塊包括兩個控制信號傳輸元件和八個控制信號輸出元件，所述八個控制信號輸出元件共用所述兩個控制信號輸出元件。
[0016]為實現(xiàn)本發(fā)明的以上發(fā)明目的，一種公交優(yōu)先控制系統(tǒng)包括:
[0017]一信號燈監(jiān)測模塊，所述信號燈監(jiān)測模塊連接于一個或多個信號燈，所述信號燈監(jiān)測模塊用于實時監(jiān)測所述信號燈的實時狀態(tài)，所述信號燈監(jiān)測模塊實時輸出一信號燈監(jiān)測數(shù)據(jù)；
[0018]一公交監(jiān)測模塊，所述公交監(jiān)測模塊用于實時監(jiān)測一輛或多輛公交車輛的實時狀態(tài)，所述公交監(jiān)測模塊實時輸出一公交監(jiān)測數(shù)據(jù)；
[0019]一信號控制模塊，所述信號燈監(jiān)測模塊和所述公交監(jiān)測模塊分別連接于所述信號控制模塊，所述信號控制模塊用于實時接收并處理所述信號燈監(jiān)測數(shù)據(jù)和所述公交監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述信號控制模塊控制所述交通車輛優(yōu)先放行；和
[0020]一信號輸出模塊，所述信號輸出模塊連接于所述信號控制模塊，所述信號燈監(jiān)測模塊、所述公交監(jiān)測模塊、所述信號輸出模塊和所述信號控制模塊分別電連接于一電源，當(dāng)所述信號控制模塊判定所述交通車輛未能優(yōu)先放行時，所述信號控制模塊通過所述信號輸出模塊調(diào)整所述信號燈的所述實時狀態(tài)。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述公交優(yōu)先控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括一信號機(jī)監(jiān)測模塊，所述信號機(jī)監(jiān)測模塊連接于一個或多個信號機(jī)，所述信號機(jī)監(jiān)測模塊電連接于所述電源，所述信號機(jī)監(jiān)測模塊用于實時監(jiān)測所述信號機(jī)的實時狀態(tài)，所述信號機(jī)監(jiān)測模塊實時輸出一信號機(jī)監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述信號控制模塊實時接收并處理所述信號機(jī)監(jiān)測數(shù)據(jù)。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述信號控制模塊根據(jù)所述公交監(jiān)測數(shù)據(jù)判定所述交通車輛未能優(yōu)先放行時，若所述信號控制模塊判定所述信號燈監(jiān)測信號和所述信號機(jī)監(jiān)測信號不一致，所述信號控制模塊重新根據(jù)所述公交監(jiān)測數(shù)據(jù)判斷所述交通車輛的所述實時狀態(tài)。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述信號燈監(jiān)測模塊包括一信號燈信號采集元件和一信號燈信號輸入元件，所述信號燈信號輸入元件分別連接于信號燈信號采集元件和所述信號控制模塊，所述信號燈信號采集元件用于實時采集所述信號燈的所述實時狀態(tài)，所述信號燈信號輸入元件用于接收所述信號燈的所述實